配电网无功补偿电容器组串联电抗器的选择
电力配电变压器的无功补偿电容器容量的选配问题
请问如何根据电力变压器容量选择无功补偿电容器的大小，有什么公式吗？比如200千瓦的电力变压器该选择总容量为多少千伐的电容。
在没有功率因数表可以参照的时候，如何根据用电总功率估算补偿电容的大小。
怎样正确选用电力电容器，如下几点供用户参考：1、用户购买电力电容器最好直接到生产厂家或由生产厂家授权的代理商处购买，这样防止购买假冒伪劣的产品。
2、用户在选用电力电容器时，应注意电力电容器的产品外观是否完整，有无碰损，及生产厂家的名牌、厂址、质保卡、合格证、说明书等是否齐全。
（厂名不全，如“威斯康电气公司”就是厂名不全，齐全的厂名应如“上海威斯康电气有限公司”。
通讯地址等不详的产品，用户最好不要购买，以防发生意外事故。
）购买前最好与生厂厂家联系证实一下产品售后服务等情况。
3、用户在购买电力电容器时，还应注意标牌上的各种数据：如额定电量KVAR、电容量uf、电流是否对，最好用UF表测量一下，用兆欧表测一下绝缘电阻，生产成套装置的厂家有条件的话可抽查耐压是否符合国家标准。
用户购买电力电容器时，不能只讲究价格便宜，俗话说“便宜没好货、好货不便宜”。
一般电容器产品的价格差异是基于其成本的高低。
如原材料的优劣：制造电力电容器的电容膜，有铝膜与锌铝膜两种，两者的价格相差很大，用锌铝膜制造的电容器相对成本高，当然质量也不同。
此外，电容膜的优质一等品与二等品的价格不同，质量也不同。
因此，用户在购买电容器时，价格是次要的，产品的质量才是最重要的。
4、安装使用电力电容器，安全可靠的方法是：安装之前，将每台电力电容器测量后，将产品序号做好纪录，再依次安装。
值得注意的一点，生产成套装置的厂家应考虑到电容补偿柜的运输问题。
如果将电容器安装好后运输，很容易造成电容器因运输途中的路面颠簸而碰撞损坏（特别是容量大的电容器因其自身高度和重量，最易因此受到损坏）。
方便而有效的解决办法是：在起始点对电容补偿柜装上电容器进行测试后，将电容补偿柜（空柜）和电力电容器分开运输，直到最终目的地（直接用户处）再进行安装。
配电网无功补偿装置的分类及选型
功率损 耗 Ｉ ． ８ ６ ％。 由此 可见 ， 在 配 电网 中， 无功 补偿 应以低 压侧 就地 补偿 为主 ，
高压 线路 中的补偿 为辅 。 ’ 在补 偿装置的 内部结构上 ， 补偿 装置主要包 括无功补 偿装置主要 包括补 偿
电容器 、 饱和 电抗器 、 同步调相 机 、 机械式 投切 电容 组 、 新 型静止无 功补偿 器 、 静
入 的增 加 ， 整体供 电的功率 因数水 平一直 处于 较低 的水平 ， 难 以施 行高 效的供
静止无功补 偿装置 的原理是 随着电力系统 的输 出参 数而进行 自我变化 ， 同
时进行并联 连接的调整 装置 。 静止无功 补偿装置 的类型主 要分为 型有 晶 闸管 投
切 电抗器 （ Ｔ Ｓ Ｒ） 、 晶 闸管投 切 电容 器 （ Ｔ Ｓ Ｃ） 、 晶闸管控 制高 阻抗 变压器 （ ＴＣ Ｔ ） 和 晶闸 管控 制 电抗器 （ Ｔ Ｃ Ｒ） 等 等。 晶闸管 控 制和 晶闸管 投切 电容 器是 静止 无
分析 。 ［ 关键 词］ 配电， 无功 补偿 ； 分类
中图分 类号 ： Ｔ Ｄ ３ ７ ． ３
无功补偿元件的选型与应用电容电抗
无功补偿元件的选型与应用电容电抗无功补偿是电力系统中的一项重要技术，通过补偿系统的无功功率，可以提高电力系统的功率因数，减少传输损耗，改善电压质量，提高系统的稳定性和运行效率。
其中，无功补偿元件在无功补偿系统中起着至关重要的作用，选型合适的无功补偿元件对于实现系统的无功补偿效果至关重要。
本文将就无功补偿元件的选型与应用电容电抗展开论述。
一、电容器与电抗器的作用与特点电容器和电抗器是无功补偿中常用的两种元件，它们在电力系统中具有各自独特的作用与特点。
1. 电容器的作用与特点电容器是一种能够提供无功功率的无源元件，其主要作用是通过供给感性无功功率来补偿系统中所需要的容性无功功率。
其特点如下：（1）电容器对系统的电压有一定的提高作用，可以改善供电电压质量。
（2）电容器可以提供快速的无功功率响应，对于电压波动较大的电力系统特别适用。
（3）电容器的无功功率消耗低，效率高，对于降低系统的无功功率损耗有明显的作用。
2. 电抗器的作用与特点电抗器是一种能够吸收无功功率的支路元件，其主要作用是通过消耗容性无功功率来补偿系统中所需要的感性无功功率。
其特点如下：（1）电抗器可以阻碍无功功率的传输，减少无功功率的流动。
（2）电抗器可以起到稳压作用，抑制电压的过高或过低；同时，也可以减轻电压波动对系统的影响。
（3）电抗器的无功功率消耗较大，效率相对较低，但其信号响应时间短，对电压波动有较好的抑制作用。
二、无功补偿元件的选型原则在进行无功补偿系统设计时，正确选型无功补偿元件是确保系统性能的关键一步。
以下是无功补偿元件选型的原则：1. 功率匹配原则无功补偿元件选型时，应根据系统的无功功率需要进行功率匹配。
对于容性无功功率，应选用电容器进行补偿；对于感性无功功率，应选用电抗器进行补偿。
2. 频率适应原则无功补偿元件的选型应考虑其在系统频率下的特性参数，确保其与系统频率相匹配。
一般情况下，无功补偿元件的频率适应范围应在±0.5%之内。
无功补偿器的选择与设计
无功补偿器的选择与设计无功补偿器是一种用于改善电力系统功率因数的装置，它能够有效地减少电网中的无功功率，并提高电力系统的效率和稳定性。
