电抗器与电容器匹配问题
串入电抗器对电容补偿容量的影响
分析。 应用 表 明 ． 方法 简单 便捷 ， 降低 电容 补偿 的 其 对
影 响具 有实 际 意义 。
式 中 ： 定 电容 器额定 端 电压 ，Ｖ； Ｕ额 一 ｋ Ｕ实 一 电容 器实 际端 电压 ，Ｖ。 际 ｋ 串人 电抗 器 后 ．电容 端 电压 的 实 际值 的计 算按
《 联 电容器设 计 规范 Ｇ ５ ２ ７ １ ９ ｝ 见 式 （ ） 并 Ｂ ０２ — ９５ ， ４
Ｃ 电容器 的电容值 ． ： 一 Ｆ （ 角 频率 ， ｄｓ Ｉ ） 一 ｒ ／。 ａ
亟重 一 一ｒ 堑壁 、 ｚ
Ｑ实 际一ｕ实 ｃ 一 ２际ｏ Ｕ实 ｃ 际
Ｑ额 ＝ 际 （ 堑 定 Ｑ实 ｘ 亟）
ｕ 实 际
（） ３
便 。 此 ， 文 提 出可 以引入 一个 修正 系数 Ｋ， 为 本 来准 确 描 述 Ｑ额 与 Ｑ实 的定量 关 系 ， 就 Ｋ 进行 了推导 和 定 际 并
偿容 量 之 间的关 系 ， 者设 修 正 系数为 Ｋ 。即实际补 笔
偿容 量 Ｑ实 与额 定补 偿容 量 Ｑ额 的理 想状 态 为 ： 际 定
Ｑ额 ＝ ｘ 际 定 Ｋ１ Ｑ实 式中 ： 定 Ｑ额 一所 选 电容 器 的额定 补偿 容量 ，ｖｒ ｋａ； Ｑ实 一 所选 电容 器应 用 在 系统 中的实 际补 偿容 际
令：
Ｑ实 × ： ） （ 一 际 （ １ Ｋ） ×
并联电容器和电抗器选取注意事项
并联电容器和电抗器选取注意事项01并联电容器的选取并联电容器是无功功率补偿装置的主体, 其质量的好坏, 运行的可靠性, 将直接影响整套装置的使用效果和寿命。
要选择一种优质的电容器应从以下几个方面考虑：(1)电容器额定电压的确定由于并联电容器需要长期、全额在电网中工作, 而电容器的实际工作电压与其使用寿命又有直接的关系, 根据可靠性试验理论可知:当电容器的工作电压每提高10%, 其寿命将减少一半。
所以, 确定电容器的额定电压是非常重要的。
电容器额定电压的选取由下列因素决定:a. 供电网的电压水平;b. 谐波背景, 当电容器在含有谐波的环境下工作时, 谐波电压将叠加到电容器的基波电压上, 会使电容器的实际工作电压升高(Uc=U+SUi);c. 是否加装串联电抗器。
为限制投切电容器时的合闸涌流, 为抑制谐波避免谐振或为消除(吸收)谐波, 都需要在电容器支路中串联电抗器。
由电工学原理可知, 当电容器与电抗器组成串联回路再接入电网时, 电容器两端的电压将高于电网电压, 其升高幅度由所串联电抗器的电抗率(P)来决定:Uc=U/(1-P) 。
综合以上因素, 笔者认为在低压0.4kV电网中(变压器实际输出电压会高于0.4kV)设置的无功功率补偿装置中安装的电容器, 在一般情况下应选择额定电压为0.45kV系列的产品, 而用于谐波抑制或滤波装置中的电容器, 根据串联电抗器的电抗率不同, 其额定电压应选择0.48kV或0.525kV系列的产品。
(2)电容器额定温度等级的确定电容器工作时其周围的温度(略高于环境温度), 对电容器使用寿命的影响是很大的, 因为, 根据绝缘材料的寿命理论:当电容器的工作温度每升高7-10℃时, 其寿命将缩短一半。
但由于温度对电容器寿命的影响是缓慢的, 所以经常被忽视。
在电容器产品国家及行业标准中仅列出A、B、C、D四个温度等级, 而实际应用中, 有许多场合(如箱变、高温地区等)的环境温度已高于D级(+55℃)。
电抗器串电容器常识
摘要：为进一步搞好设备的配套改造，加强设备管理，实现供电系统的经济运行，减少整个供电系统设备的损耗，获得最佳经济效益的设备运行方式，对抑制谐波串联电抗器的选用进行了较为详细的阐述。
本文主要对具体抑制谐波串联电抗器的选用情况和TSC动态无功补偿进行了解析。
关键词：电网功率因数节能降耗科学谐波治理设备 TSC和TSF动态无功补偿补偿用并联电容器对谐波电压最为敏感，谐波电压加速电容器老化，缩短使用寿命。
谐波电流将使电容器过负荷、出现不允许的温升，特别严重的是当电容器组与系统产生并联谐振时电流急速增加，开关跳闸、熔断器熔断、电容器无法运行。
为避免并联谐振的发生，电容器串联电抗器。
它的电抗率按背景谐波次数选取。
电网的背景谐波为5次及以上时，宜选取4.5% ~ 6%；电网的背景谐波为3次及以上时，宜选取12%一、电抗率K值的确定1. 系统中谐波很少，只是限制合闸涌流时则选K=0.5~1%即可满足要求。
