串联电抗器电抗率的选择(可编辑修改word版)
无功补偿电容器串联电抗器的选用
无功补偿电容器串联电抗器的选用在高压无功补偿装置中，一般都装有串联电抗器，它的作用主要有两点：1）限制合闸涌流，使其不超过20倍；2）抑制供电系统的高次谐波，用来保护电容器。
因此，电抗器在无功补偿装置中的作用非常重要。
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。
串抗的选择
串联电抗器的选择 1、 串联电抗器的作用 串联电抗器是高压并联电容器装置的重要组成部分。其作用是限制电容器组合闸涌流并 抑制电力谐波，防止电容器对电网谐波的放大和发生谐振等。由于电容器容抗和频率成 反比，高次谐波在电容器中形成高于工频的谐波地容抗通道，到职电容器组因谐波电流 而过热损坏。有串联电抗器的并联电容器装置，其电容器容量不应随意改变，因为增加 电容器容量电抗器可能过载，减少电容器容量可能引起电容器运行电压升高。 2、 串联电抗器的选择 A：串联电抗器百分比的选择。限制合闸涌流，减小谐波对电网的污染。串联电抗器的 大小视电容器安装处母线的谐波状况而定，无需装滤波器时，该支路的电抗百分率，既 同一相内相互串联的感抗与容抗之比 B=wl/（1/wc）一般有三种选择：基本无谐波、仅 为限制合闸涌流时该百分率选 0.5%~1.0%；有五次谐波时选 4.5%~6%，目前国网公司系 同意为 5%，有三次谐波时选 12%~13%。 B：串联电抗器电压的选择。在 10kv 系统中，额定电压 11√3kv 及 12√3kv 分别对应与电 容器串接（4.5%~6%）及 12%电抗率的串联电抗器接线方式。对于串接 1%及一下电抗率 的接线方式，当变压器为又在调压，10kv 母线电压能控制在 10~10.7kv 以内时，应采用 10.5/√3kv 的额定电压。现在较多的 1%及一下电抗率的接线方式是选用 11√3kv 额定电 压的电容器，虽然比较安全，但运行容量较额滴 in 个容量降低了约 10%，经济上和技术 上均不合理。 3、 串联电抗器的分类 现在常用的串联电抗器有干式空心、干式铁心两种。干式空心的电抗值呈线性，无饱和 现象，但体积大，有次干扰，既“磁污染”弊端。干式铁心电抗器无油、体积小一些， 但不能用于户外，它的限制合闸涌流作用弱于空心电抗器，动稳定性也不好。 4、 串联电抗器的介入位置 从限制涌流和一直谐波两个作用来说，串联电抗器无论装载电容器组的电源测或者中性 点侧均一样，但如果装载电源测还兼有限制短路电流的作用。然而由于油浸铁心式之类 因其动稳定性差，只宜放置于中性点侧，因为在中性点侧电抗器承受的对地电压低，可 不受短路电流的冲击，对动热稳定性没有特殊要求，可减少故障，运行更加安全。干式 一类电抗器适合放置在电源测，若装在中性点侧一旦短路点出现在电抗器和电容器之间， 电抗器对电容器的保护作用就不服存在，电容器将单独承受这危及自身安全的电流了。 室内选用空心电抗器时，一定要在空心电抗器对应的一定空间范围内避开几点保护和微 机室，避免因电抗器的投运而使几点保护和危及不能正常工作。当不能比开始，应该换 用铁心电抗器。
低压串联电抗器
主要作用：
1.用于低压无功补偿柜中，与电容器相串联，能有效地抑制合闸涌流及操作过电压，提高电容器寿命。
2.有效地吸收电网谐波，改善系统的电压波形。
性能参数:
1.额定容量：0.6-9Kvar；
2.电抗率：5%、6%、7%、12%、14%；
3.噪音低≤65dB；
4.每相电感误差：±10%；
5.允许1.35倍额定电流长期工作；
6.GB/T5729-1994电子设备用固定电阻器；
7.抗电强度：3.5KV/60S；
8.防护等级：IPOO；
9.绝缘等级：F级；
10.执行标准：GB 19212.21-2007 、GB 10229-1988。
适用环境:
1.海拔高度在2000m以下；
2.环境温度不超过40℃；
3.相对湿度不超过90%；
4.无剧烈震荡和冲击振动的场所；
5.环境空气中，不得含有腐蚀金属和破坏绝缘的有害气体及可燃气体或尘埃，使用时，不得使电抗器受到水、雨、雪的侵蚀；
6.周围环境应有良好的通风条件，若装在柜内，应加装通风设备。
低压系统中并联电容器造成的谐波放大及串联电抗器电抗率的选择问题
将 在 较 大的 高 次谐 波 电流 下过 早 地损 坏 串联 合 适 的 电 抗 器 ， 不仅 可 以 阻止谐 波放 大 的危 险 ， 且 具 有 一 定滤 波 效 果 。 它 而
