怎樣選擇更好的串聯(lián)電抗器？

隨著(zhù)電力電子技術(shù)的廣泛應用和發(fā)展，供電系統中增加了大量的非線(xiàn)性負載，如低壓低容量家用電器和高壓工業(yè)交流直流轉換裝置，特別是采用了固定變流器。因為它起到開(kāi)關(guān)的作用，會(huì )造成電網(wǎng)的電流和電壓波形失真，從而造成電網(wǎng)的諧波“污染”。電網(wǎng)產(chǎn)生諧波“污染”的另一個(gè)重要原因是電網(wǎng)與沖擊和波動(dòng)荷載相連，如電弧爐、大型鋼鐵廠(chǎng)、電力機車(chē)等。它們在運行過(guò)程中不僅會(huì )產(chǎn)生大量的高階諧波。它將導致電壓波動(dòng)、閃光變化和三相失衡變得越來(lái)越嚴重。這不僅會(huì )導致供電設備本身的安全，而且會(huì )嚴重削弱和干擾電網(wǎng)的經(jīng)濟運行，對電網(wǎng)形成“污染”。
 電能質(zhì)量綜合治理應遵循誰(shuí)污染誰(shuí)控制、多層次控制、分級協(xié)調的原則。在區域配電變電所系統中，選擇主要的電能質(zhì)量污染源和對電能質(zhì)量敏感的負荷中心，建立在線(xiàn)電能質(zhì)量監測的電能質(zhì)量控制點(diǎn)尤為重要，采取相應的電能質(zhì)量改善措施尤為重要。
 在并聯(lián)電容器裝置與母線(xiàn)并聯(lián)連接處的諧波“污染”尚未從根本上糾正之前，如果不采取必要措施，將發(fā)生某些諧波放大。并聯(lián)電容器回路中的串聯(lián)電抗器是一種非常有效且可行的方法。串聯(lián)電抗器的主要功能是抑制高次諧波并限制浪涌電流，防止諧波損壞電容器，并通過(guò)電容器裝置的接入避免電網(wǎng)諧波的過(guò)度放大和諧振。但是，串聯(lián)電抗器不能任意組合電容器組，并且不能考慮連接到母線(xiàn)的電容器組的諧波背景。本文重點(diǎn)分析了串聯(lián)電抗器抑制諧波的影響，并提出了一種選擇電抗率的方法。
 1、串聯(lián)電抗器選擇不當的后果
 一個(gè)110千伏的變電站裝有兩個(gè)容量為2400千瓦的新電容器。制造商提供了一套無(wú)功補償裝置，該裝置配備了一系列的反應堆，其電阻率為6<unk;GT;，容量為144 kvar。電容器組投入運行后，110kv變電站10kv總線(xiàn)的總電壓失真率達到4.33<unk;GT;超過(guò)公共電網(wǎng)諧波電壓(相位電壓)4<unk>的極限值[2]，其中3個(gè)諧波的失真率為3.77<unk;GT;,超過(guò)公共電網(wǎng)諧波電壓（相位電壓）的3.2<lock;gt;限值。
 經(jīng)過(guò)仔細的了解和分析，發(fā)現110 kV變電站的10 kV系統存在大量的非線(xiàn)性負荷。即使電容器組不投入運行，10 kV母線(xiàn)總電壓畸變率高達4.01%，三次諧波畸變率高達3.48%。在這樣的諧波背景下，2400 kvar電容器組是否適合配置電抗為6%的串聯(lián)電抗器？
 2、電抗率的合理選擇
 為了合理地選擇電抗率，有必要了解母線(xiàn)電容器的背景諧波，并根據測量結果規定合適的藥物。并聯(lián)電容器的串聯(lián)電抗器，IEC標準根據其功能分為阻尼電抗器和調諧電抗器。阻尼電抗器的功能是限制并聯(lián)電容器組的閉合電流，并且電抗率可以選擇得相對較小，通常為0.1％至1％;調諧電抗器的功能是抑制諧波。當電網(wǎng)中存在的諧波不能忽略時(shí)，應考慮調諧電抗器，并選擇較大的電抗率，以調整并聯(lián)電路的參數，使電容器支路具有最低的最小威脅諧波。次諧波阻抗變?yōu)殡姼行浴?br/> 3、電抗率選擇的一般原則
 （一）串聯(lián)電抗器裝置接入點(diǎn)的背景諧波為3倍
 當背景諧波與網(wǎng)絡(luò )連接3次以上時(shí)，一般為12%，電抗率分別為4.5%、≤6%和12%。該設計規范含糊不清，難以在實(shí)踐中實(shí)現。提交人認為，應區別對待上述情況：
 三次諧波含量小，可選擇0.1％~1％的串聯(lián)電抗器。但是，應檢查電容器裝置投入后的三次諧波放大是否大于或接近國家標準限值并具有一定的余量。
 三次諧波含量大，已超過(guò)或接近國家標準限值。12%或12%串聯(lián)反應器與4.5%-6%串聯(lián)反應器混合。
 （二）電容器裝置接入點(diǎn)的背景諧波為3倍和5倍
 三次諧波含量非常小，五次諧波含量較大（包括超過(guò)或接近國家標準限值）。應選擇4.5%（6%）的串聯(lián)電抗器，不應使用0.1%（1%串聯(lián)電抗器）。
 三次諧波含量略大，五次諧波含量較小，選用0.1％~1％串聯(lián)電抗器。但是，應檢查電容器裝置后的三次諧波放大是否達到或超過(guò)國家標準限值，并且有一定的余量。
 三次諧波含量大，已超過(guò)或接近國家標準限值。12%或12%串聯(lián)反應器與4.5%-6%串聯(lián)反應器混合。
 （三）電容器裝置接入點(diǎn)的背景諧波為5倍以上
 5次諧波含量較小，應選用4.5%~6%串聯(lián)反應器。
 5次諧波含量較大，應選擇4.5％串聯(lián)電抗器。
 （四）對于0.1%-1%的串聯(lián)電抗器，應防止5、7次諧波的嚴重放大或共振；對于4.5%-6%的串聯(lián)電抗器，應防止3次諧波的嚴重放大或共振。
 4、幾點(diǎn)建議
 （一）新變電所電容器裝置中串聯(lián)反應器的選擇必須謹慎，不能任意與電容器組合，更不要說(shuō)電容器裝置的接入點(diǎn)處的諧波背景。
   (二)對于投入運行的電容器裝置，是否需要進(jìn)一步檢查串聯(lián)電抗器的選擇，并組織現場(chǎng)測量，以了解電網(wǎng)諧波背景的變化。合理選擇電抗率的電容器裝置不增加或降低電容器組的容量，對于具有不合理電抗率的電容器裝置，必須更換匹配串聯(lián)電抗器。
 （三）電能質(zhì)量綜合管理是一項系統工程。在并聯(lián)電容器電路中，串聯(lián)電抗器僅是抑制諧波的措施。要真正治愈癥狀，應遵循污染控制原則和多層治理協(xié)調。 。