在现代电力系统中，无功补偿器的选择与设计是非常重要的一环，本文将探讨无功补偿器的选择与设计的相关要点。
一、无功补偿器的选择1. 系统功率因数的分析在选择无功补偿器之前，首先要对电力系统的功率因数进行分析。
通过对电网的运行情况和负荷特性进行评估，确定是否存在功率因数偏低的情况。
如果系统的功率因数较低，就需要考虑安装无功补偿器来提高系统的功率因数。
2. 无功补偿器的类型选择根据电力系统的需求，可以选择静态无功补偿器或者动态无功补偿器。
静态无功补偿器主要通过电容器或电抗器来补偿无功功率，适用于负荷较为稳定的情况。
而动态无功补偿器则是通过电力电子器件实现无功功率的补偿，适用于负荷变化较大的情况。
3. 无功补偿容量的计算在选择无功补偿器时，还需要计算出所需的无功补偿容量。
根据电力系统的功率因数和负荷特性，可以使用相关的计算方法来确定所需的无功补偿容量。
一般来说，无功补偿容量应该能够满足系统的无功功率需求，并有一定的预留余量。
4. 无功补偿器的性能指标除了无功补偿容量外，还应该考虑无功补偿器的其他性能指标，如稳定性、响应时间、损耗等。
这些指标会影响无功补偿器的工作效果和可靠性，需与实际需求相匹配。
二、无功补偿器的设计1. 无功补偿器的接线方案在进行无功补偿器的设计时，首先需要确定无功补偿器的接线方案。
根据电力系统的拓扑结构和负荷分布情况，选择合适的接线方案，以充分发挥无功补偿器的作用。
接线方案的选择应该考虑电压降、电流分布和灵活性等因素。
2. 无功补偿器的电容器或电抗器选择对于静态无功补偿器，需要选择合适的电容器或电抗器进行补偿。
根据系统的需求和特点，选择容量合适、质量可靠、损耗低的电容器或电抗器。
同时要考虑电容器或电抗器的并联组成、散热措施等因素。
3. 无功补偿器的控制策略对于动态无功补偿器，需要设计合理的控制策略。
串联电抗器及其电抗率的选取
串联电抗器的作用及电抗率的选择1 前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，如低压小容量家用电器和高压大容量的工业用交、直流变换装置，特别是静止变流器的采用，由于它是以开关方式工作的，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”。
产生电网谐波“污染”的另一个重要原因是电网接有冲击性、波动性负荷，如电弧炉、大型轧钢机、电力机车等，它们在运行中不仅会产生大量的高次谐波，而且会使电压波动、闪变、三相不平衡日趋严重。
这不仅会导致供用电设备本身的安全性降低，而且会严重削弱和干扰电网的经济运行，形成了对电网的“公害”。
电能质量的综合治理应遵循谁污染谁治理，多层治理、分级协调的原则。
在地区的配电和变电系统中，选择主要电能质量污染源和对电能质量敏感的负荷中心设立电能质量控制枢纽点，在这些点进行在线电能质量监测、采取相应的电能质量改善措施显得格外重要。
在并联电容器装置接入母线处的谐波“污染”暂未得到根本整治之前，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[1]，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。
但是串联电抗器绝不能与电容器组任意组合，更不能不考虑电容器组接入母线处的谐波背景。
文章着重就串联电抗器抑制谐波的作用展开分析，并提出电抗率的选择方法。
2 电抗器选择不当的后果2.1 基本情况介绍某110kV 变电所新装两组容量2400kvar 的电容器组，由生产厂家提供成套无功补偿装置，其中配置了电抗率为6%的串联电抗器，容量为144kvar。
电容器组投入运行之后，经过实测发现，该110kV 变电所的10kV 母线的电压总畸变率达到4.33%，超过公用电网谐波电压（相电压）4%的限值[2]，其中 3 次谐波的畸变率达到 3.77%，超过公用电网谐波电压（相电压）3.2%的限值[2]。
电容并联和串联无功补偿
电容并联和串联无功补偿
电容并联和串联无功补偿是两种常见的无功补偿方式，它们在电力系统中的应用场景和工作原理有所不同。
电容并联无功补偿：这种方式是将电容器直接并联在被补偿设备的同一电路上。
电容器为用电设备提供所需无功电流，从而减轻电力线路、变压器和发电机的负担。
并联电容器是目前电网中应用最为广泛的一种无功补偿方式，尤其在10KV及以下电压等级的供电系统中，几乎所有的无功补偿装置均属于并联电容器补偿。
其主要作用是减小视在电流，提高功率因数，降低损耗，从而提高电力设备的效率。
对用户侧而言，补偿无功还有提高电压、降低线损、减少电费支出、节约能源、增加电网有功容量传输、提高设备的使用效率等作用。
电容串联无功补偿：这种方式是把电容器直接串联到高压输电线路上，主要作用是通过在电网输电侧直接治理进而达到改善输电线路参数，降低电压损失，提高其输送能力，降低线路损耗的作用。
由于串联电容器只能应用在高压系统中（在低压系统中由于电流太大无法应用），因此其一般的应用场所是高压远距离输电线路上，用户侧的应用较少。
串联电容无功补偿的原理是利用电容器的容性阻抗抵消线路电感的感性阻抗，从而缩短电气距离，提高线路的输电容量和稳定性。
总的来说，电容并联和串联无功补偿都是为了提高电力系统
的功率因数、降低损耗、提高设备的效率等目的而采取的措施。
