时间：2022-08-29 08:39:28
摘要：简述谐波对低压并联电容器装置的危害。从理论上分析采用串联电抗器抑制谐波的作用，并提出串联电抗器的选用方法以及设计中应注意的一些问题。
关键词： 谐波 并联谐振 并联电容器装置 串联电抗器 电抗率
1、引言
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，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”。在并联电容器装置接入母线处的谐波“污染”未得到整治之前，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，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。下面分析低压并联电容器回路中串联电抗器抑制谐波的作用，并提出串联电抗器选用的一些建议。
2、谐波的产生原因及谐波的危害
在电力系统中，谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，即电路中有谐波产生。由于半导体晶闸管的开关操作和二极管、半导体晶闸管的非线性特性，电力系统的某些设备如功率转换器比较大的背离正弦曲线波形。对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分电量称为谐波。
谐波的危害主要有以下几个方面：① 使发电机的输出功率降低；② 使变压器产生附加损耗，引起过热，加速绝缘介质老化，导致绝缘损坏；③ 使接入交流系统的电容器过载；④ 引起电器的附加发热；⑤ 使感应电动机转速发生周期性变动，并引起附加损耗，产生附加的谐波转矩，产生机械振动和噪声；⑥ 加速电缆老化，缩短电缆寿命；⑦ 对弱电系统产生干扰，影响计算机、通信设备等的正常运行，造成继电保护误动作等等。
3、串联电抗器的选择分析
3.1 串联电抗器额定端电压
串联电抗器的额定端电压与串联电抗率、电容器的额定电压有关。该额定端电压等于电容器的额定电压乘以电抗率（一相中仅一个串联段时），6kV串联电抗器的额定端电压的选择见表1。
3.2串联电抗器额定容量
串联电抗器额定容量等于电容器的额定容量乘以电抗率 （单相和三相均可按此简便计算）。由此可见，串联电抗器额定端电压、额定容量均与电容器的额定电压、额定容量及电抗率有关。电容器的额定电压、额定容量本文不作详细分析，下面着重分析串联电抗率的选择。
3.3 电抗率选择的一般原则
根据《并联电容器装置设计规范》（GB50227-2008），仅用于限制涌流时，电抗率宜取0.1%～1.0%；用于抑制谐波时，电抗率应根据并联电容器装置介入电网处的背景谐波含量的测量值选择。当谐波为3次级以上时，电抗率宜取12.0%，亦可采用4.5%～5.0%与12.0%两种电抗率混装方式；当谐波为5次及以上是，电抗率宜取4.5%～5.0%。
4、几点建议
（1）新建变电所的电容器装置中串联电抗器的选择必须慎重，不能与电容器任意组合，更不能不考虑电容器装置接入处的谐波背景。
（2）对于已经投运的电容器装置，其串联电抗器选择是否合理需进一步验算，并组织现场实测，了解电网谐波背景的变化，合理选择电容器装置容量及匹配串联电抗器。
参考文献：
[1]中国电力企业联合会.GB50227-2008并联电容装置设计规范[S].北京：中国计划出版社，2009.
[2]吕润馀.电能质量技术丛书第三分册―电力系统高次谐波[M].北京：中国电力出版社，1998
作者简介：
郑冰，男，1985年生，助理工程师，2008年7月毕业于哈尔滨工业大学电气工程及其自动化专业，现从事电气设计工作。