它对5次谐波电流放大严重，对3次谐波放大轻微。
2. 系统中谐波不可忽视时，应查明供电系统的背景谐波含量，在合理确定K值。
电抗率的配置应使电容器接入处谐波阻抗呈感性。
电网背景谐波为5次及以上时，应配置K=4.5~6%。
通常5次谐波最大，7次谐波次之，3次较小。
国内外通常采用K=4.5~6%。
配置K=6%的电抗器抑制5次谐波效果好，但明显的放大3次谐波及谐振点为204Hz，与5次谐波的频率250Hz，裕量大。
配置4.5%的电抗器对3次谐波轻微放大，因此在抑制5次及以上谐波，同时又要兼顾减小对3次谐波的放大是适宜的。
它的谐振点235Hz与5次谐波间距较小。
电网背景谐波为3次及以上时应串联K=12%的电抗器。
在电抗器电容器串联回路中,电抗器的感抗X LN与谐波次数虚正比；电容器容抗X CN与谐波次数成反比。
为了抑制5次及以上谐波。
则要使5次及以上谐波器串联回路的谐振次数小于5次。
这样，对于5次及以上谐波，电杭器电容器串联回路呈感性，消除了并联谐振的产生条件；对于基波，电抗器电容器串联回路呈容性，保持无功补偿作用。
电容器选配电抗器
100
CKSG-1.4/0.525-14% 10
1.4 12.3 210 150 192
100
CKSG-1.8/0.525-14% 13
1.8 9.6 240 150 210
150
CKSG-2.1/0.525-14% 15
2.1 8.2 240 157 230
150
CKSG-2.8/0.525-14% 20
1 依据标准：GB/T10229-1988 JB5346-1998 串联电抗器标准 2 电抗器型号：CKSG-1.8/0.45-6% 3 电抗器品牌：上海民恩 4 额定容量：1.8kVar 5 相数：三相 6 频率：50HZ 7 系统额定电压：0.4KV 8 配套电容器额定电压: 0.45KV 9 配套电容器额定容量: 30kvar 电容器型号：BSMJ0.45-30-3 10 电抗器额定端电压: 15.6V 11 额定电抗率: 6%
4、湿度：<95% RH 电容器选配电抗器-自愈式低压并联电力电容器安装运行要求： 1、额定电压的选择 电容器的额定电压应不低于电容器接入电网的最高运行电压，为了降低谐波而接入串联电抗 器时，电容器端子上的电压将高于电网电压，此时应选用额定电压较高的电容器。在选取额 定电压时，应留出适当的安全裕度，这一点十分重要，因为电介质上的电压不适当地升高， 电容器的特性和寿命将受到不利影响。 2、运行温度 对电容器的运行温度及环境温度应予以注意，因为它对电容器的使用寿命有很大影响，超过 上限温度将加速介质的电化学老化。电容器安装场所应便于对流和辐射来散发电容器所产生 的热量。环境温度不能满足要求时，应采取有效降温措施，如果无法改善冷却温度，则必须 使用特别设计的或较高额定电压的电容器。 3、过电压 对易受到高的雷电过电压，电容器应采用避雷器作适当保护，并尽量靠近电容器安装。当电 容器固定连接在电动机上时，为了防止电动机从电源切断后发生自激产生高于系统电压很多 的电压，建议选择电容器额定电流小于电动机的空载电流，一般为 90%为宜。 4、过电流 电容器绝不可在电流超过额定电流 1.3 倍的情况下运行。过电流可能由基波电压过高、谐波 或者是两者共同作用引起的。为确保电容器的使用寿命，即使电流在 1.3 倍以内，但仍超过 额定电流值，请慎用。最好在安装前后，测定电压波形和网络特性，当有谐波源（例如大型 整流器、逆变器等）时，应按谐波的严重程度，采取相应的措施加以限制（如选择串联电抗 器）
电容器选配电抗器
1.4 2.6
CKSG-1.8/0.48-7% 26
1.8
2
CKSG-2.1/0.48-7% 30
2.1 1.7
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
CKSG-2.8/0.48-7% 40
2.8 1.3
CKSG-3.5/0.48-7% 50
3.5
1
CKSG-4.2/0.48-7% 60
4.2 0.9
CKSG-4.9/0.48-7% 70
100
CKSG-1.4/0.525-14% 10
1.4 12.3 210 150 192
100
CKSG-1.8/0.525-14% 13
1.8 9.6 240 150 210
150
CKSG-2.1/0.525-14% 15
2.1 8.2 240 157 230