具体选择哪种方式需要根据实际情况进行综合考虑。
无功补偿电容接触器与电容器匹配选型
无功补偿电容接触器与电容器匹配选型无功功率补偿柜，是三相四线低压配电网提高功率因数，降低配电网线路损耗，提高电气设备的利用率不行或缺的重要配套设施。
无功功率补偿柜里面的主要低压电器有一下几种：一、配电柜——集约各种低压电器元件组装。
二、仪表——检测，监测线路运行状况。
三、电流互感器——取样及大电流转换小电流共仪表和掌握器。
四、无功功率补偿掌握器——通过取样比对，能够依据感性无功功率的变化，自动投入和切除电容器组。
四、空开或者熔断器——爱护电容器组，在发生短路状况下，切断电容器组电源。
五、电容器专用接触器——负责电容器的投入和切除工作。
六、自愈式补偿电容器——负责给低压配电网络输送容性无功功率。
无功补偿柜自愈式无功补偿电容器CJ19系列电容器专用接触器现在着重讲，接触器与电容器匹配选型问题。
电容器接触器它的型号是CJ19（CJ16）系列，规格有CJ19-2511、CJ19-3211：CJ19-4311、CJ19-6521和CJ19-9521等；而电容器规格许多，从1Kvar-60Kvar规格众多。
那么它们怎么匹配选型，只要了解接触器的构造就好选型了。
CJ19系列接触器它是在CJX2系列基础上加了三组阻尼线和帮助触头组成，如：CJ19-3211它的接触器是CJX2-2510。
知道了这些我们就可以很快进行匹配了。
详细匹配如下：CJ19-2511匹配10Kvar以下电容器CJ19-3211匹配15Kvar以下，10Kvar以上电容器CJ19-4311普票20Kvar以下16Kvar以上电容器CJ19-6521匹配30Kvar以下21Kvar以上电容器CJ19-9521匹配50Kvar以下31Kvar以上电容器。
电抗器选择标准
并联电容器用串联电抗器设计选择标准发布日期：2010-5-11 (阅398次)所属频道: 电网关键词: 输入输出电抗器谐波电抗器直流电抗器第一章总则第1.0.1条并联电容器用串联电抗器（以下简称电抗器）的设计选择必须执行国家的技术经济政策，并应根据安装地点的电网条件、谐波水平、自然环境等，合理地选择其技术参数，做到安全可靠、经济合理。
第1.0.2条本标准适用于变电所和配电所中新建或扩建的6～63KV并联电容器装置中电抗器的设计选择。
第1.0.3条本标准所指电抗器是串联于高压并联电容器回路中的电抗器，该电抗器用于限制合闸涌流，减轻电网电压波形畸变和防止发生系统谐波谐振。
第1.0.4条电抗器的设计选择，除应符合本标准的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
第二章环境条件第2.0.1条电抗器的基本使用条件：一、安装场所：户外或户内；二、环境温度：－40℃～+40℃；－25℃～+45℃；三、海拔：不超过1000m；四、相对湿度：对于户内电抗器月平均相对湿度不超过90%，日平均不超过95%；五、地震裂度：设计地震基本裂度为8度；即水平加速度0.3g，垂直加速度0.15g；六、户外式最大风速为35m/s；七、电抗器的外绝缘泄漏比距不应小于2.5cm/KV。
对于重污秽地区可以取3.5cm/KV。
第2.0.2条选用电抗器时，应按当地环境条件校核，当环境条件超出其基本使用条件时，应通过技术经济比较分别采取下列措施：一、向制造厂提出补充要求，制造符合当地环境条件的产品；二、在设计中采取相应的防护措施，如采用户内布置、水冲洗、减震装置等。
第三章技术参数选择第一节电抗率的选择第3.1.1条电抗率的选择，应使装置接入处n次谐波电压含量和电容器上n次谐波电压值均不超过有关标准规定的限值。
第3.1.2条当仅需要限制合闸涌流时，宜选用电抗率为4.5%～6%的电抗器。
第3.1.3条为抑制5次及以上谐波电压放大，宜选用电抗率为4.5%～6%的电抗器；抑制3次及以上谐波电压放大，宜选用电抗率为12%～13%的电抗器。
35kV配电网设计指南
35kV配电网设计指南（2013年版）刖吞南网标设Vl.o版已经发布并应用,为了更好地应用好新版南网标设，修订了《35kV配电网设计指南》。
为了加快电网建设,适应当前项目建设管理,在修订本指南时, 尽量减少设备、材料的品种,进一步明确和细化南网标设的应用，在"快"和“准"上把握好大的原则和方向。
本设计指南适用于柳州网区35kV配电网的建设。
网架结构1、35kV主网架应构成"手拉手"（单环结构，开环运行）的环网结构，导线型号为儿/GIA—150、240。
2、变电站规划建设：县城逐步取消35kV电压等级,每个乡镇至少建设1座35kV变电站，变压器单台容量选用5000kVA、lOOOOkVA ,并要求5年内不应扩建主变。
二35kV变电站根据柳州网区县级35kV变电站运行经验，本设计指南从《南方电网公司WkV和35kV标准设计》中优先选择了CSG-35B-WZ-P1和CSG-35B-J乙P4等两个方案,并依据南网公司最新有关要求对部分模块和设备选型进行优化。
（一）总体方案及组成模块方案方案主要特性1•接线形式：35kV单母接线; CSG-35B- WZ-P1CSG- 35B- JZ-P4lOkV单母线分段接线: 2•布苣方式：35kV及主变户外敞开布置，lOkV户内布置。
35kV单母接线:段接线:2•布置lOkV单母线分35kV和lOkV紧凑型布置，主变户外敞开布置。
