關聯電抗器的諧波抑制與電抗率的選擇

臧瑞民,謝宏偉,耿文晶

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關聯電抗器的諧波抑制與電抗率的選擇

臧瑞民1,謝宏偉2,耿文晶1

1. 國網內蒙古東部電力有限公司電力科學研究院, 內蒙古 呼和浩特 010020 2. 國網內蒙古東部電力有限公司, 內蒙古 呼和浩特 010020

諧波的存在將對供電系統造成極大的危害，在電容器回路中串聯合適的電抗器成為抑制諧波的有效措施。然而，由于不同的電抗器的電抗率不同，其抑制諧波的作用也千差萬別，因此，電路中串聯合適電抗率的電抗器是一種非常有效的解決手段。本文為選擇合適的電抗率，通過分析諧波對電力系統以及不同電抗率對諧波的影響，并通過實際驗證篩選最佳電抗率。

諧波抑制; 電抗率; 串聯電抗器

隨著經濟生活水平的提高和對美好生活的需求，大量非線性負載應用在當前電力系統之中，從而產生各種諧波危害。為了減少諧波危害，通常會將電力電容器引入電力系統用來調節電力系統的電壓和功率參數，因此電容器成為電力系統中重要的電力設備。為減少電容器和電抗器因諧波問題導致電力事故的數量和損失。本文在諧波影響分析的基礎上，分析不同的電抗率對電路中諧波的作用，分析出最佳電抗率，從而為選擇最佳電抗率提供一定指導。

1 諧波對補償系統的影響

1.1 造成電容器過電流

正常條件下，電路可以平穩運行，當出現高次諧波時，公式（1）和公式（2）中的會增大，當()增大會導致X()增大，相反()減少會導致X()減少。

1.2 與系統產生并聯諧振

電路中的諧波有兩個流動方向：流經X()或流經X()，則回路阻抗數學公式為：

2 不同串聯電抗率對系統諧波的影響

2.1 串聯電抗率的等效推導

供電系統等值回路如圖1所示。

圖1 電力系統簡化圖與等效回路

圖1中，X為基波容抗；I和I為諧波電流和流入系統電流；X為阻抗；I和U為系統電流和母線電壓；X為電抗；為諧波次數；則I和I可由公式（4）表示：

由于=X/X，結合公式（4）推導可得公式（5）：

式中，Q和S分別為容量和短路容量，并且S=X/X=Q/D。

2.2 不同電抗率對諧波抑制的影響

3 電抗率的選擇分析

式中，S為母線短路容量；Q為電容器裝置容量；那么，供電系統支路的串聯諧振點數量為：

將系統以及元件的參數放在表1中。

表1 系統和元件詳細參數

假定先確定電抗率為6%，當取值為3和5時，諧振電路的電容器的容量計算過程為：

由上述計算可知，即當電抗率在6%時，電容器可以避免電路諧振問題。

表2 7次諧波電壓放大率

對于低于三次的諧波，其>11.1%；對于低于5次的諧波，需要保證>4%。不同電抗率選擇設置為0.1%、1%、4.5%、12%計算結果如表3所示。

表 3 7次諧波電壓放大率

通過詳細結果可知，當電容器配置電抗率=12%時，整個供電系統的FVN只有0.51，由此可見，當電容器配置12%的電抗率時是比較合理的選擇。

4 結論

在電網系統中串聯電抗器是解決諧波問題的重要手段，它可以很好的抑制諧波，保護整個電網。但是不同的電抗器具有不同的電抗率，其起到抑制諧波的效果也不一樣，本文計算分析電網中串聯電抗率的選擇問題，通過多組不同電抗率的計算分析，并且與現場實際情況對比，得出了我國電網串聯電抗器的最佳電抗率。

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The Harmonic Suppression of Series Electric Reactors and Selection for Resistance Rate

ZANG Rui-min1, XIE Hong-wei2, GENG Wen-jing1

1.010020,2.010010,

The existence of harmonic has brought great harm to the power supply system, and it has become a common and effective measure to suppress harmonic with suitable series electric reactors in a capacitor circuit. However, different reactors can produce different effects because the resistance rate is different, and the effect of suppressing harmonics is also very different. Therefore, it as an effective way to connect electric reactors with suitable electric resistances in a circuit. In order to select a suitable electric resistance, we analyzed the effect of harmonics on electric system and effects of electric resistances on harmonics, and it was verified byway of experiments.

Harmonic suppression; electricity resistance; series reactor

TM531.4

A

1000-2324(2019)03-0486-03

10.3969/j.issn.1000-2324.2019.03.028

2018-05-23

2018-06-15

臧瑞民(1975-),女,本科,高級工程師,主要研究方向為電力系統方向. E-mail:mdzrm59@163.com