［ 关键词 ］ 谐波 电容 器 电抗器 电抗率
１引 言 ．
流人供 电系统的谐 波电流 Ｉ ： 为
这就是并联 电容器装置设计规范所给 出的校验避开并联谐振的电 容器组容量 ， 设计 在确定电容器组分组容量 时 ， 应根据系统背景谐波 ， 对分组电容器按各种容量组合运行时 ， 尽量避开谐振容量进行校验 ， 不 得 发 生谐 波 的严 重 放 大 和 谐振 。 由串联 电抗器和并联电容器组构成的 串联回路对于 ｎ次谐波发生 串联谐振 的条件是 ：ｘ＿ ｘ ｎ 这时串联电抗器和并联电抗器组构成的 －
Ｐ ｌｎ Ｑ／ｄ ＞ ／２ ｃ Ｓ （－ ） ３ ６
（— ） ３ ５
￣ ｘ
ｘ
－ ＝ １
从式 ２ １２ ２可以看出 ， － ，－ 进入电容器回路的谐 波电流 Ｉ 和流人 系 统 的谐 波 电流 Ｉ 大 于 谐 波 中 流 Ｉ 就 是 电容 器 对 谐 波 的放 大 现 象 。 均 这 较大的 Ｉ 使用电容器过负荷。最 为严重 的情 况是 ：Ｘ＝ ｘ 时 ， ｎ 系统 等值阻抗 ｎ ｘ 和电容 器组 回路容抗 ｎ ｘ ｘ 构成谐振 条件电路 即发
∑ ＝ Ｉ ＩＶＩ Ｌ ＋
其电容器过负荷倍数为 ：
（－） ２９
（ － ｏ ２ ｌ）
３串联 电抗 器 电抗 率 分 析 ．
３１电抗器 电抗率选择 ． 南等值阻抗 图及推理可得出 ， 发生并联谐振的条件是 ： ｆ简单系统图 ａ ）
ｎ ｓｎ ｌ 【 Ｘ ＋ Ｘ『Ｘ／ ＿ ｎ （— ） ３ １
串联电抗的电抗率
串联电抗的电抗率
电抗率是指电路中串联的电抗元件总电抗与电路中电流的比值。
当电路中存在多个串联的电抗元件时，它们的电抗率可以通过以下公式计算：
Q = Q1 + Q2 + ... + Qn
其中，Q1、Q2、...、Qn分别表示电路中每个电感或电容的电抗值。
根据这个公式可以得知，当电路中串联的电抗元件数量增加时，电抗率也会增加。
电抗率在电路分析中扮演着重要的角色。
它不仅可以用来计算电路中的电抗总值，还可以帮助我们理解电路中的谐振现象和电路的稳定性等问题。
因此，在电路设计和分析中，了解电抗率的概念和计算方法是非常必要的。
- 1 -。
串联电抗器选型
电容器串联电抗器上海民恩电气有限公司我公司主要从事电抗器，智能电容器类产品的设计，销售，开发，产品涉及多个领域；我们致力于电气行业的发展，力求为客户提供一套完善的服务体系；高性价比的产品，优质的售后服务为您解决后顾之忧；我们将诚信，务实，倾心，倾力的为您服务，您的满意是我们最大的收获；我们在不断的努力，我相信我们一定会做的更好。
以下是电力补偿系统中补偿柜最常用的低压和高压电抗器产品的简单介绍；如需详细资料敬请联系我们。
串联电抗器的作用：接入串联电抗器，电容器电压升高系数-K=1d1如K=6%1.0610.061≈-d=即运行电压升高6%，工作电流也随之大约6%。
运行经验认为，装有串联电抗器的电容器容量占2/3及以上时，则不会产生谐波谐振，能有效地吸收电网谐波，改善系统的电压波形，提高系统的功率因数，并能有效地抑制合闸涌流及操作过电压，有效地保护了电容器。
串联电抗器结构特点：1.该电抗器分为三相和单相两种，均为铁心干式。
2.铁芯采用优质低损耗进口冷轧取向硅钢片，芯柱由多个气隙分成均匀小段，气隙采用环氧层压玻璃布板作间隔，以保证电抗气隙在运行过程中不发生变化。
3.线圈采用H级或C级漆包扁铜线绕制，排列紧密且均匀，外表不包绝缘层，具有极佳的美感且有较好的散热性能。
4.电抗器的线圈和铁芯组装成一体后经过预烘→真空浸漆→热烘固化这一工艺流程，采用H级浸渍漆，使电抗器的线圈和铁芯牢固地结合在一起，不但大大减小了运行时的噪音，而且具有极高的耐热等级，可确保电抗器在高温下亦能安全地无噪音地运行。
5.电抗器芯柱部分紧固件采用无磁性材料，确保电抗器具有较高的品质因数和较低的温升，确保具有较好的滤波效果。
6.外露部件均采取了防腐蚀处理，引出端子采用冷压铜管端子。
7.该电抗器与国内同类产品相比具有体积小、重量轻、外观美等优点，可与国外知名品牌相媲美。
串联电抗器使用环境条件：1.海拔高度不超过2000米。
2.运行环境温度-25℃～+45℃，相对湿度不超过90%。
串联电抗器及其电抗率的选取