150
CKSG-2.8/0.525-14% 20
CKSG-7.0/0.525-14% 50
7
2.5 300 197 290
150
CKSG-8.4/0.525-14% 60
8.4
2
300 214 290
200
CKSG-9.8/0.525-14% 70
9.8 1.8 360 197 310
无功补偿电抗器和电容器的配合
5 7.5 10 12 14 15 16 20 24 25 30 35 40 45 50 60 80
0.3 0.45 0.6 0.72 0.84 0.9 0.96 1.2 1.44 1.5 1.8 2.1 2.4 2.7 3 3.6 4.8
电抗率为12%的主要规格（CKSG型，400v系统，三相，电抗率为12%，匹配电容器额 电抗器型号 匹配电容器容量（kvar） 电抗器容量（kvar)
00v系统，三相，电抗率为6%，匹配电容器额定电压450V） 电感量（mH） 额定电流（A） 实际无功补偿容量 （kvar） 实际电容两端电压 Ug=400V/(1-电抗率)，然 后按电容无功容量与电压 平方成正比来计算，然后 再减去电抗的感性无功得 出尽容性无功。 4.17 6.26 8.34 10.01 11.68 12.51 13.34 16.68 20.02 20.85 25.02 29.19 33.36 37.53 41.70 50.04 66.72
公式： QL=(QC/480V)V (2*3.14*50*L) 3×17.61 3×11.74 3×8.81 3×7.34 3×6.29 3×5.87 3×5.5 3×4.4 3×3.67 3×3.52 3×2.94 3×2.52 3×2.2 3×1.96 3×1.76 3×1.47 3×1.1 6 9 12 14.4 16.8 18 19.2 24.1 28.9 30.1 36.1 42.1 48.1 54.1 60.1 72.2 96.2
制作日期：2015-1-5
5 7.5 10 12 14 15 16 20 24 25 30 35 40 45 50 60 80
0.6 0.9 1.2 1.44 1.68 1.8 1.92 2.4 2.88 3 3.6 4.2 4.8 5.4 6 7.2 9.6
多台电容器组并列时电抗器的选配
多台电容器组并列时电抗器的选配
一条母线上装设两组及以上电容器组时，为防止一组电容器在投切和故障跳闸的情况下，引起另一台电容器的电压异常升高而损坏电容器组，一般电容器组应配置相应的电抗器。
当系统中无谐波源时，为防止电容器组投切时产生的过电压，结合对电容器组正常运行时的静态过电压、无功过补偿时电容器端的电压升高的情况分析计算，一般选用0.5%～1%的电抗器就能满足要求。
系统中有谐波源时，应根据谐波源的情况确定具体抑制谐波的措施，配置原则是能够消除和抑制主要次数的谐波，同时对其它次谐波引起的电压升高，电容器组能承受。
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并联电容器串联电抗器利与弊
在理性负载两端并联电容器，这是电网最常用的无功补偿办法，也是进步功率因数改善电压质量节能降损的有效措施。
为满足电网和用电设备对电压质量的请求，依据无功负荷变化而投切适量的电容量。
但是在电容器投运合闸霎时将产生幅值很大，频率很高的合闸涌流。
若电容器接入处电网村谐波污染，由于电容器的容性阻抗特性，将对谐波电流起到放大作用。
风险的过电流必将对电气设备产生不良影响，严重时常常还会形成设备的损坏。
为防止谐波对补偿安装的影响，则在电容器回路采用串联电抗器的措施，这既不影响电容器的无功补偿作用，又能抑止高次谐波。
所以在补偿电容器回路串联电抗器，具有抑止高次谐波，限制合闸涌流的效果。
但是运转理论标明，电容器回路串联电抗器后，在无功补偿安装投运合闸时还可能产生过电压，以及电容器端电压升高和运用寿命缩短等负面影响，现就电容器回路串联电抗器的利和弊做些剖析。
1电容器回路串联电抗器的益处1.1限制合闸涌流无功补偿电容器在投运合闸霎时常常会产生冲击性合闸涌流，这是由于初次合闸的电容器处于未充电状态，流入电容器的电流仅受回路阻抗的限制。
因该回路接近短路状态，回路阻抗很小，故而会产生很大冲击涌流。
