1 引言

　　通俗的講，能在電路中起到阻抗的作用的東西，我們叫它電抗器。 電力網(wǎng)中所采用的電抗器，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)無導(dǎo)磁材料的空心線圈。它可以根據(jù)需要布置為垂直、水平和品字形三種裝配形式。在電力系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，會(huì)產(chǎn)生數(shù)值很大的短路電流。如果不加以限制，要保持電氣設(shè)備的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定是非常困難的。因此，為了滿足某些斷路器遮斷容量的要求， 常在出線斷路器處串聯(lián)電抗器， 增大短路阻抗， 限制短路電流。

　　無功功率對(duì)供電系統(tǒng)和負(fù)載的運(yùn)行都是十分重要的，無功功率如果都要由電網(wǎng)提供并經(jīng)過長距離傳送是不合理的，也是不可能的。諧波電流將使電容器過負(fù)荷、出現(xiàn)不允許的溫升，特別嚴(yán)重的是當(dāng)電容器組與系統(tǒng)產(chǎn)生并聯(lián)諧振時(shí)電流急速增加，開關(guān)跳閘、熔斷器熔斷、電容器無法運(yùn)行。為避免并聯(lián)諧振的發(fā)生，電容器串聯(lián)電抗器。它的電抗率按背景諧波次數(shù)選取。電網(wǎng)的背景諧波為5次及以上時(shí)，宜選取4.5% -6%；電網(wǎng)的背景諧波為3次及以上時(shí)，宜選取12%-14%。

2 電抗率K的確定

　　電抗率是指串聯(lián)電抗器的相感抗XLN占電容器相容抗的XCN的百分比，當(dāng)系統(tǒng)中諧波很少時(shí)，只是用來抑制電容器投入電網(wǎng)時(shí)可能出現(xiàn)的沖擊電流，可以選K=0.5-1%即可滿足要求。當(dāng)查明供電系統(tǒng)的諧波含量后，再確定K值。

如電抗器電容器串聯(lián)回路在n次諧波下諧振則

　　式中XCN/XLN為電抗率的倒數(shù)，不同電抗率對(duì)應(yīng)不同的諧振次數(shù)或諧振頻率。如抑制3次及其以上的諧波應(yīng)選擇K=12-14%為宜。

　　表一 上海鷹峰電子公司K=14%解諧電抗器部分選型表

3.解諧電抗器設(shè)計(jì)時(shí)的技術(shù)要求

    例如

　　額定電壓：690V

　　額定容量：15KVar

　　設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 10229-1988 JB5346-1998

　　線性范圍：L≥0.95Ln

　　調(diào)整：LN的-2%…+3%

　　過載能力：1.35倍過載能力下長期安全運(yùn)行

　　絕緣水平：Un≤1100V（線對(duì)線電壓）

　　溫升限值 ：60K

　　冷卻方式 ：自然冷卻（AN）

　　防護(hù)等級(jí)：IP00

　　損耗： ≤2KW

4.加入解諧電抗器后對(duì)TSC電路的影響

　　用晶閘管控制投切電容器組，實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償量的調(diào)節(jié)。因?yàn)榫чl管投切速度快（us 級(jí)），稱“動(dòng)補(bǔ)”

　　優(yōu)點(diǎn)：快速動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)補(bǔ)償量，電流沖擊小，投切延時(shí)短，無噪聲

　　缺點(diǎn)：無諧波抑制能力，造價(jià)比接觸器投切電容器裝置貴

　　屬動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，技術(shù)已成熟，正在被推廣應(yīng)用

　　圖1是三相TSC基本原理圖，兩個(gè)反并聯(lián)的晶閘管起著把電容C并入電網(wǎng)或從電網(wǎng)斷開的作用。TSC運(yùn)行時(shí)選擇晶閘管投入時(shí)刻的原則是，該時(shí)刻交流電源電壓應(yīng)和電容器預(yù)先充電的電壓相等。

　　圖2是此時(shí)電路的相量圖，假設(shè)此時(shí)電抗率14%，則

　　ULN=0.14UCN

　　UXN =（1-0.14）UCN

　　UCN= UXN/（1-0.14）=1.16 UXN

　　可見，電容器端電壓升高16%，回路電流也增加到相同倍數(shù)。

　　總的無功功率補(bǔ)償容量是增加還是減少？

　?。?） 電容器無功功率補(bǔ)償容量Q'C

　　Q'C =（ UCN / UXN）2QC=1.162QC

　　（2）電抗器消耗無功功率QL

　　QL=3I2XLN=3（1.16Uxn/Xcn）2 *0.14XCN =0.565QC

　?。?）實(shí)際無功功率補(bǔ)償容量

　　Q'C-QC =0.78QC

　　同理，可計(jì)算出電抗率K=6%電容器端電壓為1.064倍電網(wǎng)電壓，無功功率補(bǔ)償容量Q'C =1.062 QC 從以上計(jì)算可以看出TSC中加入K=6%的解諧電抗器后，無功功率補(bǔ)償容量增加了，而加入K=14%解諧電抗器的無功功率補(bǔ)償容量減小了。

5.結(jié)語

　　解諧電抗器在TSC電路中的應(yīng)用有效的避免了傳統(tǒng)隨機(jī)補(bǔ)償易發(fā)生并聯(lián)諧振的危險(xiǎn)。相反，在選擇不同電抗率的解諧電抗器后，補(bǔ)償支路無功功率可能還會(huì)增加。