变电所补偿电容器串联电抗器时发生谐振的探讨

低压电器ｆ２Ｉ¨Ｉ２№２　变电辑朴偿电容器串联电抗器时发生褚摄的探讨　变电所补偿电容器串联电抗器时发生谐振的探讨　蒋晓红　中国建筑西南设计研究院（６１００８１）　摘要通过丁：程实践埘变电所补偿电容器串联电抗器时发牛的谐振进行了研究　提出了防止谐振的　措施对补偿电容器及串联电抗器长期容许高次谐波电流值进行了分析和计算。　叙词：补偿电容器串联电抗谐波电流谐振　中图分类号：ＴＭＴ１４　１　Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　Ｃａｕｓｅｄ　ｂｙ　Ｃａｐａｃｉｔｏｒ　Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　Ｓｅｒｉｅｓ　Ｒｅａｃｔｏｒ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　ｊｉＡＮＧ　Ｘｉａｏｈｏｎｇ　Ｃｈｉｎａ　Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ　Ａｒｅｈｉｔｅｅｔｕｒａｌ　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉ￣ｓｔｉｔｕｔｅ（６ｌ００８１）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｌ￣ｓｏｎａｙｔｃｅ　ｃａｕｓｅｄ　ｈｖ　ｃａｐａｃｉｔ￣Ｊｒ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｓｅｒｉｅｓ　ｒｅａｃｔｏｒ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｐｒａｅｔｌ—　ｃａｌ　ｐｒｃ＠ｃｔｓ　ｗ　ａｎａｌｙｚｅｄ　Ｔｈｅ［／Ｒｑ２ａ．ｑＩ１１￣￥　ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒ￣ｓｏｌｆｌａＴｉｃＰ　ｗｅｒｅ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　Ｔｈｅ　ｐｅｒｍｉｓｓｉｂｌｅ｝ｍｒｍｏｎｉｃ　ｃｕ￣ｎｔ‘】ｆ　ｈｉｇｈ　ｏｒｄｅｒ　ｆｏｒ　ｌｏｎｇ　ｌｅｒｍ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｖｅ　ｃａｐａｃｉｔｏｒ　ｍｉｄ　ｓｅｒｉｅｓ　ｒｅａ￣ｔｏｒ　ｗｅｉＰ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ａｎｄ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ，ａＳ　ｗｅｌｌ　ａｓ，ＳＯＩＴｌｅ　ｔａｂｌｅｓ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ｆｏｒ　ｉ＇ｅｆｏｌ￣ｎｃｅ　ｌｔｔ￣ｌ＇ｐ　ｇｉｖｅｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｖｅ　ｃａｐａｃｉｔｏｒ　ｓｅｒｉｅｓ　ｒｅａｃｔｏｒ　ｈａｒｍｏｎｉｃ　ｃｕｒｔ－ｅａｔ　ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　＿，ｖ、几一　一｛　偿电窖　ｌ　引　言　—（　在民用建筑中，空调、风机、水泵等变频调速　亘亟　装置，ＵＰＳ电源、应急电源、直流电源柜等整流装　　Ｉ囹　置，以及日光灯电子镇流器等，都是非线性负载．　产生高次谐波，对电网有污染　同时，配电系统为　ｒｊｔ　ｍ　补偿功率因数选用ｒ补偿电容器。固电容器对高　图１　高改谐波谅及补偿电存器接在同一低压母线　次谐波是低阻抗，高次谐波电流的导入．将会引起　发热、烧坏。而且，整流源也因高次谐波产生过　式中　——高次谐波次数　流，引起跳闸，使之不能投入运行本文对变电所　整流脉冲次数。单相桥式为４，三相　选用带有串联电抗器的补偿电容器柜时发生的谐　桥式为６　振进行分析和探讨　ｎ——１，２，……，正整数　（２）谐渡电流　２配电系统主接线及高次谐波电流　理论计算比较复杂，在工程中一般根据下式　变压器低压侧３８０　Ｖ母线给整流装置、变频　进行估算　装置及电子镇流器等供电一同时又接有功率因数　＝，．／Ｎ　（２）　补偿电容器。按国标规定，选有带６％串联电抗　式中，　——基波电流（Ａ）　器的电容器柜，如图ｌ所示　，　——某次谐波电流（Ａ）　（１）整流装置产生的高次谐波次数为　Ⅳ——谐波次数　Ｎ＝Ｋ　±ｌ　【１）　（３）流入电容器的谐渡电流　根据图１绘出等效电路如图２所示，图中：　作者蒋晓红　男　１９６８年生．１９９０年四川大学　Ｊ　．工程帅　４４一　维普资讯 http://www.cqvip.com