串联电抗器的作用及电抗率的选择1 前言随着电力电子技术的广泛应用与发展，供电系统中增加了大量的非线性负载，如低压小容量家用电器和高压大容量的工业用交、直流变换装置，特别是静止变流器的采用，由于它是以开关方式工作的，会引起电网电流、电压波形发生畸变，从而引起电网的谐波“污染”。
产生电网谐波“污染”的另一个重要原因是电网接有冲击性、波动性负荷，如电弧炉、大型轧钢机、电力机车等，它们在运行中不仅会产生大量的高次谐波，而且会使电压波动、闪变、三相不平衡日趋严重。
这不仅会导致供用电设备本身的安全性降低，而且会严重削弱和干扰电网的经济运行，形成了对电网的“公害”。
电能质量的综合治理应遵循谁污染谁治理，多层治理、分级协调的原则。
在地区的配电和变电系统中，选择主要电能质量污染源和对电能质量敏感的负荷中心设立电能质量控制枢纽点，在这些点进行在线电能质量监测、采取相应的电能质量改善措施显得格外重要。
在并联电容器装置接入母线处的谐波“污染”暂未得到根本整治之前，如果不采取必要的措施，将会产生一定的谐波放大。
在并联电容器的回路中串联电抗器是非常有效和可行的方法。
串联电抗器的主要作用是抑制高次谐波和限制合闸涌流[1]，防止谐波对电容器造成危害，避免电容器装置的接入对电网谐波的过度放大和谐振发生。
但是串联电抗器绝不能与电容器组任意组合，更不能不考虑电容器组接入母线处的谐波背景。
文章着重就串联电抗器抑制谐波的作用展开分析，并提出电抗率的选择方法。
2 电抗器选择不当的后果2.1 基本情况介绍某110kV 变电所新装两组容量2400kvar 的电容器组，由生产厂家提供成套无功补偿装置，其中配置了电抗率为6%的串联电抗器，容量为144kvar。
电容器组投入运行之后，经过实测发现，该110kV 变电所的10kV 母线的电压总畸变率达到4.33%，超过公用电网谐波电压（相电压）4%的限值[2]，其中 3 次谐波的畸变率达到 3.77%，超过公用电网谐波电压（相电压）3.2%的限值[2]。
电容器串联电抗率的选择
电容器串联电抗率的选择中国航空工业规划设计研究院刘屏周抑制谐波采用无源滤波器，或为了降低供电设备容量，减少供电电压偏差，采用并联电容器提高负载的功率因数。
在电容器回路中串联适当电抗率的电抗器，防止谐波电流被放大，保护电容器过负荷。
若电容器回路中串联电抗器的电抗率不适当，发生电容器回路的串联谐振或电容器回路与电源系统的并联谐振，影响系统的安全运行。
以下提出电容器回路中串联电抗器的电抗率计算方法，仅供参考。
串联电抗器的电容器回路与谐波源并联主电路如图1所示。
图1的等值电路如图2所示。
根据图2谐波电流分流的等值电路，谐波电流I n流入供电系统电流I sn和电容器支路电流I cn 计算公式如下：图1 谐波源、串联电抗器的电容器主电路图2 计算谐波电流分流的等值电路nC1L1S11L1snInXnnnXnI）（-+-=XXX C（1）nC1L1S1S1cnInXnnnI）（-+=XXX（2）式中I sn-谐波电流流入供电系统电流；I cn-谐波电流流入电容器支路电流；I n-谐波电流；X S1-供电系统基波电抗；X C1-电容器基波容抗；X L1-电抗器基波电抗；n-谐波次数。
设S11L1nnXnXX C-=β，β称谐波电流的分流系数。
上述（1）、（2）式改为如下：nsnI1Iββ+=（3）n cn I 11I β+=（4） n sn I I 、ncn I I与β的关系曲线如图3所示。
图3n sn I I 、ncn I I与β的关系曲线 电容器支路与供电系统并联谐振发生在β=-1处，谐振谐波次数S1L1C10X X X +=n ，电容器支路串联电抗器的电感越大，谐振谐波次数越低。
当β=-2时，谐波次数S1L1C11X 2X X +=n ，2I I n sn =，1I I n cn =；当β=-0.5时，谐波次数S1L1C12X 5.0X X +=n ，1I I n sn =，2I I n cn =。
谐波源的谐波次数n ，在n 1与n 2范围内，即n 1≤n ≤n 2，同时有1I I n sn ≥和1I Incn ≥，谐波电流被放大。
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电抗器电容器负载
串联电抗器电抗率的选择
1.前言
电力电容器和与之配套的串联电抗器在电力系统中的无功补偿、降低线损以及限制合闸涌流与高次谐波方面的作用已被国内外运行实践所证实。
