并聯以及串聯電抗器的用途有哪些？

并聯(lian)電(dian)(dian)(dian)容器的(de)(de)無(wu)功(gong)功(gong)率(lv)補(bu)償(chang)是(shi)提高電(dian)(dian)(dian)力系統功(gong)率(lv)因數(shu)和(he)跳(tiao)躍(yue)懸(xuan)崖的(de)(de)有效措施。然(ran)而，電(dian)(dian)(dian)力系統中大(da)量非線性(xing)負載的(de)(de)運行，特別是(shi)以晶(jing)閘管(guan)作為換向元件(jian)的(de)(de)功(gong)率(lv)半導(dao)體器件(jian)，由于(yu)其在(zai)開關(guan)中的(de)(de)操(cao)(cao)作，將(jiang)導(dao)致電(dian)(dian)(dian)網的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流和(he)電(dian)(dian)(dian)壓波形失真。模式，并產(chan)(chan)生大(da)量高次諧(xie)波。電(dian)(dian)(dian)容器對高次諧(xie)波響應很(hen)敏感，它會(hui)放大(da)諧(xie)波電(dian)(dian)(dian)劉。在(zai)嚴重(zhong)的(de)(de)情況下，它還會(hui)產(chan)(chan)生共(gong)振(zhen)，導(dao)致電(dian)(dian)(dian)容器本(ben)身的(de)(de)損壞(huai)或不可(ke)操(cao)(cao)作，并危及附(fu)近其他(ta)電(dian)(dian)(dian)氣設備的(de)(de)安全(quan)。

補償電容器安裝在高階諧波背景下.在電容器電路中，一般采用串聯電抗器連(lian)接的方法。然(ran)而，串(chuan)聯電抗(kang)器(qi)必須考慮電容(rong)器(qi)連(lian)接電網的諧波背景，不能任意組合。只有(you)(you)合理(li)地選擇串(chuan)聯電抗(kang)器(qi)的電抗(kang)率來匹配電容(rong)器(qi)，才(cai)能有(you)(you)效地抑制(zhi)諧波，限制(zhi)合閘(zha)浪涌的影(ying)響。

1、抑制高次諧波

當無(wu)功補償電(dian)(dian)容(rong)器(qi)連接到(dao)電(dian)(dian)網并(bing)且(qie)存在高次(ci)諧(xie)波(bo)時，電(dian)(dian)容(rong)器(qi)對n次(ci)諧(xie)波(bo)的容(rong)抗(kang)降低到(dao)xc / n，并(bing)且(qie)系統電(dian)(dian)感對n次(ci)諧(xie)波(bo)的電(dian)(dian)感增加(jia)(jia)到(dao)nxL。當網格中存在n個(ge)諧(xie)波(bo)電(dian)(dian)流(liu)(liu)時，如果滿足(zu)nxL = xc / n的條件，則將產(chan)生n次(ci)諧(xie)波(bo)的諧(xie)振現(xian)象。在n次(ci)諧(xie)波(bo)電(dian)(dian)流(liu)(liu)和基波(bo)電(dian)(dian)流(liu)(liu)疊加(jia)(jia)之后，流(liu)(liu)過電(dian)(dian)容(rong)器(qi)的電(dian)(dian)流(liu)(liu)突然增加(jia)(jia)，此(ci)時產(chan)生的過電(dian)(dian)流(liu)(liu)將危及電(dian)(dian)容(rong)器(qi)本身或(huo)不能工(gong)作。同時，諧(xie)波(bo)電(dian)(dian)流(liu)(liu)對系統阻抗(kang)產(chan)生的諧(xie)波(bo)電(dian)(dian)流(liu)(liu)與電(dian)(dian)源(yuan)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)疊加(jia)(jia)，產(chan)生過電(dian)(dian)壓(ya)(ya)，這也威脅到(dao)電(dian)(dian)容(rong)器(qi)的安全運行。

