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
(
1
1
武汉大学电气工程学院
,
武汉
430072;
2
1
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
-03
Selection
of
Series
Reactors
in
Reactive
Compensation
Capacitors
Device
in
Power
Distribution
Networks
LEI
Saiheng,
LU
Tiecheng,
ZHANG
Bo,
W
ANG
Wendai
(
1
1
School
of
Electrical
Engineering,
Wuhan
University,
W
uhan
430072,
China;
2
1
School
of
Computer,
Wuhan
University,
Wuhan
430072,
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
current
0
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
10
kV
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
)
=
1
E
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
Q
1
,
系统从电容器组
支路
(
含电容器组和电抗器
)
获得的无功为
Q
2
,
I
为
电容器稳态电流有效值
,
则电容器的利用效率为
G
=
Q
2
/
Q
1
=
I
2
(
X
c
-
X
l
)
/
I
2
X
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
2
1
1
单组电容器合闸过电流、
过电压
设三相平衡且同期合闸
,