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產品知識

串聯電抗器的作用及選擇

一、前    言
1.隨著電力電子技術的廣泛應用與發展，供電系統中非線性負載的使用被大量增加，特別是靜止變流器的采用，引起了電網電流、電壓波形發生畸變，從而造成嚴重的諧波“污染”。諧波產生的另一個重要原因是電網接有沖擊性、波動性負荷，如電弧爐、大型軋鋼機、電力機車等，它們在運行中不僅會產生大量的高次諧波，而且會使電壓波動、閃變、三相不平衡等。這不僅會導致供用電設備本身的安全性降低，而且會嚴重削弱和干擾電網的經濟運行，形成了對電網的“公害”。
2.電能質量的綜合治理應遵循誰污染誰治理，多層治理、分級協調的原則。在地區的配電和變電系統中，選擇主要電能質量污染源和對電能質量敏感的負荷中心設立電能質量控制樞紐點，在這些點進行在線電能質量監測、采取相應的電能質量改善措施顯得格外重要。為了諧波的“污染”，一般我們采取在母線端并聯電容器的方法，且在并聯電容器的回路中串聯電抗器可有效的抑制并聯電容器對諧波的放大。串聯電抗器的主要作用是抑制高次諧波和限制合閘涌流，防止諧波對電容器造成危害，避免電容器裝置的接入對電網諧波的過度放大和諧振發生。但是串聯電抗器絕不能與電容器組任意組合，更不能不考慮電容器組接入母線處的諧波背景。
二、串聯電抗器的選擇
1.串聯電抗器額定端電壓
    串聯電抗器的額定端電壓與串聯電抗率、電容器的額定電壓有關。該額定端電壓等于電容器的額定電壓乘以電抗率(一相中僅一個串聯段時)。
2.串聯電抗器額定容量
    串聯電抗器額定容量等于電容器的額定容量乘以電抗率(單相和三相均可按此簡便計算)。由此可見，串聯電抗器額定端電壓、額定容量均與電容器的額定電壓、額定容量及電抗率有關。電容器的額定電壓、額定容量本文不作詳細分析，下面著重分析串聯電抗率的選擇。
3.電抗率選擇的一般原則
(1)電容器裝置接入電網處的背景諧波為3次及以上時，一般為12%；也可采用4.5～6(%)與12%兩種電抗率。設計規范說的較含糊，實際較難執行。因此上述情況應區別對待：
a.3次諧波含量較小，可選擇0.1～1(%)的串聯電抗器，但應驗算電容器裝置投入后3次諧波放大是否超過或接近國標限值，并且有一定的裕度。
b.3次諧波含量較大，已經超過或接近國標限值，選擇12%或12%與4.5～6(%)的串聯電抗器混合裝設。
(2)電容器裝置接入處的背景諧波為3次、5次
a.3次諧波含量很小，5次諧波含量較大(包括已經超過或接近國標限值)，選擇4.5～6(%)的串聯電抗器，忌用0.1～1(%)的串聯電抗器；
b.3次諧波含量略大，5次諧波含量較小，選擇0.1～1(%)的串聯電抗器，但應驗算電容器裝置投入后3次諧波放大是否超過或接近國標限值，并且有一定的裕度；
c.3次諧波含量較大，已經超過或接近國標限值，選擇12%或12%與4.5～6(%)的串聯電抗器混合裝設。
(3)電容器裝置接入處的背景諧波為5次及以上
a.5次諧波含量較小，應選擇4.5～6(%)的串聯電抗器；
b.5次諧波含量較大，應選擇4.5%的串聯電抗器。
(4)對于采用0.1～1(%)的串聯電抗器，要防止對5次、7次諧波的嚴重放大或諧振；對于采用4.5～6(%)的串聯電抗器，要防止對3次諧波的嚴重放大或諧振。
4.幾點建議
(1)新建變電所的電容器裝置中串聯電抗器的選擇須慎重，不能與電容器任意組合，更不能不考慮電容器裝置接入處的諧波背景；
(2)對于已經投運的電容器裝置，其串聯電抗器選擇是否合理需進一步驗算，并組織現場實測，了解電網諧波背景的變化。對于電抗率選擇合理的電容器裝置不得隨意增大或減小電容器組的容量；對于電抗率選擇不合理的電容器裝置須更換匹配的串聯電抗器；
(3)電能質量的綜合治理是系統工程，在并聯電容器回路中串聯電抗器僅是抑制諧波的治標之舉，要真正做到標本兼治須遵循誰

污染誰治理、多層治理分級協調的原則。

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