500kV惠州站并聯電容器中串聯電抗器的應用實例

      摘 要：串聯電抗器是高壓并聯電容器裝置的重要組成部分,其主要作用是抑制諧波和限制涌流[1],因此,在并聯電容器的回路中串聯電抗器是非常必要的。電抗率是串聯電抗器的重要參數,電抗率的大小直接影響著它的作用。文章主要對500kV惠州站并聯電容器中串聯電抗器的選擇和作用進行分析介紹。

　　關鍵詞：串聯電抗器；消除諧波；電抗率
　　
　　一、前 言
　　500kV惠州站裝有并聯電容器作為系統無功補償裝置,為了消除系統諧波及限制合閘涌流在高壓并聯電容器裝置中串聯了電抗器,然而串聯電抗器與電容器組絕不能任意組合,在實際應用中由于電抗器參數配置、接線方式、保護方面存在問題,導致了電抗器異響、燒毀、諧波放大等事故。因此，通過對500kV惠州站并聯電容器中串聯電抗器的選擇和作用進行分析介紹，以便讓讀者對串聯電抗器的作用和參數選擇有一個更為清晰的了解。
　　
　　二、基本情況介紹
　　500kV惠州站在3臺主變的35kV側分別裝有3組并聯電容器裝置，其裝設的容量為主變容量的16%，并聯電容器組采用雙星型接線方式（每相電容為五并四串）[2]，雙星型同相并接后再串聯電抗器。（如圖1所示）串聯電抗器參數均滿足限制涌流的要求。

      三、消除系統諧波
　　在電力系統中, 電氣設備所產生的高次諧波電流將引起系統中電壓波形的畸變, 是電氣設備的又一公害, 它將嚴重影響電容器組的正常運行, 由此必須采用加裝串聯電抗器的辦法對諧波加以抑制。眾所周知, 串入電抗器后, 對基波來講不會有大的影響, 但對諧波來說卻發生了很大的變化, 這些非正弦波形可以用數學分析的方法分解成工頻的基波和各種倍數頻率的諧波。但對電容器來講, 一般不存在偶次倍數的諧波。因此主要考慮3、5、7、11、13 等次諧波的影響。根據公式：
　　
　　當電容裝置接入處的背景諧波為3次，且含量已超過或接近標準時，宜選用12%串聯電抗器。當電容裝置接入處的背景諧波以3、5次為主，且兩者含量均較大（其中之一已超過或接近標準時），宜采用12%與4.5%～6%兩種電抗率混裝方式，以保證抑制3次諧波放大為前提（據驗算，串接12%電抗器的電容器組容量大于總裝置容量的15%即可。詳見文獻［4］）。該方案的優點是比全部串接12%方案可降低無功與有功損耗，缺點是對投切程序必須先投12%的電容器組，再投低電抗率的電容器組，切除則相反。
　　
　　四、總 結
      由以上分析可知，500kV惠州站并聯電容器組中串聯的電抗器的參數選擇是滿足系統關于限制涌流和消除諧波的要求的。出于降低有功及無功的損耗，系統中3、5次諧波對系統危害及裕度考慮，第I組并聯電抗器中串聯電抗器采用了12.1%的電抗率，第II,III組并聯電抗器中串聯電抗器采用了5.34%的電抗率。但我們要注意的是，平時我們在投入電容器時，必須先投入第I組，后投II,III組，不然II，III組電容器中串聯的電抗器無法消除3次諧波會引起事故，切電容器時，次序相反。