串联电抗器抑制谐波的作用及电抗率的选择

作者：陈伯胜　来源：不详

(4)可得K值 即对于谐波次数最低为5次的，K＞4%；对于谐波次数最低为3次的，K＞11.1%。     如果该变电所的2400 kvar电容器组的电抗率分别按照0.1%、1%、4.5%、12%配置，试将有关参数代入式(3)，经过计算，1～7次谐波电压放大率FVN的结果如表3所示。     由计算结果可以看出，选择12%的串联电抗器对3次谐波电压放大率FVN仅为0.50。因此电抗率按照12%配置是值得进一步验算的。     经过进一步验算（谐振分析、限制涌流分析因篇幅所限略），选择12%的串联电抗器不会发生3次、5次谐波并联谐振或接近于谐振，同时另外一组电抗率为12%的电容器单组或追加投入时，涌流能够得到有效限制。     （6）电抗率选择的进一步分析     值得一提的是我国的电网普遍存在3次谐波，故不同电抗率所对应的3次谐波谐振电容器容量QCX3应该引起足够的重视。     由式(5)计算可得，分别选择4.5%、6%和12%的串联电抗器后，3次谐波谐振电容器容量分别为     即当串联电抗率选4.5%，电容器的容量达到或接近电容器装置接入母线的短路容量的6.6%时，就会发生3次谐波并联谐振或接近于谐振；当串联电抗率选6%，电容器的容量达到或接近电容器装置接入母线的短路容量的5.1%时，也会发生3次谐波并联谐振或接近于谐振；当串联电抗率选12%，一般不会发生3次谐波并联谐振。     一般情况下，110kV变电所装设的电容器的容量较小（0.05S d ～0.06 S d），不会发生3次谐波并联谐振或接近于谐振，但会引起3次谐波的放大；而220kV变电所装设的电容器的容量较大，完全有可能发生3次谐波并联谐振或接近于谐振，因此务必引起设计人员的高度重视。 3  串联电抗器的选择 3.1  串联电抗器额定端电压     串联电抗器的额定端电压与串联电抗率、电容器的额定电压有关。该额定端电压等于电容器的额定电压乘以电抗率（一相中仅一个串联段时），10kV串联电抗器的额定端电压的选择见表4。 3.2  串联电抗器额定容量     串联电抗器额定容量等于电容器的额定容量乘以电抗率（单相和三相均可按此简便计算）。由此可见，串联电抗器额定端电压、额定容量均与电容器的额定电压、额定容量及电抗率有关。电容器的额定电压、额定容量本文不作详细分析，下面着重分析串联电抗率的选择。 3.3  电抗率选择的一般原则     （1）电容器装置接入处的背景谐波为3次     根据文献[4]，当接入电网处的背景谐波为3次及以上时，一般为12%；也可采用4.5%～6%与12%两种电抗率。设计规范说的较含糊，实际较难执行。笔者认为，上述情况应区别对待：     1）3次谐波含量较小，可选择0.1%～1%的串联电抗器，但应验算电容器装置投入后3次谐波放大是否超过或接近国标限值，并且有一定的裕度。     2）3次谐波含量较大，已经超过或接近国标限值，选择12%或12%与4.5%～6%的串联电抗器混合装设。     （2）电容器装置接入处的背景谐波为3次、5次     1）3次谐波含量很小， 5次谐波含量较大（包括已经超过或接近国标限值），选择4.5%～6%的串联电抗器，忌用0.1%～1%的串联电抗器。     2）3次谐波含量略大， 5次谐波含量较小，选择0.1%～1%的串联电抗器，但应验算电容器装置投入后3次谐波放大是否超过或接近国标限值，并且有一定的裕度。     3）3次谐波含量较大，已经超过或接近国标限值，选择12%或12%与4.5%～6%的串联电抗器混合装设。     （3）电容器装置接入处的背景谐波为5次及以上     1）5次谐波含量较小，应选择4.5%～6%的串联电抗器。     2）5次谐波含量较大，应选择4.5%的串联电抗器。     （4）对于采用0.1%～1%的串联电抗器，要防止对5次、7次谐波的严重放大或谐振；对于采用4.5%～6%的串联电抗器，要防止对3次谐波的严重放大或谐振。 4  几点建议     （1）新建变电所的电容器装置中串联电抗器的选择必须慎重，不能与电容器任意组合，更不能不考虑电容器装置接入处的谐波背景。     （2）对于已经投运的电容器装置，其串联电抗器选择是否合理需进一步验算，并组织现场实测，了解电网谐波背景的变化。对于电抗率选择合理的电容器装置不得随意增大或减小电容器组的容量；对于电抗率选择不合理的电容器装置必须更换匹配的串联电抗器。     （3）电能质量的综合治理是系统工程，在并联电容器回路中串联电抗器仅是抑制谐波的治标之举，要真正做到标本兼治必须遵循谁污染谁治理、多层治理分级协调的原则。 参考文献 [1]  潘艳，刘连光，胡国新（Pan Yan, Liu Lianguang, Hu Guoxin）．补偿电容器串联电抗对无源LC滤波器性能的影响（Affection of compensating capacitor bank in series with reactor on performance of passive filter consisting of inductance and capacitance）[J]．电网技术（Power System Technology），2001，25(7)：56-59，71． [2]  GB/T 14549-93，电能质量公用电网谐波[S]． [3]  吕润馀．电能质量技术丛书第三分册—电力系统高次谐波[M]．北京：中国电力出版社，1998． [4]  GB 50227-95，并联电容器装置设计规范[S]． [5]  杨昌兴（Yang Changxing）．并联电容器装置的谐波响应及抑制对策（Harmonic response of shunt capacitor devices and its restricted countermeasures）[J]．浙江电力（Zhejiang Electric Power），1994，(1)：22-30． 本新闻共2页,当前在第2页  [首页]    [上一页]    [下一页]    [末页]     选择页数12