由于电抗器高次谐波电流含量与电网谐波源状况、阻抗参数和电容器装置回路阻抗参数有关，因此在实际应用中电抗率的取值是不同的。
电源等效电抗
2.合闸涌流
合闸涌流问题之所以引人注意，是因为它对电力系统和用户产生多方面的不利影响。
有时会造成设备损坏和系统事故。
电容器投运合闸时产生的合闸涌流一般分两种情况：第一种是单组电容器的合闸涌流，此种合闸涌流一般都小于开关设备允许的最大合闸涌流，故一般不采取限制涌流措施；第二种是已有一组或多组电容器在运行，再投入另一组时的合闸涌流。
实践证明，此合闸涌流可以达到电容器组的额定电流的20～250 倍。
其放电电流值为：
I =
式中:X C-电容器的容抗；
X L-电路的感抗；
Q C-电容器的无功功率；
U
X
L
X
C
=
Q
C
X
L
（1）
由式（1）可知，在电容器回路中装设串联电抗器，增大电路的感抗，I 将减小。
如串联电抗器选择恰当，便可将涌流限制在允许的范围之内。
3.高次谐波及电抗率的选择
在电力系统中，电气设备所产生的高次谐波电流将引起系统中电压波形的畸变，是对电网的一大公害，它将严重影响电容器组的正常运行。
由此也必须采取加装串联电抗器的办法对高次谐波加以抑制。
众所周之，传入电抗器后，对基波来讲不会有大的影响，但对谐波来说却有较大的影响。
这些非正弦波形可以用数学分析的方法分解成工频的基波和各种倍数频率的谐波。
但对电容器来讲，一般不存在偶次倍数的谐波。
因此主要考虑3、5、7、9、11、13 等次谐波的影响。
在这些高谐波中以5 次谐波最显著。
如某系统电压波形包括基波和5 次谐波（其它高次谐波占的比例很小）。
基波电压与额定电压相等，而5 次谐波电压值为额定电压的26.45％.在这种情况下经过计算可得出电容器组3.4％，过电流65.6％，电容器的无功出力过负荷35％。
由上可知，高次谐波严重影响电容器组的正常运行，因此必须采取相应的措施以降低谐波分量，抑制母线电压的畸变，减小谐波过电流。
nX L
X C/n
图 1 电容器串联电抗器的单相等值电路图
图中：E n为n 次谐波源电动势；X B、X L分别为变压器、电抗器的等值感抗；X C为电容器组的等值容抗；n 为谐波次数；I n为n 次谐波总电流。
显然，I =E
n
n Z
n
nX (nX -X
C )
并联谐波阻抗Z
n
= B L
nX
B +nX
L
n
-
X
C
n
（2）
I n
E n
nX b
对于图1 电路来说，起主要作用的是3、5、7、11 等次谐波。
在式（2）中，若使
则当n=3 时，X L=0.11X C 则当n=5 时，X L=0.04X C 则当n=5 时，X L=0.02X C nX
L-
X
C =0
n
从式（2）可以看出，当nX
L-X
C >0,即电容器组回路呈感性时，可使谐波电流减小，n
因此抑制谐波电流的电抗值应满足nX
L-X
C >0 的条件，又考虑到电抗值应有一定n
余量，工程上常取可靠系数为 1.5，因此串联电抗器的电抗值应按下式选取：
X L =aX
C
（3）
如限制5 次谐波电流，则应取：
X L=1.5（0.04X C）=0.06X C
则：X L/X C=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X L与电容器工频额定容抗X C的比值，称为电抗率，用字母K 表示。
即：K =X
L
X
C
（4）
在5 次谐波时，由式（4）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。
按需要抑制的高次谐波电压应选择的电抗率如表 1.
4.谐振问题分析
谐波并联阻抗：
Z n =
nX
B
(nX
L
nX +nX
-
X
C )
n
-
X
C
B L n
X
C
X
L K
（1）串联谐振：
分子为零，表示电容之路发生串联谐振，nX
L =
X
C
n
发生串联谐振的谐波次数为n ==
1
选择好电抗率可以避免发生串联谐振
（2）并联谐振
谐振容量
5.结束语
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，但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。
若主要是为限制谐波，其电抗率宜按6%来选择串联电抗器；若主要是为限制涌流和短路电流其电抗率宜选0.2%～1%的空心式电抗率，才能式涌流和谐波得到较好的抑制。