正確選擇電抗器尤其串聯電抗器可抑制諧振

      摘 要:并聯補償電容器在降壓變電所中主要起到抵償無功負荷，提高功率因數，下降線損的作用，正確選擇電抗器尤其串聯電抗器，避免電容器組過電壓和系統高次諧波諧振的發生，經由過程對電容器組及電抗器的選擇，論述了電抗器對系統中運行裝備的影響。常州博邦電氣是專業的電抗器廠家，產品匯集變頻器用進線電抗器(輸入電抗器)、出線電抗器(出線電抗器)、直流電抗器(平波電抗器)，還有諸如電容器用低壓串聯電抗器、高壓串聯電抗器等，請記聯系方式：0519-83188328  18001506452，專業鑄就經典！

      經由過程電容器組的合理投切，到達提高變電所的功率因數、控制電壓及格率、勤儉電能等方面都有很好的效果，其容量設置裝備擺設一般均按變壓器總容量的10%～30%斟酌，或憑據現實無功負荷肯定。由于電容器組現實投進容量需憑據電網的無功負荷情況做適當的調整，而電容器組的投切容量和電抗器的設置裝備擺設對電網的穩定性、避免系統諧振、避免電容器的過電壓往往熟悉不足，2004年10月16日，金湖縣110 kV黎城變電所10 kVⅡ段電抗器的燒毀就是一個典型的事例。 

      1 電抗器的選配原則 
      1.1 單臺電容器組電抗器的選配 
      單臺電容器組是否斟酌設置裝備擺設電抗器，應憑據電容器組所在系統的運行狀態肯定。如系統中無諧波源，可不斟酌設置裝備擺設電抗器, 一般只要經由過程對電容器組正常運行時的穩態過電壓情況和無功過抵償時，電容器端電壓升高的分析計較來選擇電容器組。如系統中有諧波源，應憑據諧波源的情況肯定具體抑制諧波的措施。一般情況下(就是諧波不多的情況下)，加裝合適的電抗器就能到達一定的效果，設置裝備擺設原則是能夠消除和抑制主要次數的諧波，同時保證其它次諧波引發的電壓升高，電容器能承受。 

      1.2 多臺電容器組并列時電抗器的選配 
      一條母線上裝設兩組及以上電容器組時，為避免一組電容器在投切和故障跳閘的情況下，引發另外一臺電容器的電壓異常升高而損壞電容器組，一般電容器組應設置裝備擺設響應的電抗器。當系統中無諧波源時，為避免電容器組投切時發生的過電壓，連系對電容器組正常運行時的靜態過電壓、無功過抵償時電容器真個電壓升高的情況分析計較，一般選用0.5%～1%的電抗器就能知足要求。系統中有諧波源時，應憑據諧波源的情況肯定具體抑制諧波的措施，設置裝備擺設原則是能夠消除和抑制主要次數的諧波，同時對其它次諧波引發的電壓升高，電容器組能承受。 

     2 電容器靜態過電壓 
     電力網中引發電壓升高的身分有多種，嚴重威脅著電容器的平安運行，現分析以下:
     電容器組接進電網引發電網電壓升高為ΔU = UZNQC/Sd ，電壓升高系數K1。 
     電容器組接進電抗器后，電容器端電壓升高為ΔU = U - U/(1 - XL/XC），電壓升高系數K2。 
     電容器組不裝設串聯電抗器，電容器端電壓升高，電壓升高系數K3。 
     電容器組相間電容差值引發過電壓。中性點不接地系統的星型接線的電容器組，由于三相電容不服衡會引發中性點位移，使電壓升高為ΔU = [1 + dC/(3C + δC)]U，電壓升高系數K4。 

      并聯電容器在運行進程中，由于電容器內部故障熔件熔斷切除后，故障段中，殘剩的健全電容器端子所受電壓也將升高，系數為K5 = mn/[3mn - p(3n - 2)]。 

      綜合上述，電容器靜態過電壓系數可達以下數值:K =K1×K2×K4×K5。

      3 電抗器參數的選擇和計較
      為避免電容器組在投進進程中的合閘涌流，引發電容器真個電壓升高而損壞電容器，一般電容器組可選配0.5%～1%的電抗器。如系統中有諧波源，電抗器的選摘要從消除和抑制諧波，避免發生諧振方面來斟酌。由于35 kV和10 kV系統都為不接地系統，變壓器接線組別均為Y/d接線，可隔離系統中的三次諧波，凡是性質的諧波源一般都不含偶次諧波，為此電抗器的選配以抑制5次以上的諧波為目的。5次諧波諧振時，X5L = 5ωL，X5C = 1/(5ωC)，X5L- X5C = 0，5ωL - 1/(5ωC)= 0，5X1L -(1/5)X1C = 0，X1L/5X1C = 1/25 = 4%，其中XC為容抗，XL為感抗，為確保5次及以上的其它高次諧波不諧振，一般取靠得住系數1.5， 則電抗率為XL/XC = 1.5×4% = 6%。

      4 110 kV變電所10 kVⅡ段電抗器燒毀 
      110 kV黎城變電所10 kVⅡ段電容器組，電容器型號為BFM68-12/31/2 - 100/1W，電抗器型號為CKSGQ - 108/12/31/2 - 4.5%。2004年5月16日投進系統運行，10月26日17點30分，運行人員巡視發現電抗器B、C相冒煙燒壞。 

      110 kV黎城變電所10 kV為單母線分段接線，事故當日，10 kV單母線不分段運行，Ⅰ、Ⅱ段電容器組并列，容量均由2400 kvar削減為1800 kvar，由于串聯電抗器無調理分頭，與原電容器組的阻抗比仍為XL/XC= 4.5%，電抗器的現實感抗為2.268 W，電容器的容抗為50.4 w。電容器容量改成1800 kvar后，電容器的容抗為67.3 w，阻抗比變為XL/XC  = 3.375%＜4%，當系統中泛起5次以上諧波時，電容器組已呈容性，不能有用地抑制5次以上諧波，此時在一定條件下(如加上系統電抗)，就會使整個電容器組發生嚴重的5次諧波諧振，并發生嚴重的過電壓和過電流，對電容器組內所有元器件盡緣發生嚴重的破壞。 

      110 kV黎城變電所10 kV母線上接有理士電池有限公司高壓用戶，該用戶的主要生產裝備為充機電，約有40臺，每臺輸進功率140 kW，采用了三相6脈沖整流，從理論上看存在6±1次的諧波。對該公司諧波進行實測，發現5、7、11次諧波份量相當高，總諧波量與基波的比值高達29%，出格是5次諧波，會在電容器組運行狀態下發生諧振。 

      5 結論 
      經由過程對電容器組運行及發生諧振時的定性定量分析可得出：如系統中無諧波源，母線上僅裝有一組電容器組時，可不裝設電抗器；一條母線上裝設兩組及以上電容器組時，為避免一組電容器在切除、故障跳閘引發另外一臺電容器的電壓異常升高而損壞電容器組，可選用0.5%~1%的電抗器。電容器組容量變化很年夜時，可選用與電容器同步伐整分接頭的電抗器。系統中有諧波源時，應憑據諧波源的情況，肯定具體抑制諧波的措施，凡是選用6%的電抗器，就能到達消除系統中5次及以上次諧波的高次諧波引發的諧振發生。