（二）模块使用名称模块编号模块主要配置备注应用差异35kV 配电装置子模块WZ-G2-GZ02（35kV出线间隔模块2）35kV断路器1组，35kV隔离开关3组（双接地、单接地和双极无接地地各1 组〉，独立35kV电流互感器1组，35kV线路电压互感器1台，线路侧 35kV避需器1组，35kV限流熔断器1 组。
对应户外单母接线和单碌分段接线模块因受场地局限，可采取CT外置断路器形式。
WZ-G2-GZ04<35kV主变进线间隔模块 2）35kV断路器1组，35kV隔离开关（单接地）1组，独立35kV电流互感器1 组。
如何选择配电网中补偿电容器的串联电抗器
ＹＡＯ ｎ， Ｂｉ ＸＵ ｎ — ｕ ｎ Ｔａ ｇ ｈ ａ ｇ
（ Ｈｕ ｅ ａ ｎ ｎ ｗｅ ｕ ｌ ｏ ａ ｙ，Ｘｉ ｎ ｉ ｇ Ｈ ｕ ｅ ３ １ ０， ｈｉ ａ ｂ ｉＸｉ ｎ ｉ ｇ Ｐｏ ｒ Ｓ ｐｐ ｙ Ｃ ｍｐ ｎ ａ ｎ ｎ ｂ ｉ４ ７ ０ Ｃ ｎ ）
泛 ， 电网 中的谐 波 污 染 也 日益 严 重 。换 流 设 备 和 配 群爆 甚 至烧损 。
电弧 炉等 非线 性用 电设 备 产 生 大 量谐 波 注入 电 网 ， 造成 电压 波形 畸变 ， 电能质 量 下降 ， 使 给发 供 电设备
的安 全经济 运行 造成 较 大影 响 。当配 电 网 中的电压 波 形发 生畸 变 时 ， 接人 并 联补偿 电容器后 ， 可能发 生
维普资讯
Ｖｏ１ ３ ｏ ． ０ Ｎ ２ Ａ ｐｒ ２０ ． ０６
湖 北 电 力
箜０ ６年箜 ２ 鲞 ４月 塑 ０
如 何 选 择 配 电 网 中补 偿 电 容 器 的 串 联 电 抗 器
姚 斌 ， 唐 煌 徐
４７ ０ ） ３ １ ０ （ 北 成 宁 供 要］ 电 网 中存在 的谐 波与 大 量运行 的并 联 电容 器组相 互 作 用 ， 产 生谐 波放 大 甚 至 出现 并 会 联谐振 ， 重影 响 电能质 量和 电网的安 全 经济运 行 。分 析 了谐 波 的危 害， 配 电 网 中的补 偿 电容 器组 ， 严 对 如 何 选取 串联 电抗 器 电抗 值 的参数 来 滤除谐 波 ， 制谐 波 电流放 大提 出 了一 些看 法 。 抑 ［ 键词 ］ 并联 电容 器组 ；谐 波放 大 ； 串联 电抗 器 ；电抗 率 关
电抗器选择
在高低压无功补偿装置中，一般都装有串联电抗器，它的作用主要有两点：1）限制合闸涌流，使其不超过20倍；2）抑制供电系统的高次谐波，用来保护电容器。
因此，电抗器在无功补偿装置中的作用非常重要。
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实际情况，采用“一刀切”的配置方式（如电容器一律配用电抗率为5％～6％的串抗），往往适得其反，招致某次谐波的严重放大甚至发生谐振，危及装置与系统的安全。
由于电力谐波存在的普遍性，复杂性和随机性，以及电容装置所在电网结构与特性的差异，使得电容装置的谐波响应及其串抗电抗率的选择成为疑难的问题，也是人们着力研究的课题。
精品文档，超值下载电容器组投入串抗后改变了电路的特性，串抗既有其抑制涌流和谐波的优点，又有其额外增加的电能损耗和建设投资与运行费用的缺点。
所以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，进行技术经济比较是很有必要的。
虽然现有的成果尚不足为电容装置工程设计中串抗的选用作出量化的规定，但是随着研究工作的深入，实际运行经验的积累，业已提出许多为人共识的见解，或行之有效的措施，或可供借鉴的教训。
下面总结电容器串联电抗器时，电抗率选择的一般规律。
1，电网谐波中以3次为主根据《并联电容器装置设计规范》，当电网谐波以3次及以上为主时，一般为12%；也可根据实际情况采用4.5%~6%与12%两种电抗器：（1）3次谐波含量较小，可选择0.5%~1%的串联电抗器，但应验算电容器投入后3次谐波放大量是否超过或接近限值，并有一定裕度。
（2）3次谐波含量较大，已经超过或接近限值，可以选用12%或4.5%~6%串联电抗器混合装设。
2，电网谐波中以3、5次为主（1）3次谐波含量较小，5次谐波含量较大，选择4.5%~6%的串联电抗器，尽量不使用0.1%~1%的串联电抗器；（2）3次谐波含量略大，5次谐波含量较小，选择0.1%~1%的串联电抗器，但应验算电容器投入后3次谐波放大是否超过或接近限值，并有一定裕度。
电抗器的选型介绍
并联电抗器：发电机满负载试验用的电抗器是并联电抗器的雏型。
铁心式电抗器由于分段铁心之间存在着交变磁场的吸引力，因此噪音一般要比同容量变压器高出10dB左右。
并联电抗器里面通过的交流，并联电抗器的作用是补偿系统的容抗。
通常与晶闸管串联，可连续调节电抗电流。
串联电抗器：里面通过的是交流，串联电抗器的作用是与补偿电容器串联，对稳态性谐波（5、7、11、13次）构成串联谐振。
通常有5~6%电抗器，属于高感值电抗器。
调谐电抗器：里面通过的是交流电，串联电抗器的作用是与电容器串联，对规定的n次谐波分量构成串联谐振，从而吸收该谐波分量，通常n=5、7、11、13、19。
输出电抗器：它的作用是限制电机连接电缆的容性充电电流及使电机绕组上的电压上升率限制在54OV/us以内，一般功率为4-90KW变频器与电机间的电缆长度超过50m时，应设置输出电抗器，它还用于钝化变频器输出电压(开关的陡度)，减少对逆变器中的元件(如IGBT)的扰动和冲击。
