无功补偿中对谐波的抑制作用及电抗率的选择(2)

如限制5次谐波电流，则应取：

XL=1.5(0.04XC)=0.06XC

则：XL/XC=0.06

式中0.06为限制5次谐波电流时，电抗器工频额定电抗XL与电容器工频额定容抗XC的比值，称为电抗率，用字母K表示。

即：K= XL/XC (3)

在5次谐波时，由式(3)可知，电抗率K=6%时，才能补偿支路的5次以上谐波电抗呈感性，才能有效地抑制高次谐波，并将合闸涌流限制在5倍额定电流左右。

综上所述，对于额定频率为50Hz和60Hz的电力系统中，无功补偿装置在不同场合的电抗率选择如下：

XL=0.1%～1%·XC — 不考虑谐波影响，仅需抑制合闸涌流;

XL=4.5%～6%·XC — 限制5次以上高次谐波的影响;

XL=12%～13%·XC — 限制3次以上高次谐波的影响。

5 电抗率选择的一般规律

(1)电容器装置接入处的背景谐波为3次

1)3次谐波含量较小，可选择0.1%～1%的串联电抗器，但应验算电容器装置投入后3次谐波放大是否超过或接近国标限值，并且有一定的裕度;

2)3次谐波含量较大，已经超过或接近国标限值，选择12%或12%与4.5%～6%的串联电抗器混合装设。

(2)电容器装置接入处的背景谐波为3次、5次

1)3次谐波含量很小， 5次谐波含量较大(包括已经超过或接近国标限值)，选择4.5%～6%的串联电抗器，忌用0.1%～1%的串联电抗器;

2)3次谐波含量略大， 5次谐波含量较小，选择0.1%～1%的串联电抗器，但应验算电容器装置投入后3次谐波放大是否超过或接近国标限值，并且有一定的裕度;

3)3次谐波含量较大，已经超过或接近国标限值，选择12%或12%与4.5%～6%的串联电抗器混合装设。

(3)电容器装置接入处的背景谐波为5次及以上

1)5次谐波含量较小，应选择4.5%～6%的串联电抗器;

2)5次谐波含量较大，应选择4.5%的串联电抗器;

(4)对于采用0.1%～1%的串联电抗器，要防止对5次、7次谐波的严重放大或谐振;对于采用4.5%～6%的串联电抗器，要防止对3次谐波的严重放大或谐振。

6 结束语

本文分析了在电网系统中谐波的产生和构成成分，论述了谐波对电网系统的危害。进而介绍带串联电抗器的无功补偿对电网谐波具有抑制作用，分析、研究其电气性能，作出相关的设计和计算方法，给出了在不同场合中电抗率的选择，在最后提供几点在工程上的经验总结，给出电抗率选择的一般规律。随着电力工业的迅速发展，为节约能源，改善供电品质，提高无功补偿水平。在电容器组中采用串联电抗器是一种行之有效的好办法，这不仅能解决简单电容器补偿的过流、过压问题，也可以解决多支路无源滤波器的过载问题。对于已经投运的电容器装置，其串联电抗器选择是否合理需进一步验算，并组织现场实测，了解电网谐波背景的变化。要注意现场应用条件，按现场条件与要求进行设计才能达到预期的效果。

参考文献

[1] GB/T 14549-93，电能质量公用电网谐波[S]

[2] 吕润馀.电能质量技术丛书第三分册—电力系统高次谐波[M].北京：中国电力出版社，1998

[3] GB 50227-95，并联电容器装置设计规范[S]