串联电抗器抑制谐波的作用及电抗率的选择

^[2]。
    经过仔细了解和分析，发现该110kV变电所的10kV系统存在大量的非线性负载。即使在电容器组不投入运行的情况下，10kV母线的电压总畸变率也高达4.01%，其中3次谐波的畸变率高达3.48%。在如此谐波背景下，2400kvar电容器组配置电抗率为6%的串联电抗器是否适合？现计算分析如下。
2.2  电抗率的选择分析
    （1）电容器装置侧有谐波源时的电路模型及参数
    在同一条母线上有非线性负荷形成的谐波电流源时（略去电阻），并联电容器装置的简化模型如图1所示^[3]。

       谐波电流和并联谐波阻抗为

式中 n为谐波次数；_n为谐波源的第n次谐波电流；X_S为系统等值基波短路电抗；X_C为电容器组基波容抗；X_L为串联电抗器基波电抗。
       由于谐波源为电流源，谐波电压放大率与谐波电流放大率相等，故由式⑴整理推导可得谐波电压放大率

    当式(2)谐波阻抗的分子的数值等于零时，即从谐波源看入的阻抗为零，表示电容器装置与电网在第n次谐波发生串联谐振，可得电容支路的串联谐振点

    当式(2)谐波阻抗的分母的数值等于零时，即从谐波源看入的阻抗为∞，表示电容器装置与电网在第n次谐波发生并联谐振，并可推导出电容器装置的谐振容量Q_CX ^[4]为

    系统及元件的参数如表1所示。

    （2）避免谐振分析
    计算电抗率选择6%时，发生3次、5次谐波谐振的电容器容量，将有关参数代入式(5)，得3次、5次谐波谐振电容器容量分别为

    由此可见， 2400 kvar的电容器组配置电抗率为6%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。
    （3）限制涌流分析
    计算电抗率选择6%后，同一电抗率的电容器单组或追加投入时，能否有效抑制涌流，文献[4]中所提供的

涌流峰值的标幺值（以投入的电容器组额定电流的峰值为基准值）；Q为电容器组的总容量，Mvar；Q ₀为正在投入的电容器组的总容量，Mvar；Q ¢为所有原来已经运行的电容器组的总容量，Mvar；b为电源影响系数。
    已知两套电容器装置均为单组投切

    由此可见，2400 kvar的电容器组配置电抗率为6%的串联电抗器，另外一组电抗率为6%的电容器单组或追加投入时，涌流能够得到有效限制。
    （4）谐波电压放大率分析