输出电抗器的使用说明：为了增加变频器到电机之间的距离可以适当加粗电缆，增加电缆的绝缘强度，尽量选用非屏蔽电缆。
输出电抗器的特点：1、适用于无功补偿和谐波的治理；2、输出电抗器主要作用是补偿长线分布电容的影响，抑制输出谐波电流；3、有效地保护变频器和改善功率因数，能阻止来自电网的干扰，减少整流单元产生的谐波电流对电网的污染。
输入电抗器：它的作用是限制变流器换相时电网侧的电压降；抑制谐波以及并联变流器组的解耦；限制电网电压的跳跃或电网系统操作时所产生的电流冲击。
当电网短路容量与变流器变频器容量比大于33:1时，输入电抗器的相对电压降，对单象限工作为2%，四象限为4%。
当电网短路电压大于6%时，允许输入电抗器运行。
对于12脉动整流单元，至少需要一相对电压降为2%的网侧进线电抗器。
输入电抗器主要应用于工业/工厂自动化控制系统中，安装在变频器、调速器与电网电源输入电抗器之间，用于抑制变频器、调速器等产生的浪涌电压和电流，最大限度的衰减系统中的高次谐波及畸变谐波。
国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则2008年修编稿及修编说明
ICS 29.240Q/GDW电力系统无功补偿配置技术原则(Technical Regulation for Configuring Reactive PowerCompensation Equipment of Power System)2008--××发布2008--××实施中华人民共和国国家电网公司发布目次前言 (I)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 无功补偿配置的基本原则 (1)5 330kV及以上电压等级变电站的无功补偿 (2)6 220kV变电站的无功补偿 (2)7 35～110kV变电站的无功补偿 (3)8 10kV及其它电压等级配电网的无功补偿 (3)9 风电场的无功补偿 (3)10 电力用户的无功补偿 (4)前言本标准是在《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》（国家电网生[2004]435号）的基础上进行修改和补充而成的，用于规范与指导电网规划、设计、基建、运行以及营销管理过程中无功补偿装置的合理配置，以提高电网稳定运行水平和经济运行水平。
本标准由国家电网公司生产技术部提出并负责解释。
本标准由国家电网公司科技部归口。
本标准主要起草单位：陕西省电力公司。
本标准参加起草单位：华北电网有限公司、河北省电力公司、上海市电力公司、浙江省电力公司、湖南省电力公司、江西省电力公司、辽宁省电力有限公司、华北电力科学研究院有限责任公司、中国电科院。
本标准主要起草人：苗竹梅、刘伟、薛军、周军义、窦晓军、彭青宁、张小庆、孔湧、牛晓民、刘连睿、张章奎、李群炬、马世英、苗俊杰、曹基华、王敏、陈栋新、郭泉辉、杨明刚、李胜川、倪学锋。
本标准由国家电网公司批准。
国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则1范围本技术原则适用于国家电网公司所属的各级电网企业、并网运行的发电企业、电力用户以及各级电力设计单位。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
电抗器选择方法
电抗器选择方法1.1电抗率的选择■补偿装置接入处的背景谐波为3次当接入电网处的背景谐波为3次及以上时，一般为12%；也可采用4.5%～6%与12%两种电抗率。
只有3次等零序谐波不需要补偿时也可以选择零序滤波电抗器。
3次谐波含量较小，可选择0.1%～1%的串联电抗器，但应验算电容器装置投入后3次谐波放大是否超过或接近国标限值，并且有一定的裕度。
3次谐波含量较大，已经超过或接近国标限值，一般为12%；也可采用4.5%～6%与12%两种电抗率的串联电抗器混合装设。
■补偿装置接入处的背景谐波为3次、5次3次谐波含量很小，5次谐波含量较大（包括已经超过或接近国标限值），选择4.5%～6%的串联电抗器，忌用0.1%～1%的串联电抗器。
3次谐波含量略大，5次谐波含量较小，选择0.1%～1%的串联电抗器，但应验算电容器装置投入后3次谐波放大是否超过或接近国标限值，并且有一定的裕度。
3次谐波含量较大，已经超过或接近国标限值，选择12%或12%与4.5%～6%的串联电抗器混合装设。
■补偿装置接入处的背景谐波为5次、7次及以上(中频冶炼、电镀、轧机、工业炉、单晶炉等大部分工业负荷为此类负荷)5次谐波含量较小，应选择4.5%～6%的串联电抗器。
5次谐波含量较大，应选择4.5%的串联电抗器。
■对于采用0.1%～1%的串联电抗器，要防止对5次、7次谐波的严重放大或谐振；对于采用4.5%～6%的串联电抗器，要防止对3次谐波的严重放大或谐振。
■补偿装置接入处的特征次背景严重超过了国标限值，需要谐波治理达到国标要求的需要经过专业的技术人员进行滤波设计并特殊定做滤波电抗和其它滤波组件负荷容量和配电变压器容量相当时选择并联型无功补偿兼谐波治理装置。
负荷容量远小于配电变压器时选择串联型无功补偿兼谐波治理装置。
1.2电抗器类型的选择电抗器按照结构的不同分为油浸式铁芯电抗器、干式铁芯电抗器、干式空芯电抗器、干式半芯电抗器、干式磁屏蔽电抗器，不同类型的电抗器互有优缺点，需要根据用电现场情况斟酌选择。
无功补偿电容器串联电抗器的选择
