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高壓電容器裝置用串聯電抗器電抗率選取的原則及應注意的問題

文檔作者：倪學鋒，盛國釗，嚴飛文檔來源：國網武漢高壓研究院		點擊數：	更新時間： 2023年05月26日
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2008年5月
第9卷第5期
電力設備
Electrical Equipment
May．2008
VOI．9 NO．5
高壓電容器裝置用串聯電抗器電抗率選取
的原則及應注意的問題
- 倪學鋒，盛國釗，嚴 飛
(國網武漢高壓研究院，湖北省武漢市430074)
摘 要：文章介紹了高壓電容器裝置用串聯電抗器的作用及原理，闡述了國家電網公司110～500 kV變電站通用設備典
型規(guī)范中對串聯電抗器電抗率的選擇依據，并指出了可能出現的問題和解決措施，可供選擇電抗率時參考。
關鍵詞：電力系統(tǒng)；變電站；高壓電容器裝置；串聯電抗器；電抗率；諧波
中圖分類號：TM53；TM63
目前，高壓電容器裝置用串聯電抗器的電抗率規(guī)
格很多，較混亂，對電抗器電抗率的選用配置往往不是
按需要進行，而是按變電站的電壓等級進行。目前較
通行的做法是110 kV及以下變電站配置4．5％ ～6％ 電
抗率，而500 kV變電站配置12％ 電抗率。該配置法與
諧波狀態(tài)無關，這顯然與串聯電抗器的作用和原理不
相符合。在國家電網公司110～500 kV變電站通用設
備典型規(guī)范 (以下簡稱通用設備典型規(guī)范)中將串
聯電抗器的規(guī)格進行了簡化，它主要針對的是正常的、
一般性的情況，且對其選擇依據未加分析說明。由于
串聯電抗器的配置與諧波狀態(tài)密切相關，因此對一些
特殊情況還必須特殊對待，在使用其中的電容器裝置
典型規(guī)范時應特別注意。本文將對串聯電抗率的選擇
依據進行分析說明，以供讀者參考，從而達到選擇串聯
電抗器時少出錯誤，提高運行可靠性的目的。
1 串聯電抗器的作用及原理
串聯電抗器應用于電容器裝置中的作用及原理主
要有2個：① 利用電感電流不躍變的基本原理，將電抗
器串聯在電容器裝置中起限制暫態(tài)過程涌流的作用，
以保護電容器不受涌流作用的破壞 ；② 利用串聯電路
上電抗器的電感與電容器的電容互補的原理，減小回
路阻抗，從而達到防止諧波放大的目的 。
對于上述第一點人們易于理解。而對于電容器
裝置中串聯電抗器后，使帶有串聯電抗器的電容器支
路在某特定諧波及以上高次諧波條件下呈現出小電
感阻抗，從而對防止諧波放大常易產生理解上的偏
差，本文將對其進行重點說明。
2 選擇5％串聯電抗率的依據
眾所周知，4．5％ ～6％ 串聯電抗率是為防止5次
及以上次數諧波放大而配置的，早期曾只有6％ 一種
串聯電抗率，運行中發(fā)現6％ 串聯電抗器的電抗率器
對3次諧波放大較大，河北省電力公司的專業(yè)人員經
計算推算出了4．5％ 串聯電抗率。選用4．5％ 串聯電
抗率后既可防止5次及以上次數諧波放大，又可避免
3次諧波過度放大，但卻有不能缺臺運行的弊端 l。
由于通用設備典型規(guī)范要求具有廣泛的適應性，經
專家組討論后決定采取兩頭各犧牲一點性能的方案，即
選擇5％ 串聯電抗率。這樣既可避免3次諧波的過度放
大，在特定條件下又可使裝置能短時缺臺運行。
3 選擇12％串聯電抗率的依據
為防止3次及以上次數諧波放大，通常裝置需配
置12％ 串聯電抗率，少數配置有13％ 串聯電抗率，從
大家的習慣及經濟性、合理性的角度出發(fā)，在電容器
裝置典型規(guī)范中為防止3次及以上次數諧波放大，將
串聯電抗器的電抗率選擇為12％ 。
4 串聯電抗率選擇的關鍵因素
在通用設備典型規(guī)范中，選用了5％ 、12％ 這2個
串聯電抗率，需要說明的是：這2個值只是一個典型
值，不是唯一的值，在許多情況下還需要作調整。對
于串聯電抗器而言，所選的電抗率必須滿足以下4個
條件：① 串聯電抗器在主諧波頻率下的電抗值大于主
諧波頻率下的容抗值；② 流過串聯電抗器的總合成電
流必須小于1．30I ，這個1．30I 包括在1．1U 作用下
的電流值；③ 各種運行工況條件不得在電容支路發(fā)生
諧波諧振；④ 各種運行工況條件不得使電容支路與電
源回路發(fā)生諧波諧振。在滿足這4個條件的情況下，
串聯電抗器的電抗率越小越好。
以防止3次諧波放大的12％ 電抗率為例 J，
其電容器裝置的等值電路如圖1所示。
通常， 》 ，因此， 一＆ 。
50 Hz條件下，電抗率為
K= [1／( C)]=ZL50／Zc5o (1)
當選K=12％ 時，則電容器支路在3次諧波下的
等值阻抗為

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