串联电抗器在无功补偿装置中性能作用分析及选择

无功补偿在电子供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗，使电网质量提高。反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素。目前工矿企业无功补偿多采用分组自动跟踪补偿，单组容量多为900kVar以下，一般都将电力电容器，串联电抗器及真空接触器等装于同一柜内，这样就要求电抗器体积小、性能好、重量轻、便于安装维护。

一、串联谐振电抗器种类及作用

现阶段，干式磁屏蔽电抗器、串联电抗器主要有油浸式铁芯电抗器、干式空芯电抗器、干式铁芯电抗器、干式半芯电抗器五种。按用途分的话则分为限流电抗器、滤波电抗器、抑制谐波电抗器三种。

串联电抗器的功能是多样化的，主要体现在以下几方面：

（1）轻空载或轻负荷线路上的电容效应，以降低工频暂态过电压。

（2）改善长输电线路上的电压分布。

（3）使轻负荷时线路中的无功功率尽可能就地平衡，防止无功功率不合理流动?同时也减轻了线路上的功率损失。

（4）在大机组与系统并列时?降低高压母线上工频稳态电压，便于发电机同期并列。

（5）防止发电机带长线路可能出现的自励磁谐振现象。

（6）当采用电抗器中性点经小电抗接地装置时，还可用小电抗器补偿线路相间及相地电容，以加速潜供电流自动熄灭，便于采用。

二、串联电抗器的选型原则

 用电企业都有自身的特点，对设备有不同的要求，干式电抗器有噪音小、电抗器的线性度好、机械强度高、安装简单等特点；油浸电抗器损耗小、占地面积小、线性度 不好、噪音大。因此，采用什么样的电抗器应综合考虑。串联电抗器主要作用是抑制谐波、限制涌流和滤除谐波。电抗率是电抗器的主要参数，电抗器的大小直接影 响它的作用。

限流电抗器电抗率在0.1-1%，而抑制谐波的电抗器电抗率在4.5%-13%，限流电抗器把涌流限制在电容器额定电流10倍以下为谊。配置限流电抗器时，应考虑线路电抗（1μH/M）。

三、投切电容器时的涌流：

1、单组电容器投入时的涌流

Iym=√2 IΣ[1-√(XΣ/Xl)]

Xl=2 IΣ* XΣ/( Iym-√3* IΣ)--2

ψy=ψ√(XΣ/Xl)

式中

Iym---合闸涌流最大幅值（峰值）(KA)

IΣ---组电容器装置的额定相电流 (A)

XΣ---组电容器相总额定电抗 (Ω)

X_l---系统感抗与串联电抗器相额定电抗 (Ω)

fy----涌流频率

Μ---电网频率

2、各电容器组容量相等时按下式

Iym=[(M-1)/M]*√[2 000QΣ/3ωL] (kA)

L=[(M-1)/M]2*[2 000QΣ/3ωIym2] (μH)

式中

QΣ-单组电容器额定容量 (kVar)

Μ---电容器组数

L---电感值 (μh)

ω---角频率 (314)

Iym-峰值电流（ka）

线路电抗XL′＝(1μH/Μ)

fy=103/[2л√(LCΣ)]

当电网存在谐波不可忽视时，应采用抑制谐波的电抗器。为了确定合理的电抗率，应查明电网谐波背景含量，以便适当的选用电抗器种类和电抗率。

四、按以下方式配备电抗器

1、偶次谐波2、4、6、8……次，谐波对称互相抵消，因此不于考虑。

2、奇次谐波为3、5、7、11、13次及以上谐波，这些谐波多出自大型整流设备，电弧、炼钢、电机车等负荷。当用户的电网内有这种设备，就是有谐波 源，应测谐波次数及含量，如谐波不超过国家标准，然后计算应配置的电抗器参数。含有3次谐波配置13%的电抗器，含有5次以上谐波配置4.5%-6%的电 抗器，4.5%--6%的电抗器可以覆盖5次以上谐波。

配置电抗器后应换算是否能产生谐波放大现象，如发生下列情况时应改变电抗器的参数。

五、串联电抗器的品质因数

单通滤波器的串联电抗器的品质因数是一项重要的指标，一般在30-60之间，应力求品质因数高，也就是电抗器线圈直流电阻尽量小。

Q= nXl/RL=(30~60)单通滤波器的品质因数

高通滤波电抗器的品质因数同上，但需加并联电阻。

Rb=√XLXC＝BXL＝XC/B