怎樣選擇更好的串聯(lián)電抗器？

隨著電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，供電系統(tǒng)中增加了大量的非線性負(fù)載，如低壓低容量家用電器和高壓工業(yè)交流直流轉(zhuǎn)換裝置，特別是采用了固定變流器。因?yàn)樗鸬介_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、電力機(jī)車等。它們?cè)谶\(yùn)行過(guò)程中不僅會(huì)產(chǎn)生大量的高階諧波。它將導(dǎo)致電壓波動(dòng)、閃光變化和三相失衡變得越來(lái)越嚴(yán)重。這不僅會(huì)導(dǎo)致供電設(shè)備本身的安全，而且會(huì)嚴(yán)重削弱和干擾電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對(duì)電網(wǎng)形成“污染”。
 電能質(zhì)量綜合治理應(yīng)遵循誰(shuí)污染誰(shuí)控制、多層次控制、分級(jí)協(xié)調(diào)的原則。在區(qū)域配電變電所系統(tǒng)中，選擇主要的電能質(zhì)量污染源和對(duì)電能質(zhì)量敏感的負(fù)荷中心，建立在線電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的電能質(zhì)量控制點(diǎn)尤為重要，采取相應(yīng)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(dāng)?shù)暮蠊?br/> 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(bǔ)償裝置，該裝置配備了一系列的反應(yīng)堆，其電阻率為6<unk;GT;，容量為144 kvar。電容器組投入運(yùn)行后，110kv變電站10kv總線的總電壓失真率達(dá)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(xì)的了解和分析，發(fā)現(xiàn)110 kV變電站的10 kV系統(tǒng)存在大量的非線性負(fù)荷。即使電容器組不投入運(yùn)行，10 kV母線總電壓畸變率高達(dá)4.01%，三次諧波畸變率高達(dá)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，有必要了解母線電容器的背景諧波，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果規(guī)定合適的藥物。并聯(lián)電容器的串聯(lián)電抗器，IEC標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)其功能分為阻尼電抗器和調(diào)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(duì)較小，通常為0.1％至1％;調(diào)諧電抗器的功能是抑制諧波。當(dāng)電網(wǎng)中存在的諧波不能忽略時(shí)，應(yīng)考慮調(diào)諧電抗器，并選擇較大的電抗率，以調(diào)整并聯(lián)電路的參數(shù)，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(dāng)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(shè)計(jì)規(guī)范含糊不清，難以在實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)。提交人認(rèn)為，應(yīng)區(qū)別對(duì)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(yīng)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限值。12%或12%串聯(lián)反應(yīng)器與4.5%-6%串聯(lián)反應(yīng)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限值）。應(yīng)選擇4.5%（6%）的串聯(lián)電抗器，不應(yīng)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(yīng)檢查電容器裝置后的三次諧波放大是否達(dá)到或超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限值。12%或12%串聯(lián)反應(yīng)器與4.5%-6%串聯(lián)反應(yīng)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(yīng)選用4.5%~6%串聯(lián)反應(yīng)器。
 5次諧波含量較大，應(yīng)選擇4.5％串聯(lián)電抗器。
 （四）對(duì)于0.1%-1%的串聯(lián)電抗器，應(yīng)防止5、7次諧波的嚴(yán)重放大或共振；對(duì)于4.5%-6%的串聯(lián)電抗器，應(yīng)防止3次諧波的嚴(yán)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(yīng)器的選擇必須謹(jǐn)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(duì)于投入運(yùn)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(xiàn)場(chǎng)測(cè)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(duì)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(xiàng)系統(tǒng)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(yīng)遵循污染控制原則和多層治理協(xié)調(diào)。 。