网谐波》 Ｂ Ｔ１５９—１９ Ｇ ／ ４ ４ ９３标准 ， 注入公共连接 点的 ３ 次谐波电流允许值
允 许一Ｓ
＝
基 准 一
２０ ｌ 一 ３６ （ 。 ５ ‘ ２．６ Ａ） ２＝ ‘ 。
基 准
论设备参数匹配对谐波放大的影响。
ＳＦ ｎ
｛ －
抗相等 （ 分母为 ０ 时 ， ） 发生并联谐振 ， 谐振次数为
（） ６
此时流经电容器组支路的谐波电流理论上趋 向于无穷大， 实际因为存在电阻等因素， 为远大于 设备所能承受的有限值。 （ ） ｎ ｓ＞Ｉ ５＋ １ ｃ ｎ 时， ３ 当 Ｘ１ １ ｎ Ｌ一 １ Ｉ ＞ ／Ｉ ｃ ，， 流经电容器组支路的谐波 电流被放大 。此时
大方式的短路容量 ７９ Ｖ ， ４ Ｍ Ａ 短路阻抗 １９ ｎ， ．８ 最 小方式的短 路容 量 ４ ３ Ｖ 短路 阻抗 ３ｌ 电容 ９ Ｍ Ａ， １， 器投入前系统谐波在正常范 围内， 电容器投入后
｝收稿 日期 ：０ ６０ — ２０ －６１ ２
图中
一
一流入电容器组支路的谐波电流 ； 流 入 系统 的谐 波 电流 ；
Ｊ ｅ ＵＦｉ
（ ｈ ｎ ｚｏ ｕ ｐｙＢ ｒａ ， ｈ ｎｚｏ ０ ３ ｈｎ ） Ｃ ａｇｈ ｕＳ ｐ ｌ ｕｅｕ Ｃ ａ ｇｈ ｕ２ ０ ，Ｃ ｉａ １ ３
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｒｕ ｈ ａ ａｙｉｇｔｅｂ ｒｏ ｔ ａ ｅｏ ｅｉｓｒ ａ ｔｒｉ ｈ ｎ ｅ ｃｉｅｃ ｍｐ ｎ ａｉｎｉ ｓ － ｓｒ ｃ ： ｈ ｏ ｇ ｎ ｌｓ ｕ ｎ ｕ ｓ ｆｓｒ ｅ ｃｏ ｎｓ ｕ ｔ ａ ｔ ｏ ｅ ｓ ｔ ｔ ｎ ｈ ｃ ｅ ｒ ｖ ｏ ｎ ａ ｌ
补偿电容器电抗率选择
抑制谐波串联电抗器的选用天津市同德兴电气技术有限公司黄缉熙补偿用并联电容器对谐波电压最为敏感，谐波电压加速电容器老化，缩短使用寿命。
谐波电流将使电容器过负荷、出现不允许的温升，特别严重的是当电容器组与系统产生并联谐振时电流急速增加，开关跳闸、熔断器熔断、电容器无法运行。
为避免并联谐振的发生，电容器串联电抗器。
它的电抗率按背景谐波次数选取。
电网的背景谐波为5次及以上时，宜选取4.5% ~ 6%；电网的背景谐波为3次及以上时，宜选取12%一、电抗率K值的确定1. 系统中谐波很少，只是限制合闸涌流时则选K=0.5~1%即可满足要求。
它对5次谐波电流放大严重，对3次谐波放大轻微。
2. 系统中谐波不可忽视时，应查明供电系统的背景谐波含量，在合理确定K值。
电抗率的配置应使电容器接入处谐波阻抗呈感性。
电网背景谐波为5次及以上时，应配置K=4.5~6%。
通常5次谐波最大，7次谐波次之，3次较小。
国内外通常采用K=4.5~6%。
配置K=6%的电抗器抑制5次谐波效果好，但明显的放大3次谐波及谐振点为204Hz，与5次谐波的频率250Hz，裕量大。
配置4.5%的电抗器对3次谐波轻微放大，因此在抑制5次及以上谐波，同时又要兼顾减小对3次谐波的放大是适宜的。
它的谐振点235Hz与5次谐波间距较小。
电网背景谐波为3次及以上时应串联K=12%的电抗器。
在电抗器电容器串联回路中,电抗器的感抗X LN与谐波次数虚正比；电容器容抗X CN与谐波次数成反比。
为了抑制5次及以上谐波。
则要使5次及以上谐波器串联回路的谐振次数小于5次。
这样，对于5次及以上谐波，电杭器电容器串联回路呈感性，消除了并联谐振的产生条件；对于基波，电抗器电容器串联回路呈容性，保持无功补偿作用。
如电抗器电容器串联回路在n次谐波下谐振，则:式中X CN/X LN为电抗率的倒数，不同的电抗率对应不同的谐振次数或不同的谐振频率，如表1所示。
电抗器的电抗率以取6%为宜，可避免因电抗器、电容器的制造误差或运行中参数变化而造成对5次谐波的谐振。
电容容量及电抗率选取(总结)
电容分组方式及电容容量计算一、电容分组方式及投切模式补偿电容器多采用电力电容器，运行中电容器的容性电流抵消系统中的感性电流，使传输元件，如变压器、线路中的无功功率相应减少，因而，不仅降低了由于无功的流动而引起的有功损耗，还减少了电压损耗，提高了功率因数。
补偿电容器是 TSC 系统的关键部件，通过投入或切除电容器的方法可动态平衡电感性负载与电容性负载，从而将功率因数维持在较高的理想水准。
1)分组方式。
在很多工业生产实践中，除了就地补偿的大电机外，大量分散的感性负载需要在低压配电室进行集中补偿，这时由于补偿容量是随时间变化的，为不出现过补偿或欠补偿，需要将电容器分成若干组，采用自动投切的方式。
电容器分组的具体方法比较灵活，常见的有以下几种：①等容量制，即把所需补偿的电容平均分为若干份；②1：2： 4：8 制，即每单元电容器值按大小倍增式设置，这样可获得15 级补偿值；③二进制，即采用N — 1 个电容值均为 C 的电容和一个电容值为C/2的电容，这样补偿量的调节就有2N级。
对比上述方法可知，方法①的控制方式最简单，但相对较大的补偿级差限制了精度，而方法②与③虽采用多级差补偿的方法提高了效果，但均为繁琐，不便于自动化控制。
相比之下，方法③不乏为一种有益的折中式方案。
2)投切模式。
由于动态无功补偿需要频繁投切电容器，因此为确保电容器的寿命和质量，需要考虑补偿电容的投切模式。
常见有下列 2 种模式：①循环投切模式，即将各组电容器按组号排成一个环形列队，然后按序号依次投入电容。
如需切除电容，则从已投入的电容队列的尾部切除。