在由并(bing)聯(lian)(lian)電容器(qi)組成的無功補償電路中，如果電容器(qi)支路與系(xi)統發生并(bing)聯(lian)(lian)諧(xie)振，則諧(xie)振點的諧(xie)振頻率如下：

n0=√xc/（xL+xs）

公式中Xs_等價系統的等效基波短路(lu)電抗

xL ---反應堆的基(ji)波(bo)電抗;

xc——電容器基(ji)波電抗；

（xl=axc，a為電阻(zu)）

從上面(mian)可以(yi)看出，串(chuan)聯電(dian)(dian)抗(kang)器(qi)的(de)電(dian)(dian)感越(yue)(yue)大，諧(xie)波數N0越(yue)(yue)低(di)，因此(ci)并聯諧(xie)振點可以(yi)由(you)串(chuan)聯電(dian)(dian)抗(kang)器(qi)的(de)電(dian)(dian)感控(kong)制，從而可以(yi)避(bi)免(mian)諧(xie)波源中的(de)諧(xie)波。因此(ci)，可以(yi)看出，在補償電(dian)(dian)容電(dian)(dian)路中具有(you)一定電(dian)(dian)抗(kang)的(de)電(dian)(dian)抗(kang)器(qi)可以(yi)有(you)效地避(bi)免(mian)諧(xie)振點。

當電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)連接(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)網中存在高次(ci)諧(xie)(xie)(xie)(xie)波(bo)(bo)時(shi)，當諧(xie)(xie)(xie)(xie)波(bo)(bo)次(ci)數大于諧(xie)(xie)(xie)(xie)振點(dian)的(de)(de)(de)(de)諧(xie)(xie)(xie)(xie)波(bo)(bo)次(ci)數時(shi)，電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)環路的(de)(de)(de)(de)阻抗(kang)(kang)是(shi)電(dian)(dian)(dian)感性(xing)的(de)(de)(de)(de)。此時(shi)，諧(xie)(xie)(xie)(xie)波(bo)(bo)電(dian)(dian)(dian)流(liu)流(liu)入(ru)電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)環路，因(yin)此電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)具有諧(xie)(xie)(xie)(xie)波(bo)(bo)電(dian)(dian)(dian)流(liu)。不能放大。但(dan)是(shi)，當諧(xie)(xie)(xie)(xie)波(bo)(bo)次(ci)數小于諧(xie)(xie)(xie)(xie)振點(dian)的(de)(de)(de)(de)諧(xie)(xie)(xie)(xie)波(bo)(bo)次(ci)數時(shi)，電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)環路的(de)(de)(de)(de)阻抗(kang)(kang)特性(xing)是(shi)電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)性(xing)的(de)(de)(de)(de)。此時(shi)，串(chuan)聯電(dian)(dian)(dian)抗(kang)(kang)器(qi)不抑制諧(xie)(xie)(xie)(xie)波(bo)(bo)作(zuo)用(yong)，而是(shi)放大諧(xie)(xie)(xie)(xie)波(bo)(bo)電(dian)(dian)(dian)流(liu)。因(yin)此，與電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)電(dian)(dian)(dian)路串(chuan)聯連接(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)抗(kang)(kang)器(qi)不能任意(yi)組合。有必要(yao)考(kao)慮接(jie)(jie)(jie)入(ru)點(dian)處(chu)電(dian)(dian)(dian)網的(de)(de)(de)(de)諧(xie)(xie)(xie)(xie)波(bo)(bo)背景。只能根據諧(xie)(xie)(xie)(xie)波(bo)(bo)背景選(xuan)擇具有適(shi)當電(dian)(dian)(dian)抗(kang)(kang)率(lv)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)抗(kang)(kang)器(qi)，以抑制高次(ci)諧(xie)(xie)(xie)(xie)波(bo)(bo)。影響(xiang)。

2、限制合閘涌流

當無功補償電(dian)容器(qi)(qi)投切時，往往會發(fa)生(sheng)(sheng)沖(chong)擊合(he)閘涌流(liu)。這(zhe)是因(yin)為電(dian)容器(qi)(qi)第一次不(bu)充電(dian)，流(liu)入電(dian)容器(qi)(qi)的(de)電(dian)流(liu)僅受電(dian)路(lu)阻(zu)(zu)抗的(de)限制。由于電(dian)路(lu)接近短(duan)路(lu)狀態(tai)，且電(dian)路(lu)阻(zu)(zu)抗很(hen)小，所以電(dian)容器(qi)(qi)接通(tong)后很(hen)快就會發(fa)生(sheng)(sheng)短(duan)路(lu)。大(da)沖(chong)擊電(dian)流(liu)。在(zai)GB50227-95《并聯電(dian)容器(qi)(qi)裝置(zhi)設計(ji)規范》中，閉合(he)涌流(liu)計(ji)算(suan)公(gong)式如下：

=√2即(a+√xc/xs)=√2即(a+s/qc)

