关联电抗器的谐波抑制与电抗率的选择

臧瑞民,谢宏伟,耿文晶



关联电抗器的谐波抑制与电抗率的选择

臧瑞民1,谢宏伟2,耿文晶1

1. 国网内蒙古东部电力有限公司电力科学研究院, 内蒙古 呼和浩特 010020 2. 国网内蒙古东部电力有限公司, 内蒙古 呼和浩特 010020

谐波的存在将对供电系统造成极大的危害，在电容器回路中串联合适的电抗器成为抑制谐波的有效措施。然而，由于不同的电抗器的电抗率不同，其抑制谐波的作用也千差万别，因此，电路中串联合适电抗率的电抗器是一种非常有效的解决手段。本文为选择合适的电抗率，通过分析谐波对电力系统以及不同电抗率对谐波的影响，并通过实际验证筛选最佳电抗率。

谐波抑制; 电抗率; 串联电抗器

随着经济生活水平的提高和对美好生活的需求，大量非线性负载应用在当前电力系统之中，从而产生各种谐波危害。为了减少谐波危害，通常会将电力电容器引入电力系统用来调节电力系统的电压和功率参数，因此电容器成为电力系统中重要的电力设备。为减少电容器和电抗器因谐波问题导致电力事故的数量和损失。本文在谐波影响分析的基础上，分析不同的电抗率对电路中谐波的作用，分析出最佳电抗率，从而为选择最佳电抗率提供一定指导。

1 谐波对补偿系统的影响

1.1 造成电容器过电流

正常条件下，电路可以平稳运行，当出现高次谐波时，公式（1）和公式（2）中的会增大，当()增大会导致X()增大，相反()减少会导致X()减少。

1.2 与系统产生并联谐振

电路中的谐波有两个流动方向：流经X()或流经X()，则回路阻抗数学公式为：

2 不同串联电抗率对系统谐波的影响

2.1 串联电抗率的等效推导

供电系统等值回路如图1所示。

图1 电力系统简化图与等效回路

图1中，X为基波容抗；I和I为谐波电流和流入系统电流；X为阻抗；I和U为系统电流和母线电压；X为电抗；为谐波次数；则I和I可由公式（4）表示：

由于=X/X，结合公式（4）推导可得公式（5）：

式中，Q和S分别为容量和短路容量，并且S=X/X=Q/D。

2.2 不同电抗率对谐波抑制的影响

3 电抗率的选择分析

式中，S为母线短路容量；Q为电容器装置容量；那么，供电系统支路的串联谐振点数量为：

将系统以及元件的参数放在表1中。

表1 系统和元件详细参数

假定先确定电抗率为6%，当取值为3和5时，谐振电路的电容器的容量计算过程为：

由上述计算可知，即当电抗率在6%时，电容器可以避免电路谐振问题。

表2 7次谐波电压放大率

对于低于三次的谐波，其>11.1%；对于低于5次的谐波，需要保证>4%。不同电抗率选择设置为0.1%、1%、4.5%、12%计算结果如表3所示。

表 3 7次谐波电压放大率

通过详细结果可知，当电容器配置电抗率=12%时，整个供电系统的FVN只有0.51，由此可见，当电容器配置12%的电抗率时是比较合理的选择。

4 结论

在电网系统中串联电抗器是解决谐波问题的重要手段，它可以很好的抑制谐波，保护整个电网。但是不同的电抗器具有不同的电抗率，其起到抑制谐波的效果也不一样，本文计算分析电网中串联电抗率的选择问题，通过多组不同电抗率的计算分析，并且与现场实际情况对比，得出了我国电网串联电抗器的最佳电抗率。

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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,高级工程师,主要研究方向为电力系统方向. E-mail:mdzrm59@163.com