这样，随功率因数的变化，已投入的电容队列在环形队列中逆时针移动，各组电容的使用几率均匀，可有效减少电容组的故障率。
通常这种方法用于等容量分组。
②温度计式投切模式，即将各组电容器按组号排成一个直线队列，投入或切除电容器使已投入的电容队列在直线队列中升高或下降，类似于温度计水银柱的升降。
这种方法常用于变容量分组。
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配电网无功补偿电容器组串联电抗器的选择雷赛衡1,鲁铁成1,张博1,王文岱2(11武汉大学电气工程学院,武汉430072;21武汉大学计算机学院,武汉430072)摘要:为合理选取无功补偿电容器组串联电抗器的电抗率,使电容器组安全经济地运行,结合电路分析与ATP) EMTP程序仿真计算研究了电抗率对电容器组上合闸过电流、分闸过电流、高次谐波过电流以及合闸过电压、重燃过电压等的影响,得到电抗率大小与上述各种过电压、过电流间的关系曲线和不同运行条件下电抗器的最佳取值并提出了采用了可调电抗器和根据系统具体运行条件调节电抗率的建议。
关键词:无功补偿电容器;串联电抗器;谐波放大;合闸过电流中图分类号:TM471文献标识码:A文章编号:1003-6520(2004)10-0029-03Selection of Series Reactors in Reactive Compensation CapacitorsDevice in Power Distribution NetworksLEI Saiheng,LU Tiecheng,ZHANG Bo,W ANG Wendai(11School of Electrical Engineering,Wuhan University,W uhan430072,China;21School of Computer,Wuhan University,Wuhan430072,China)Abstract:In order to select reactance ratio of series reactors in reactive compensation capacitors bank properly to ensure safety of the capacitors,by methods of circuit analysis and ATP-E MTP simulation,the influences of reactance ratio on swi tching i nrush cur-rent,high frequency harmonics over curren t,swi tching inrush voltage,and re-fire overvol tage etc.is calculated and analyzed The relevant curves between reactance ratio and the inrush currents/inrush voltages mentioned above are given.The opti mum ratio is determined under various operation conditions.A proposal is made for application of adjustable reactors,therefore i t is possible to regulate the reactance ratio in accordance wi th actual operation conditions.Key words:reactive compensation capacitors;series reactors;harmonics amplification;inrush current0引言电容器组是配电网中广泛使用的无功补偿装置,它在合闸时会产生过电压及很高的过电流;分闸时也会因断路器重燃而产生过电压和过电流;系统存在高次谐波源时还会因电容器的高通特性而放大谐波电流等,这些过电压和过电流都会危害电容器组和系统的安全。
目前普遍给电容器组串联电抗器以抑制过电流,其电抗率A(A=X L/X C,X L=X L,X C =1/X C)一般取(2~12)%间的一个固定值。
但电容器组正常运行、合闸及分闸操作时期望的最佳电抗率各不相同;系统谐波含量不同时的最佳电抗率也不同。
为找出各种条件下最佳电抗率的取值范围,本文采用电路分析与ATP)E MTP程序仿真计算相结合的方法,研究无功补偿电容器装置在不同运行条件下,串联电抗器的不同取值对各种过电压、过电流的影响。
仿真条件为某10kV变电站的无功补偿电容器的接线及参数,电容器组为星形不接地接线,每组电容器均串电抗器,系统内阻Z s =R s+j X s,电容器组的稳态电流幅值I m,对地杂散电容C o,电源电压幅值E m。
1电抗率对电容器组正常工作的影响若忽略系统内阻抗,则电容器极间电压幅值U c m=X c E m/(X c-X l)=1E m/(1-A)即U c m随电抗率A的增大而增大。
设电容器组发出的无功为Q1,系统从电容器组支路(含电容器组和电抗器)获得的无功为Q2,I为电容器稳态电流有效值,则电容器的利用效率为G=Q2/Q1=I2(X c-X l)/I2X c=1-A,可见G随A的增大而降低。