变也所补嫠也客器串联也抗器时发生谐振的探对　低压电器ｃ／，００２／＇Ｉｏ２　上　挺管电流　一极管电压　图３有补偿电容器时整流器投入的　图２等敢电路　二极管过压和过流　，　，　为整流装置１、２产生的谐波电流；Ｌ　、，　为　发生谐振；二是在整流器输入侧串联一电抗器，既　变压器线路侧的电感及流人该侧的谐波电流；Ｌ．、　可错开谐振，又避免了损坏整流器。　Ｃ、　为补偿电容串联电感和电容以及流入电容　的谐波电流；Ｌ、，　为其他负载电感及流入谐波电　３　电客器及串联电抗器长期容许高　流。为了简化计算，根据实际情况假定：其他负载　次谐波电流值　电感Ｌ与谐波源之间对高频感抗为无限大，即无　按国标选择带串联电抗器的补偿电容，但在　谐波电流流入；两个或更多谐波源按最严重情况　实际中根据具体阿络谐波源情况需校核电容器和　考虑，谐波电流向量和为算术和。为此，可计算出　流入电容的谐波电流：　电抗器能否长期容许高次谐波电流值。校核需分　两个方面进行：一是按电压要求、二是按电容器发　２￣ｆ，Ｌｌ（，　ｌ＋，¨＿）　…　一２　ＬＴ＋２　ＬＬ一　１／（２．￣ｆｏＣ）：　热要求：　式中，　——流入电容谐波电流（Ａ）　３　１补偿电容器　（１）基波电流ｌＯＯ％时，电压２００～４００　ｖ，５０　谐波次数的频率（Ｈｚ）　根据此式在工程中常遇见以下几种情况：　Ｈｚ，按耐电压情况进行校核如下式：　①变压器线路侧感抗很小，谐波电流流入变　单一高次谐波源　压器。因变压器本身的线圈就可消耗掉这些谐渡　＝ｌ　，　专≤１．２３８　（４）　电流。　多个高次谐波源　②变压器线路侧感抗与电容侧感抗相当。　一般电容侧对谐波来说，由于频率高，对高频为低　ｌ　，　２３８　（５）≥２　１　‘’　阻抗。串联电抗器后需计算谐波电流流人大小并　式中，　耐电压长期容许谐波电流　要校验是否超过电抗器及电容器的长期容许电　——谐波次数　流。　ｊ　——某次谐波电流　③当式（３１分母为　，、——基波电流　２．￣ｆｏＬ　＋２￣ｆｏｃｌ一［１／（２　Ｃ）Ｊ＝ｏ　（２）基波电流ｌＯＯ％时，２００～４００　ｖ，５０Ｈｚ，　时，即感抗等于容抗，此时发生谐振，流入电容器　按耐热情况进行校核：　的谐波电流最大，电容器易于发热和烧毁。这种　单一高次谐波源　情况曾遇到过．在变压器低压３８０　ｖ母线上装有　补偿功率因数的电容器，同时串联有电抗器．当整　流器启动时，由于电容与系统感抗发生谐振，电容　√　引・　ｏ　ｆ６）　器发热，整流器过流，此时整流二极管上的电压、　多个高次谐波源　电流如图３所示出现过压和过流，幸好整流器装　有电子过流保护装置，线路跳闸，电容器未烧坏。　√　毛（　引　３０　ｆ７）　为了解决这一问题可采取两种措施：一是把电容　３．２串联电抗器　器串联的电抗值进行调整，比如增大一些，使其不　基波电流ｌＯＯ％，按下式只校核发热情况：　单一高次谐波源　４５——　维普资讯 http://www.cqvip.com

低压电器ｃ　２００２［＇！，ｏ２　变也所补偿也容器串联也抗器时发生替橱的据讨　脯ｔｈ　另满足　＝足　ｌｔ　∞　㈩解鲫　ｓ…　√（　）　ｓ　（９）　根据上述公式，制成表１所示电容器长期容　许谐波电流表２为串联电抗器长期容许谐波电　，多个高次谐波源　流　√ｌ＋　（　）　表ｌ　电容器长期容许谐波电流　收稿日期：２００２　１＿３１　参考文献　１吴忠智，　如林变频器应用手册：Ｍ］北京：机械１一　业出版礼．１９９５　ＵＬ美国安全检测实验室公司　ｕＬ足美围的认汪机构，成　干ｌ８９４年一这是一个非　赢利的私人机构．总部设在美国芝加哥、在印度、Ｈ本、韩　国、新加坡　有分支机构、在中『　的，　州、上海和台湾、香　港设有办事赴ＵＬ的安全标忐每年出现在１７０亿件产品　上　全球各ｕｌ公司每年检测超过１８０００种不同产品　ｕＬ公司虽然是私人机构，但它的安全检定得到ｒ美　国联邦、州、　、县政府共４万多个政区的承认，许多政　策、法规以及检验权力机构都以ＵＬ标志为依据。例如　美国海关有权｝ｌ！绝没有¨　标志的商品八境。１９９６年ｕＩ　公司购买厂川麦的国家安全检定机构ＤＥＭＫＯ一由ＤＥＭ—　ＫＯ检定的　ｌ　使用Ｄ标志一所以．ｕＬ公司也可以授权　制造商台法使用Ｄ标忐　，　１９８０年ｌ　ｒ始．ｕ】ｌ公司与－　围国家Ｊ｝Ｊ入境检验检疫　局、中国进出ｕ商检公司台作．帮助中国厂商达到ＵＬ的　产品安全要求。绎多年努力．今天已有超过６ＯＯＯ个中国　厂商牛产ＵＬ列名或认可产品　目前，ＵＬ公司将业务扩　展到其他台作服务如１ＳＯ　９０００等管理系统认证、ＣＣＩＢ商　检标志、来源验证及检查服务，　至共同打击假冒的ＵＬ　标志。　ｕＬ的产品安全专家长驻在中国，以便服务国内的厂　商一ＵＬ也有认可的１Ｏ个实验室可　代表ＥＬ进行检测．　这些生；验室集中在北京、卜海与广州。　ＥＬ共有１０个检验中心提供验后查厂服务，中心分布　在北京、大连、广州、杭州、南京、青岛、上海、深圳．厦门及　西安．各项工作均由北京商检总公司统筹。ｕＬ也协助国　外厂商申请妊城标志及ＣＣＩＢ商检标志，　便产品进入中　闰市场