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产品常识

关于串联电抗器选用疑难问题的剖析

 

通告日期:[2016-5-4 9:37:15]   

 
 

  串联电抗器(副称串抗)是并联电容器装置(副称电容装置或电容器组)的基本点组成部分之一,她起着限制电容器组(背靠背)合闸涌流,控制电力谐波,防止电容器遭受损害,以及避免电容装置的衔接对电网谐波的过度放大和发生谐振等等重要作用.   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求实情形,利用“一刀切”的调度方式(如电容器一律配用电抗率为5%~6%的串抗),往往适得其反,招致某次谐波的不得了放大甚至发生谐振,危难装置与系统之平安.鉴于电信谐波存在的普遍性,复杂性和实效性,以及电容装置所在电网结构与特性的区别,有效电容装置的谐波响应及其串抗电抗率的挑选成为疑难的题目,也是人人着力研究之话题.虽然现有的结晶尚不足为电容装置工程计划中扮抗的军用作出量化的规定,但是随着研究工作的刻骨铭心,切实运作经验的积淀,业已提出很多为人共识的看法,或行之有效的主意,或可供借鉴的训诫。电容器组投入串抗后改变了电路的特征,扮演抗既有她抑制涌流和谐波的亮点,又有她额外增加的原子能损耗和振兴投资与运行费用的缺陷.于是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,拓展技术经济比较是很有必不可少的.本文着重对一部分电容装置工程计划中沿袭选用6%扮演抗的题目展开分析,以期对设置的振兴和周转有所裨益.

    扮演抗选用的“误区” 20百年80年代初,为了促进增长国产电容器产品的质和生产技术之升华与提高,江山采取了第一行动,其中包括由原水利电力部统一从东南亚、伊拉克进口一股电容器,分配给东北、华东和青藏电网集中装设在110kV及以上变电所,并效法日本的书法规定要求一律用6%扮演抗,一代全国各地(除浙江省等少数省区外)形成几乎以此为“基本”的规划模式.   随着各地大用户量电容装置的相继投运,穿越现场谐波实测,人人逐步发现和认识到事实不象教科书所说的那样,3先后谐波只有零序分量可把变压器Δ接法的圆形所环路,而是到处流通.除了电气化铁道,电弧炉负荷是3先后谐波源以外,根据大量测试分析结果证明,玉器也是通信业谐波的一个重要发生源,她根本成份是3先后谐波.鉴于变压器的激磁电流加上铁芯之磁饱和,以及工业系统中广泛生活的3形容电路与磁路的不对称,三相电源电压不仅在步长值上有差距,而且在相位上不是各差120°,故即使在新石器三角绕组侧的低压,点电流中也仍然存在3先后谐波分量,它们是正序和负序分量.据此,3先后谐波遍及电网,尤其是在负荷低谷时,随着电网运行电压的上升,玉器铁芯饱和程度的深化,她产生之3先后谐波含量也随之增大.根据四川电网近年来对10~500kV各国网络165个测点的谐波普测结果,以3先后为主干谐波和3、5先后谐波为主干谐波合计占总测点数的92%据哈尔滨地段电网监测结果以3先后谐波为主占总测点数的79%,以3先后和3、5先后为主合计占94%,这样的前景谐波情况在举国上下电网是具有普遍性的,实际证明,我国国情与爱尔兰不同,后者电网不存在3先后谐波,电容器组串接5%~6%扮演抗以克服电网5先后及以上谐波是科学的,而我辈效法后者,就把串抗选用引入“误区”.电网普遍生活3先后谐波的面貌,以及曾有过的“导游”,送电容器装置及其相连电网的运作所带来的影响是不容低估的。
   电容器装置盲目采用串接5%~6%的串抗投入电网后,引起3先后谐波的放开甚至发生谐振已变成不争的实际.很多之文献陈述了220kV及以上问题变电所中的河南汤阴变、山东曲河变、山东宝庆变、宁夏玉林变、大同宣化变的电容装置投运后,曾先后发生由于3先后谐波谐振引发的一部分电容器和配套零件损毁,甚至全部电容器烧毁的问题北京地段聂各庄变、吕村变、南苑变、王四营变、吉林焦化的渡东变等等,平均发生3先后谐波谐振而被迫停运采取改造措施.至于110kV及以下变电所电容器装置投运后,一般说来发生电网谐波放大超标,引起电容器,玉器振动、发热、维护误动,甚至设备损坏.


根据大量电容器装置工程实例的测算分析与现场测试验证,结果证明可以行使简化的邮路模型,来分析估算电容器装置的衔接对电网3先后谐波的影响,以及谐振容量的量.按电容器装置投入点的景象不同分为两种类型:

   1)顶电容装置侧有谐波源时,她分析电路模型如图1所示.贪图中,In为谐波源的程序n先后谐波电流XS为系统等值工频短路电抗XC为电容器组工频容抗XL为串抗工频电抗(XL=AXC,A为电抗率)n为谐波次数,为了分析电容装置接入电网后以对某次谐波变化的影响,泰铢定义电容器组投入之后与投入  明天系统谐波电压之比为某次谐波电压放大率(FVn),经推导可得:
   式中,S=XS/XC=QCN/SD其中,SD为电容装置接入处母线短路容量,QCN为电容装置容量.顶(1)式分母的数值等于零时,表示电容装置与电网在先后n先后谐波发生并联谐振,并因此推导出估算电容装置谐振容量(QCX)的渐进式:

   其次物理意义上解释:顶电容装置侧存在3先后谐波电流源时,扮演接6%及以下串抗的电容器组在3先后谐波下的对抗呈容性,而系统阻抗为感性,两岸并联阻抗增大(较之电容装置接入前单一的体系阻抗3XS且不说),故电容装置接入后比接入前,她装置侧网络3先后谐波电压增大(即3先后谐波电压放大),一旦电容器支路与系统等值回路的3先后谐波阻抗值相等或接近相等(标志相反),两岸并联阻抗为无穷大即进入并联谐振,引起电容装置严重过电压过电流而损毁,同时危及系统安全.
   其次(2)式可得,顶电容装置选用5%扮演抗且容量达到或接近系统短路容量的6%时,或者选用6%扮演抗且其总产值达到或接近系统短路容量5%时,就会发生3先后谐波并联谐振或接近于谐振.上述220kV及以上变电所的电容装置工程实例证实了副(2)式得出的结果.110kV及以下变电所的电容装置容量相对较小,(一般说来S>5%),但会引起3先后谐波放大,甚至严重放大.其次(1)式可以宣布,在同一装置场所,在选用串抗的电抗率(A)为0.1%~6%范围内,随着A的叠加,或者随着S的叠加(即电容装置投入容量的叠加),3先后谐波电压放大程度(FV3)也随着增大.

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