2电抗率对电容器组合闸过电压、过电流的影响211单组电容器合闸过电流、过电压设三相平衡且同期合闸,则忽略系统内阻时单图1电容器合闸的单相等值电路Fig11The sing le-phaseequivalent circuit o fsw itching capacitors on相等值电路见图1。
以相角U合闸瞬间,A相电容上的电压、电流分别为[1]:u c(t)=U cm sin(X t+U)-U cm k sin(X0t+W),i(t)=I m cos(X t+U)-kX0X I m cos(X0t+W),#29#2004年10月高电压技术第30卷第10期其中:X 0=1/LC ,W =arctan(sin U /(X /X 0)cos U ),k=sin 2U +((X /X 0)cos U )2,I m 为稳态电流幅值。
可见两者均为一工频稳态值叠加一高频振荡值,其最大值近似为工频和高频的幅值相加:u c max =(1+k )U cm , i ma x =(1+k X 0/X )I m U =90b 时,k 取最大值1,则有最严重情况:u c max =2U cm ,i max =(1+X 0/X )I m =(1+1/A )I m可见合闸时电容器极间最大过电压倍数k u =2,一般不会危害电容器。
在实际电抗率的取值范围内,此倍数与电抗率无关。
图2为电容器合闸过电流倍数k i 与电抗率A 的关系,其中曲线1、2分别由上面公式和ATP )EMTP 程序仿真算得(考虑了系统内阻)可见:(1)A 越大i max 越小,增大A 来降低i max 的效果逐渐减弱,故A 无需太大,实际A =2%时,k i <8。
(2)A>3%后,曲线1、2接近重合,说明此时系统内阻的变化几乎不影响k ;A<1%时,曲线1明显高于曲线2,即内阻减小则k i 大增。
212 多组电容器合闸过电流与电抗率的关系若已有m -1组电容器运行,再投第m 组电容器,则电源及在运的m -1组电容器均向其充电,合闸过电流比单组电容器更严重。
图2中曲线3为m =3时仿真所得曲线,由图2可见A >1%时,多组与单组合闸的k i 较接近;电容器未串联电抗器或A <0.5%时,多组合闸k i 远大于单组合闸,且随m 迅速增大(见表1)。
故多组电容器分组合闸时必须串联电抗器。
图2 电容器组合闸k i 与A 关系Fig 12 The inrush curren-t reactance curve 表1 多组电容器合闸过电流倍数Tab.1 Data of inrush -current when reactance is very sma ll组数m12345A /%00.00150.516.416.311.5165.6105.712.1216.1137.012.5241.6152.813.1258162.913.63 电抗率对电容器分闸操作产生重燃过电压的影响电容器组分闸仿真计算等值电路见图3。
设A相工频电流在t =0时过零并首先熄弧,则B 、C 相将在t =5ms 同时熄弧。
分别用t =10ms 时A 相断口重燃,A 、C 相断口同时重燃,A 、C 相断口同时重燃且B 相断口在10ms+$t 重燃仿真断路器单相、两相、三相3种一次重燃的最严重情形(其中$t 为与电抗率有关的一个不确定值)的结果是:(1)单相重燃后,三相电容器极间电压维持在重燃前瞬间的数值不变:U a U U c m 、U b U 0.37U cm 、U c U -1.37U cm ;A 相电抗器电压最大值约2U cm ,中性点对地电压最大值约-4.5U c m ,B 、C 相断口电压最大值分别约4.5、6.4U cm ;重燃电流非常小。
(2)两相重燃后,A 、C 、B 相电容器极间电压最大值U a U 2.9U c m 、U c U 2.9U c m ,U b U 0.37U cm ;A 、C 相电抗器电压最大值随着电抗率的增大而略增,但Z 2.5U cm ,重燃相过电流(图4)远大于电容器合闸过电流,取A>6%时方可k i <8。
(3)三相重燃后,A 、C 相电容器极间电压最大值约3.5U cm ,A 、C 相k i -A 关系类似图4,k i 值比两相重燃时还大1~2。
4 电抗率对系统谐波放大的影响设n 次谐波源的电流为I n ,流过系统和电容器支路的n 次谐波电流分别为I n S 和I n C ,谐波放大分析等值电路见图5。
若忽略回路电阻R s ,且令:K =I n S I n C =nX L -X C /n nX S =(A -1n 2)X CX S ,则系统n 次谐波电流的放大倍数K 1及电容器支路n 次谐波电流的放大倍数K 2分别为:K 1=I n S I n =K 1+K , K 2=I n C I n =11+K 。
又令电容器安装处母线的短路容量与电容器的#30#Oct 12004 High Voltage Engineering Vol.30No.10容量之比K Q =X C /X S ,可画出K Q =200时,3次谐波放大倍数与电抗率A 的曲线关系见图6。
图6中,取K 2=-1、1时的电抗率分别为A 1、A 3,则A 1=1/n 2-2X S /X C ;A 3=1/n 2;取K 1=-1时的电抗率为A 2,则A 2=1/n 2-X S /2X C ;发生并联谐振时的电抗率A 0=1/n 2-X S /X C 。
K 1、K 2有一个>1时为谐波放大,两个均>1则为谐波严重放大[2]。