并聯(lián)以及串聯(lián)電抗器的用途有哪些？

并聯(lián)電容器的無功功率補(bǔ)償是提高電力系統(tǒng)功率因數(shù)和跳躍懸崖的有效措施。然而，電力系統(tǒng)中大量非線性負(fù)載的運(yùn)行，特別是以晶閘管作為換向元件的功率半導(dǎo)體器件，由于其在開關(guān)中的操作，將導(dǎo)致電網(wǎng)的電流和電壓波形失真。模式，并產(chǎn)生大量高次諧波。電容器對(duì)高次諧波響應(yīng)很敏感，它會(huì)放大諧波電劉。在嚴(yán)重的情況下，它還會(huì)產(chǎn)生共振，導(dǎo)致電容器本身的損壞或不可操作，并危及附近其他電氣設(shè)備的安全。

補(bǔ)償電容器安裝在高階諧波背景下.在電容器電路中，一般采用串聯(lián)電抗器連接的方法。然而，串聯(lián)電抗器必須考慮電容器連接電網(wǎng)的諧波背景，不能任意組合。只有合理地選擇串聯(lián)電抗器的電抗率來匹配電容器，才能有效地抑制諧波，限制合閘浪涌的影響。

1、抑制高次諧波

當(dāng)無功補(bǔ)償電容器連接到電網(wǎng)并且存在高次諧波時(shí)，電容器對(duì)n次諧波的容抗降低到xc / n，并且系統(tǒng)電感對(duì)n次諧波的電感增加到nxL。當(dāng)網(wǎng)格中存在n個(gè)諧波電流時(shí)，如果滿足nxL = xc / n的條件，則將產(chǎn)生n次諧波的諧振現(xiàn)象。在n次諧波電流和基波電流疊加之后，流過電容器的電流突然增加，此時(shí)產(chǎn)生的過電流將危及電容器本身或不能工作。同時(shí)，諧波電流對(duì)系統(tǒng)阻抗產(chǎn)生的諧波電流與電源電壓疊加，產(chǎn)生過電壓，這也威脅到電容器的安全運(yùn)行。

在由并聯(lián)電容器組成的無功補(bǔ)償電路中，如果電容器支路與系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振，則諧振點(diǎn)的諧振頻率如下：

n0=√xc/（xL+xs）

公式中Xs_等價(jià)系統(tǒng)的等效基波短路電抗

xL ---反應(yīng)堆的基波電抗;

xc——電容器基波電抗；

（xl=axc，a為電阻）

從上面可以看出，串聯(lián)電抗器的電感越大，諧波數(shù)N0越低，因此并聯(lián)諧振點(diǎn)可以由串聯(lián)電抗器的電感控制，從而可以避免諧波源中的諧波。因此，可以看出，在補(bǔ)償電容電路中具有一定電抗的電抗器可以有效地避免諧振點(diǎn)。

當(dāng)電容器連接的電網(wǎng)中存在高次諧波時(shí)，當(dāng)諧波次數(shù)大于諧振點(diǎn)的諧波次數(shù)時(shí)，電容器環(huán)路的阻抗是電感性的。此時(shí)，諧波電流流入電容器環(huán)路，因此電容器具有諧波電流。不能放大。但是，當(dāng)諧波次數(shù)小于諧振點(diǎn)的諧波次數(shù)時(shí)，電容器環(huán)路的阻抗特性是電容性的。此時(shí)，串聯(lián)電抗器不抑制諧波作用，而是放大諧波電流。因此，與電容器電路串聯(lián)連接的電抗器不能任意組合。有必要考慮接入點(diǎn)處電網(wǎng)的諧波背景。只能根據(jù)諧波背景選擇具有適當(dāng)電抗率的電抗器，以抑制高次諧波。影響。

2、限制合閘涌流

當(dāng)無功補(bǔ)償電容器投切時(shí)，往往會(huì)發(fā)生沖擊合閘涌流。這是因?yàn)殡娙萜鞯谝淮尾怀潆姡魅腚娙萜鞯碾娏鲀H受電路阻抗的限制。由于電路接近短路狀態(tài)，且電路阻抗很小，所以電容器接通后很快就會(huì)發(fā)生短路。大沖擊電流。在GB50227-95《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》中，閉合涌流計(jì)算公式如下：

=√2即(a+√xc/xs)=√2即(a+s/qc)

在公式中：電容組的額定電流；

Xc  - 一組兼容的電容器;

xs——電容器組與電網(wǎng)之間的電抗值；

Sd-Short電路的閉點(diǎn)系統(tǒng)容量；

QC-電容器庫(kù)容量。

關(guān)閉浪涌電流乘數(shù)K = 1 +√sd/ QC，K值隨著閉合點(diǎn)短路容量的增加和電容器組容量的減小而增加，一般為3~10倍。

當(dāng)串聯(lián)電抗器安裝在電容器組回路中時(shí)，其閉合涌流倍數(shù)為k=1+xc/（xl+xc）。K值隨母線短路容量的增大或電抗器對(duì)電容器電抗的百分比增大而顯著減小。因此，當(dāng)電容器回路與適當(dāng)電抗率的電抗器串聯(lián)時(shí)，可以達(dá)到限制合閘涌流的效果。

3 電抗器電抗率的選擇

電阻率是反應(yīng)器的重要參數(shù)，電阻率大小直接影響其作用和系統(tǒng)的安全性。為了適合電源選擇，有必要了解電容連接的諧波背景。只有通過測(cè)量每個(gè)諧波，電容器才能與反應(yīng)堆串聯(lián)匹配。

主要結(jié)果如下：

         (1)當(dāng)補(bǔ)償電容接入的背景諧波為3倍，且含量超過或接近標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)選擇12%串聯(lián)電抗器。

（2）補(bǔ)償電容的接入點(diǎn)的背景諧波主要是3、5倍，兩者的內(nèi)容都比較大。建議使用電抗混合法12%和4.5%-6%的串聯(lián)反應(yīng)器。抑制3個(gè)諧波放大器的前提。該方案的優(yōu)點(diǎn)是采用串聯(lián)12%的方案可以減少無功損耗。

（3）當(dāng)補(bǔ)償電容器的背景諧波為3次，且諧波含量大于5次，但小于5次諧波含量時(shí)，可選擇0.1%~1%的電抗器。

（四）補(bǔ)償電容接入時(shí)的背景諧波主要為3、5次，但3個(gè)諧波內(nèi)容較少，且第5個(gè)諧波內(nèi)容已超過或接近標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，應(yīng)選擇5%至6%的反應(yīng)物。

(5)當(dāng)補(bǔ)償電容器接入點(diǎn)的背景諧波為5倍或5倍以上，且五次諧波含量較大時(shí)，應(yīng)選用6%串聯(lián)電抗器。

（6）當(dāng)補(bǔ)償電容器連接到電網(wǎng)并且包含各種諧波分量且含量大時(shí)，串聯(lián)電抗器的電抗率由下式確定。此時(shí)，電容器支路不會(huì)放大大量的諧波。

xL=αxc/n2

式中：A—可靠性系數(shù)（一般取α=1.2-1.5）；

電容器組的xc-基波電抗；

N/C-具有較大的最小諧波含量。

（7）新變電站無法知道電網(wǎng)的背景諧波。可以使用阻尼型限流器來選擇補(bǔ)償電容器裝置。可以根據(jù)電容器組的最終容量來選擇限流器中串聯(lián)電抗器的額定電流。

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