選擇串聯諧振電抗器方法

隨著電力電子技術的廣泛應用與發展，供電系統中增加了大量的非線性負載，如低壓小容量家用電器和高壓大容量的工業用交、 直流變換裝置， 特別是靜止變流器的采用， 由于它是以開關方式工作的，會引起電網電流、電壓波形發生畸變，從而引起電網的諧波“污染"。 產生電網諧波“污染"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、三相不平衡日趨嚴重。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"。

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。在并聯電容器裝置接入母線處的諧波“污染"暫未得到根本整治之前，如果不采取必要的措施，將會產生一定的諧波放大。在并聯電容器的回路中串聯電抗器是非常有效 [1] 和可行的方法。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。 

文章著重就串聯電抗器抑制諧波的作用展開分析，并提出電抗率的選擇方法。

2 電抗器選擇不當的后果

2.1 基本情況介紹  

其中3次諧波的畸變率達到3.77%，超過公用電[2]網諧波電壓（相電壓）3.2%的限值。經過仔細了解和分析，發現該 110kV 變電所的 10kV 系統存在大量的非線性負載。 即使在電容器組不投入運行的情況下，10kV母線的電壓總畸變率也高達4.01%，其中3次諧波的畸變率高達 3.48%。在如此諧波背景下，2400kvar 電容器組配置電抗率為 6% 的串聯電抗器是否適合？現計算分析如下。 

 2.2 電抗率的選擇分析  

（1）電容器裝置側有諧波源時的電路模型及參數  

串聯諧振原理

在回路頻率f=1/2π√LC時，回路產生諧振，此時試品上的電壓是勵磁變高壓端輸出電壓的Q倍。Q為系統品質因素，即電壓諧振倍數，一般為幾十到一百以上。先通過調節變頻電源的輸出頻率使回路發生串聯諧振，再在回路諧振的條件下調節變頻電源輸出電壓使試品電壓達到試驗值。由于回路的諧振，變頻電源較小的輸出電壓就可在試品CX上產生較高的試驗電壓。

諧振電抗器是運用串聯諧振的原理，通過調節變頻控制器的輸出頻率，使得回路中的電抗器的電感L和試品電容C發生串聯諧振，諧振電壓即為試品上所加電壓。

串聯諧振電抗器特點

1、大屏幕顯示試驗數據、試驗狀態并有實時操作步驟指示作用。

2、能靈活整定試驗電壓、調頻范圍、加壓時間。

3、試驗結果能計算出被試品電容值并可打印。

4、體積小、重量輕、操作方便。

5、分辨率高、頻率分辨率為0.01Hz，電壓分辨率為0.01V。

6、安全可靠性高，系統具有過電壓、過電流及放電保護作用，確保人身及設備安全。

7、可升級操作軟件。

串聯諧振電抗器原理

電抗器L和被試品電容C組成的串聯諧振都有一個固定的諧振頻率F=1/（2π√L?C）當試驗頻率等于這個頻率時，該電路發生諧振。

通過這個原理，由調頻電源提供電源送給勵磁變壓器，經過勵磁變壓器變壓成中壓加上L和被試品電容C上。通過改變調頻電源輸出頻率，使回路處于串聯諧振狀態，再調節調頻電源輸出電壓，使試品上電壓達到所需要的電壓值。