补偿电容器电抗率选择

1、抑制谐波串联电抗器的选用天津市同德兴电气技术有限公司黄缉熙补偿用并联电容器对谐波电压最为敏感，谐波电压加速电容器老化， 缩短使用寿命。谐波电流将使电容器过负荷、出现不允许的温升，特别严 重的是当电容器组与系统产生并联谐振时电流急速增加，开关跳闸、熔断器熔断、电容器无法运行。为避免并联谐振的发生，电容器串联电抗器。 它的电抗率按背景谐波次数选取。 电网的背景谐波为5次及以上时，宜选 取4.5% 6%;电网的背景谐波为3次及以上时，宜选取12%电抗率K值的确定1.系统中谐波很少，只是限制合闸涌流时则选 K=0.51%即可满足要 求。它对5次谐波电流放大严重，对3次谐波放大轻微。2.系统中谐波不可忽

2、视时，应查明供电系统的背景谐波含量，在合理确 定K值。电抗率的配置应使电容器接入处谐波阻抗呈感性。电网背景谐 波为5次及以上时，应配置K=4.56%。通常5次谐波最大，7次谐波次 之，3次较小。国内外通常采用 K=4.56%。配置K=6%的电抗器抑制5 次谐波效果好，但明显的放大3次谐波及谐振点为204Hz,与5次谐波的 频率250Hz,裕量大。配置4.5%的电抗器对3次谐波轻微放大，因此在 抑制5次及以上谐波，同时又要兼顾减小对3次谐波的放大是适宜的。它 的谐振点235Hz与5次谐波间距较小。电网背景谐波为 3次及以上时应 串联K=12%的电抗器。在电抗器电容器串联回路中，电抗器的感抗Xln

3、与 谐波次数虚正比；电容器容抗Xcn与谐波次数成反比。为了抑制5次及以 上谐波。则要使5次及以上谐波器串联回路的谐振次数小于 5次。这样， 对于5次及以上谐波，电杭器电容器串联回路呈感性，消除了并联谐振的 产生条件；对于基波，电抗器电容器串联回路呈容性，保持无功补偿作用。 如电抗器电容器串联回路在n次谐波下谐振，则：式中Xcn/Xln为电抗率的倒数，不同的电抗率对应不同的谐振次数或不同 的谐振频率，如表1所示。电抗器的电抗率以取6%为宜，可避免因电抗 器、电容器的制造误差或运行中参数变化而造成对 5次谐波的谐振。若电 容器接入处，电网被污染严重，电抗率要另行计算。表1电抗率对应的谐振次数或谐波

4、频率电抗率谐波次数谐波频率Hz4.5%4.71235.55%4.47235.55.5%P4.262136%4.08204电容器串联电抗器后，电容器端电压会升高。为了便于分析。画出电流、 电压向量图，如图表示。图 电抗器的设置、电流、电压向量以电流 I 为基准，电抗器上压降 ULN 超前电流 90°，系统电压 UXN 为两者向量和：Uxn=Ucn-Uln。如电抗器电抗率为6%,贝ULN=0.06UCNUxN=(1-0.06)UcNUcN=U cN/(1-0.06)=1.064UxN电容器串联电抗率为 6%电抗器后,电容器端电压为电网电压的 1.064 倍电容器允许产期运行在 1.1 倍

5、额定电压下。因此,电容器端电压升高6.4%是可以承受的。如电抗器电抗率为 12%,电容器端电压升高 13.6%, 应当选用额定电压 440V 电容器。串联电抗器后回来电流也将增大，电抗率K=6% ,电容器端电压为电网电压的 1.064倍电流也增加到相同倍数。 无功功率补偿容量是增加还是 减少？电容器端电压升高无疑会增加无功功率补偿容量。(1) 电容器无功功率补偿容量 Q'cQ'c=(UcN/ UxN)2Qc=(1.064UxN/UxN)2Q'c=1.13Qc(2) 电抗器消耗容性无功功率 QLQL=3I2xLN=3(1.064 UxN/UxN)2(0.06 xcN)=1

6、.0642 X 0.06X (3U2xn/ Xcn)=0.068Qc(3) 实际无功功率补偿容量：Qc QL=(1.13-0.068) Qc=1.062 Qc从上式看出， 电容器串联电抗器后， 无功功率补偿不但没有减少， 反而增加 6.2%。二、电抗器的安装位置串联电抗器无论装在电源侧或中性点侧， 从限制合闸涌流和抑制谐波 来说都是一样的。电抗器装在电源侧时运行条件苛刻， 因它承受短路电流的冲击， 对地 电压也高（相对于中性点），因而对动、热稳定要就高，铁心电抗器有铁 心饱和之虑。电抗器装在中性点侧时对电抗器要求相对低， 一般不受短路电流的冲 击，动、热稳定没有特殊要，就承受的对地电压低。可见

7、它比安装在电源 侧缺少了电抗器的抗短路电流冲击的能力。三、电抗器的结构电抗器的结构形式主要有空芯和铁芯两种结构。铁芯结构的电抗器主要优点是：损耗小，电磁兼容性叫好，体积小。 缺点是：有噪音并在事故电流较大时铁芯饱和失去了限流能力。 当干式铁 芯且采用氧树脂铸线圈的电抗器， 其动、热稳定性均很好， 适合装在柜中。 油浸式铁芯电抗器虽然体积大些，但噪音较小，散热较好，安装方便，适 用于户外使用。空芯电抗器的主要优点是： 线性度好， 具有很强的限制短路电流的能 力而且噪音小。 缺点是：损耗大，体积大。 这种电抗器户内， 户外都适合， 但不适合装在柜中。 在户外安装容易解决防止电磁感应问题。 最好采用分 相布置“品”字形或“一”字形。这样相间拉开了