GB50227—95《并联电容器安装设计标准》中合闸涌流的计算式为：式中：Ie——电容器组额定电流;XC——电容器组一相容抗值Xs——电容器组与电网间电抚值Sd——合闸点系统的短路容量Qc——电容器组容量合闸涌流倍数，K值时随合闸点短路容量的增大和电容器组容量的减小而增大，普通为3——10倍。
电容器组回路加装串联电抗器后的合闸涌流倍数为：K值时随母线短路容量的增大，或电抗器感抗占电容器容抗的百分数的增加而大幅度减小，故而串联电抗器后能起到限制合闸涌流的作用。
1.2抑止高次谐波当补偿电容器接入处电网存在谐波时，电容器对n次谐波的容抗降为XC/n，系统电感对n次谐波的感抗升为nxs。
电网存在有n此谐波时，假如nxs=XC/n,则产生n次谐波谐振现象。
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将电抗器与电容器串联构成去谐系统可以避免这些谐振现象。
去谐系统的自振频率介于最低的谐波频率和基波频率之间，对于高于去谐系统自振频率的谐波而言，去谐系统表现为感性，避免了谐振；对于50Hz的基波频率而言，它呈容性，因而无功功率可以得到补偿。
此串联电抗器不但能抑制合闸时的瞬时涌流，而且可抑制、吸收谐波电流，具有滤波作用，大大提高了电网的运行安全性。
然而，串抗与电容器不能随意组合，若不考虑电容装置接入处电网的实际情况，采用“一刀切”的配置方式（如电容器一律配用电抗率为5％～6％的串抗），往往适得其反，招致某次谐波的严重放大甚至发生谐振，危及装置与系统的安全。
由于电力谐波存在的普遍性，复杂性和随机性，以及电容装置所在电网结构与特性的差异，使得电容装置的谐波响应及其串抗电抗率的选择成为疑难的问题，也是人们着力研究的课题。
电容器组投入串抗后改变了电路的特性，串抗既有其抑制涌流和谐波的优点，又有其额外增加的电能损耗和建设投资与运行费用的缺点。
所以对于新扩建的电容装置，或者已经投运的电容装置中的串抗选用方案，进行技术经济比较是很有必要的。
虽然现有的成果尚不足为电容装置工程设计中串抗的选用作出量化的规定，但是随着研究工作的深入，实际运行经验的积累，业已提出许多为人共识的见解，或行之有效的措施，或可供借鉴的教训。
下面总结电容器串联电抗器时，电抗率选择的一般规律。
1.电网谐波中以3次为主
根据《并联电容器装置设计规范》，当电网谐波以3次及以上为主时，一般为12%；也可根据实际情况采用4.5%~6%与12%两种电抗器：
（1）3次谐波含量较小，可选择0.5%~1%的串联电抗器，但应验算电容器投入后3次谐波放大量是否超过或接近限值，并有一定裕度。
（2）3次谐波含量较大，已经超过或接近限值，可以选用12%或4.5%~6%串联电抗器混合装设。
2. 电网谐波中以3、5次为主
（1）3次谐波含量较小，5次谐波含量较大，选择4.5%~6%的串联电抗器，尽量不使用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，但应验算电容器投入后3次谐波放大是否超过或接近限值，并有一定裕度。
3. 电网谐波以5次及以上为主
（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。
对于采用0.1%~1%的串两电抗器，要防止对5次、7次谐波的严重放大伙谐振。
对于采用4.5%~6%的串联电抗器，要防止怼次谐波的严重放大或谐振。
当系统中无谐波源时，为防止电容器组投切时产生的过电压和对电容器组正常运行时的静态过电压、无功过补时电容器端的电压升高的情况分析计算，可选用0.5%~1%的电抗器。
根据以上的选择原则，对无功补偿装置中的串联电抗器有以下建议：
（1）新建变电所的电容器装置中串联电抗器的选择必须慎重，不能与电容器任意组合，必须考虑电容器装置接入处的谐波背景。
（2）对于已经投运的电容器装置，其串联电抗器选择是否合理须进一步验算，并组织现场实测，了解电网谐波背景的变化。
对于电抗率选择合理的电容器装置不得随意增大或减小电容器组的容量。
（3）电容器组容量变化很大时，可选用于电容器同步调整分接头的电抗器或选择电抗器混合装设。
通过对电容器组正常运行时的静态过电压情况和无功过补时电容器端的电压升高的分析计算，选用0.5%~1%的w电抗器，防止电容器组投切时产生的过电压。
并联电容器串电抗器具有调谐作用，单得根据谐波成分来定，如果是5、7次以上谐波需配7%的调谐电抗。
如果是3次谐波比较重，得配14%的调谐电抗。
在选择匹配过程中，电容、电抗最好是选择同一厂家生产的。