選擇串聯(lián)諧振電抗器方法

隨著電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用與發(fā)展，供電系統(tǒng)中增加了大量的非線性負(fù)載，如低壓小容量家用電器和高壓大容量的工業(yè)用交、 直流變換裝置， 特別是靜止變流器的采用， 由于它是以開關(guān)方式工作的，會引起電網(wǎng)電流、電壓波形發(fā)生畸變，從而引起電網(wǎng)的諧波“污染"。 產(chǎn)生電網(wǎng)諧波“污染"的另一個重要原因是電網(wǎng)接有沖擊性、波動性負(fù)荷， 如電弧爐、大型軋鋼機(jī)、電力機(jī)車等，它們在運(yùn)行中不僅會產(chǎn)生大量的高次諧波，而且會使電壓波動、閃變、三相不平衡日趨嚴(yán)重。這不僅會導(dǎo)致供用電設(shè)備本身的安全性降低，而且會嚴(yán)重削弱和干擾電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，形成了對電網(wǎng)的“公害"。

電能質(zhì)量的綜合治理應(yīng)遵循誰污染誰治理，多層治理、分級協(xié)調(diào)的原則。在地區(qū)的配電和變電系統(tǒng)中，選擇主要電能質(zhì)量污染源和對電能質(zhì)量敏感的負(fù)荷中心設(shè)立電能質(zhì)量控制樞紐點(diǎn)，在這些點(diǎn)進(jìn)行在線電能質(zhì)量監(jiān)測、采取相應(yīng)的電能質(zhì)量改善措施顯得格外重要。在并聯(lián)電容器裝置接入母線處的諧波“污染"暫未得到根本整治之前，如果不采取必要的措施，將會產(chǎn)生一定的諧波放大。在并聯(lián)電容器的回路中串聯(lián)電抗器是非常有效 [1] 和可行的方法。串聯(lián)電抗器的主要作用是抑制高次諧波和限制合閘涌流，防止諧波對電容器造成危害，避免電容器裝置的接入對電網(wǎng)諧波的過度放大和諧振發(fā)生。但是串聯(lián)電抗器絕不能與電容器組任意組合，更不能不考慮電容器組接入母線處的諧波背景。 

文章著重就串聯(lián)電抗器抑制諧波的作用展開分析，并提出電抗率的選擇方法。

2 電抗器選擇不當(dāng)?shù)暮蠊?/p>

2.1 基本情況介紹  

其中3次諧波的畸變率達(dá)到3.77%，超過公用電[2]網(wǎng)諧波電壓（相電壓）3.2%的限值。經(jīng)過仔細(xì)了解和分析，發(fā)現(xiàn)該 110kV 變電所的 10kV 系統(tǒng)存在大量的非線性負(fù)載。 即使在電容器組不投入運(yùn)行的情況下，10kV母線的電壓總畸變率也高達(dá)4.01%，其中3次諧波的畸變率高達(dá) 3.48%。在如此諧波背景下，2400kvar 電容器組配置電抗率為 6% 的串聯(lián)電抗器是否適合？現(xiàn)計算分析如下。 

 2.2 電抗率的選擇分析  

（1）電容器裝置側(cè)有諧波源時的電路模型及參數(shù)  

串聯(lián)諧振原理

在回路頻率f=1/2π√LC時，回路產(chǎn)生諧振，此時試品上的電壓是勵磁變高壓端輸出電壓的Q倍。Q為系統(tǒng)品質(zhì)因素，即電壓諧振倍數(shù)，一般為幾十到一百以上。先通過調(diào)節(jié)變頻電源的輸出頻率使回路發(fā)生串聯(lián)諧振，再在回路諧振的條件下調(diào)節(jié)變頻電源輸出電壓使試品電壓達(dá)到試驗值。由于回路的諧振，變頻電源較小的輸出電壓就可在試品CX上產(chǎn)生較高的試驗電壓。

諧振電抗器是運(yùn)用串聯(lián)諧振的原理，通過調(diào)節(jié)變頻控制器的輸出頻率，使得回路中的電抗器的電感L和試品電容C發(fā)生串聯(lián)諧振，諧振電壓即為試品上所加電壓。

串聯(lián)諧振電抗器特點(diǎn)

1、大屏幕顯示試驗數(shù)據(jù)、試驗狀態(tài)并有實時操作步驟指示作用。

2、能靈活整定試驗電壓、調(diào)頻范圍、加壓時間。

3、試驗結(jié)果能計算出被試品電容值并可打印。

4、體積小、重量輕、操作方便。

5、分辨率高、頻率分辨率為0.01Hz，電壓分辨率為0.01V。

6、安全可靠性高，系統(tǒng)具有過電壓、過電流及放電保護(hù)作用，確保人身及設(shè)備安全。

7、可升級操作軟件。

串聯(lián)諧振電抗器原理

電抗器L和被試品電容C組成的串聯(lián)諧振都有一個固定的諧振頻率F=1/（2π√L?C）當(dāng)試驗頻率等于這個頻率時，該電路發(fā)生諧振。

通過這個原理，由調(diào)頻電源提供電源送給勵磁變壓器，經(jīng)過勵磁變壓器變壓成中壓加上L和被試品電容C上。通過改變調(diào)頻電源輸出頻率，使回路處于串聯(lián)諧振狀態(tài)，再調(diào)節(jié)調(diào)頻電源輸出電壓，使試品上電壓達(dá)到所需要的電壓值。