怎样选择更好的串联电抗器？

随着电力电子技术的广泛应用和发展，供电系统中增加了大量的非线性负载，如低压低容量家用电器和高压工业交流直流转换装置，特别是采用了固定变流器。因为它起到开关的作用，会造成电网的电流和电压波形失真，从而造成电网的谐波“污染”。电网产生谐波“污染”的另一个重要原因是电网与冲击和波动荷载相连，如电弧炉、大型钢铁厂、电力机车等。它们在运行过程中不仅会产生大量的高阶谐波。它将导致电压波动、闪光变化和三相失衡变得越来越严重。这不仅会导致供电设备本身的安全，而且会严重削弱和干扰电网的经济运行，对电网形成“污染”。
 电能质量综合治理应遵循谁污染谁控制、多层次控制、分级协调的原则。在区域配电变电所系统中，选择主要的电能质量污染源和对电能质量敏感的负荷中心，建立在线电能质量监测的电能质量控制点尤为重要，采取相应的电能质量改善措施尤为重要。
 在并联电容器装置与母线并联连接处的谐波“污染”尚未从根本上纠正之前，如果不采取必要措施，将发生某些谐波放大。并联电容器回路中的串联电抗器是一种非常有效且可行的方法。串联电抗器的主要功能是抑制高次谐波并限制浪涌电流，防止谐波损坏电容器，并通过电容器装置的接入避免电网谐波的过度放大和谐振。但是，串联电抗器不能任意组合电容器组，并且不能考虑连接到母线的电容器组的谐波背景。本文重点分析了串联电抗器抑制谐波的影响，并提出了一种选择电抗率的方法。
 1、串联电抗器选择不当的后果
 一个110千伏的变电站装有两个容量为2400千瓦的新电容器。制造商提供了一套无功补偿装置，该装置配备了一系列的反应堆，其电阻率为6<unk;GT;，容量为144 kvar。电容器组投入运行后，110kv变电站10kv总线的总电压失真率达到4.33<unk;GT;超过公共电网谐波电压(相位电压)4<unk>的极限值[2]，其中3个谐波的失真率为3.77<unk;GT;,超过公共电网谐波电压（相位电压）的3.2<lock;gt;限值。
 经过仔细的了解和分析，发现110 kV变电站的10 kV系统存在大量的非线性负荷。即使电容器组不投入运行，10 kV母线总电压畸变率高达4.01%，三次谐波畸变率高达3.48%。在这样的谐波背景下，2400 kvar电容器组是否适合配置电抗为6%的串联电抗器？
 2、电抗率的合理选择
 为了合理地选择电抗率，有必要了解母线电容器的背景谐波，并根据测量结果规定合适的药物。并联电容器的串联电抗器，IEC标准根据其功能分为阻尼电抗器和调谐电抗器。阻尼电抗器的功能是限制并联电容器组的闭合电流，并且电抗率可以选择得相对较小，通常为0.1％至1％;调谐电抗器的功能是抑制谐波。当电网中存在的谐波不能忽略时，应考虑调谐电抗器，并选择较大的电抗率，以调整并联电路的参数，使电容器支路具有最低的最小威胁谐波。次谐波阻抗变为电感性。
 3、电抗率选择的一般原则
 （一）串联电抗器装置接入点的背景谐波为3倍
 当背景谐波与网络连接3次以上时，一般为12%，电抗率分别为4.5%、≤6%和12%。该设计规范含糊不清，难以在实践中实现。提交人认为，应区别对待上述情况：
 三次谐波含量小，可选择0.1％~1％的串联电抗器。但是，应检查电容器装置投入后的三次谐波放大是否大于或接近国家标准限值并具有一定的余量。
 三次谐波含量大，已超过或接近国家标准限值。12%或12%串联反应器与4.5%-6%串联反应器混合。
 （二）电容器装置接入点的背景谐波为3倍和5倍
 三次谐波含量非常小，五次谐波含量较大（包括超过或接近国家标准限值）。应选择4.5%（6%）的串联电抗器，不应使用0.1%（1%串联电抗器）。
 三次谐波含量略大，五次谐波含量较小，选用0.1％~1％串联电抗器。但是，应检查电容器装置后的三次谐波放大是否达到或超过国家标准限值，并且有一定的余量。
 三次谐波含量大，已超过或接近国家标准限值。12%或12%串联反应器与4.5%-6%串联反应器混合。
 （三）电容器装置接入点的背景谐波为5倍以上
 5次谐波含量较小，应选用4.5%~6%串联反应器。
 5次谐波含量较大，应选择4.5％串联电抗器。
 （四）对于0.1%-1%的串联电抗器，应防止5、7次谐波的严重放大或共振；对于4.5%-6%的串联电抗器，应防止3次谐波的严重放大或共振。
 4、几点建议
 （一）新变电所电容器装置中串联反应器的选择必须谨慎，不能任意与电容器组合，更不要说电容器装置的接入点处的谐波背景。
   (二)对于投入运行的电容器装置，是否需要进一步检查串联电抗器的选择，并组织现场测量，以了解电网谐波背景的变化。合理选择电抗率的电容器装置不增加或降低电容器组的容量，对于具有不合理电抗率的电容器装置，必须更换匹配串联电抗器。
 （三）电能质量综合管理是一项系统工程。在并联电容器电路中，串联电抗器仅是抑制谐波的措施。要真正治愈症状，应遵循污染控制原则和多层治理协调。 。