在(zai)公式中：電容(rong)組(zu)的額定(ding)電流；

Xc  - 一(yi)組(zu)兼容的電(dian)容器(qi);

xs——電容器組與電網(wang)之間的(de)電抗(kang)值；

Sd-Short電路的閉點系統容量(liang)；

QC-電(dian)容(rong)器庫容(rong)量(liang)。

關(guan)閉浪涌電(dian)(dian)流乘數(shu)K = 1 +√sd/ QC，K值(zhi)隨著(zhu)閉合點短路容量的(de)增(zeng)(zeng)加(jia)和電(dian)(dian)容器組容量的(de)減小而增(zeng)(zeng)加(jia)，一般為3~10倍(bei)。

當(dang)串聯電(dian)(dian)(dian)抗器安(an)裝在電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)器組(zu)回路(lu)中時(shi)，其閉(bi)合涌(yong)流(liu)倍數為k=1+xc/（xl+xc）。K值隨母線短路(lu)容(rong)(rong)量的(de)增大或電(dian)(dian)(dian)抗器對電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)器電(dian)(dian)(dian)抗的(de)百分比增大而顯著減(jian)小。因此(ci)，當(dang)電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)器回路(lu)與適當(dang)電(dian)(dian)(dian)抗率的(de)電(dian)(dian)(dian)抗器串聯時(shi)，可以達到限制合閘(zha)涌(yong)流(liu)的(de)效(xiao)果。

3 電(dian)抗器電(dian)抗率的選擇

電(dian)阻(zu)率是(shi)反應(ying)器的重要參數，電(dian)阻(zu)率大小直(zhi)接(jie)影響(xiang)其作用和系(xi)統的安全性。為(wei)了適合電(dian)源選擇，有必要了解電(dian)容連接(jie)的諧(xie)波(bo)背(bei)景。只有通過測量每個諧(xie)波(bo)，電(dian)容器才能與反應(ying)堆串聯(lian)匹配(pei)。

主要結果如下：

         (1)當補償電(dian)容接(jie)入的背景諧波為3倍，且含量超過(guo)或接(jie)近標準時，應選擇12%串聯電(dian)抗器。

（2）補償電(dian)(dian)容(rong)的(de)(de)(de)接入點(dian)的(de)(de)(de)背景諧(xie)波主要是3、5倍，兩者的(de)(de)(de)內容(rong)都比較大。建議使用(yong)電(dian)(dian)抗混合法12%和4.5%-6%的(de)(de)(de)串聯反應器。抑制3個(ge)諧(xie)波放大器的(de)(de)(de)前提(ti)。該(gai)方案的(de)(de)(de)優點(dian)是采用(yong)串聯12%的(de)(de)(de)方案可以減少無功(gong)損耗。

（3）當(dang)補償電容器的背景諧波(bo)為3次(ci)，且諧波(bo)含(han)量大于(yu)5次(ci)，但小于(yu)5次(ci)諧波(bo)含(han)量時，可選(xuan)擇(ze)0.1%~1%的電抗器。

（四）補償電(dian)容(rong)接(jie)入時的(de)背(bei)景(jing)諧波(bo)主要為3、5次，但3個(ge)諧波(bo)內(nei)容(rong)較少，且第5個(ge)諧波(bo)內(nei)容(rong)已超過或接(jie)近(jin)標(biao)準值(zhi)時，應(ying)(ying)選擇(ze)5%至6%的(de)反應(ying)(ying)物。

(5)當補(bu)償(chang)電容(rong)器(qi)接入點的背景諧(xie)波為5倍(bei)或5倍(bei)以上，且五次諧(xie)波含量較大(da)時，應選用6%串聯電抗器(qi)。

（6）當(dang)補償電(dian)容(rong)器(qi)連接(jie)到電(dian)網并(bing)且包含各種諧(xie)波(bo)分量且含量大時，串聯電(dian)抗器(qi)的電(dian)抗率由下式確定(ding)。此時，電(dian)容(rong)器(qi)支路(lu)不(bu)會放大大量的諧(xie)波(bo)。

xL=αxc/n2

式中：A—可(ke)靠性系(xi)數（一般取α=1.2-1.5）；

電容器組的xc-基波電抗；

N/C-具(ju)有(you)較大的最(zui)小諧波(bo)含量(liang)。

（7）新變電站無法知道電網的(de)背景諧波。可以(yi)使用阻尼(ni)型(xing)限流器(qi)來選(xuan)擇補償電容(rong)器(qi)裝置。可以(yi)根據電容(rong)器(qi)組的(de)最終(zhong)容(rong)量來選(xuan)擇限流器(qi)中串聯電抗器(qi)的(de)額定電流。

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