关联电抗器的谐波抑制与电抗率的选择


    山东农业学学报(然科学版)201950(3)486488 VOL50 NO3 2019
    Journal of Shandong Agricultural University ( Natural Science Edition ) doi103969jissn10002324201903028
    数字优先出版20190619 httpwwwcnkinet
    关联电抗器谐波抑制电抗率选择
    臧瑞民 1谢宏伟 2耿文晶 1
    1 国网蒙古东部电力限公司电力科学研究院 蒙古 呼浩特 010020
    2 国网蒙古东部电力限公司 蒙古 呼浩特 010020
    摘 谐波存供电系统造成极危害电容器回路中串联合适电抗器成抑制谐波效措施然
    电抗器电抗率抑制谐波作千差万电路中串联合适电抗率电抗器
    种非常效解决手段文选择合适电抗率通分析谐波电力系统电抗率谐波影响通
    实际验证筛选佳电抗率
    关键词 谐波抑制 电抗率 串联电抗器
    中图法分类号 TM5314 文献标识码 A 文章编号 10002324(2019)03048603
    The Harmonic Suppression of Series Electric Reactors and Selection for
    Resistance Rate
    ZANG Ruimin1 XIE Hongwei2 GENG Wenjing1
    1 State Grid East Inner Mongolia Electric Power Research Institute Hohhot 010020 China
    2 State Grid East Inner Mongolia Electric Power Supply CoLtd Hohhot 010010 China
    Abstract The existence of harmonic has brought great harm to the power supply system and it has become a common and
    effective measure to suppress harmonic with suitable series electric reactors in a capacitor circuit However different reactors
    can produce different effects because the resistance rate is different and the effect of suppressing harmonics is also very
    different Therefore it as an effective way to connect electric reactors with suitable electric resistances in a circuit In order to
    select a suitable electric resistance we analyzed the effect of harmonics on electric system and effects of electric resistances
    on harmonics and it was verified byway of experiments
    Keywords Harmonic suppression electricity resistance series reactor
    着济生活水提高美生活需求量非线性负载应前电力系统中
    产生种谐波危害减少谐波危害通常会电力电容器引入电力系统调节电力系统
    电压功率参数电容器成电力系统中重电力设备减少电容器电抗器谐波问题
    导致电力事数量损失文谐波影响分析基础分析电抗率电路中谐波作
    分析出佳电抗率选择佳电抗率提供定指导
    1 谐波补偿系统影响
    11 造成电容器电流
    n 次谐波变压器阻抗数学公式: LnfX ns )()( 2 (1)
    n 次谐波电容器阻抗数学公式: LnfX nC )()( 21 (2)
    正常条件电路稳运行出现高次谐波时公式(1)公式(2)中 f(n)会增
    f(n)增会导致 Xc(n)增相反 f(n)减少会导致 Xc(n)减少
    12 系统产生联谐振
    电路中谐波两流动方:流 Xs(n)流 Xc(n)回路阻抗数学公式:
     
        
        
    s n nC
    CL n
    nCs n
    X X
    X
    X X
     

     
    (3)
    收稿日期 20180523 修回日期 20180615
    作者简介臧瑞民(1975)女科高级工程师研究方电力系统方 Emailmdzrm59@163com第 3 期 臧瑞民等关联电抗器谐波抑制电抗率选择 ·487·
    2 串联电抗率系统谐波影响
    21 串联电抗率等效推导
    供电系统等值回路图 1 示
    图 1 中Xc 基波容抗In Isn 谐波电流流入
    系统电流Xs 阻抗Icn Un 系统电流母线电压
    XL 电抗n 谐波次数 Isn Icn 公式(4)表示:


    L C
    s n n
    s L C
    n X X nI In X n X X n
       s
    c n n
    s L C
    n XI In X n X X n
       (4)
    KXLXC结合公式(4)推导公式(5):
    2
    s
    2
    1
    1
    C
    n n
    s C
    X K nI I
    X X K n
       
        

    2
    1
    s
    cn n
    s C
    XI I
    X X K n

        
    (5)
    谐波电流放倍数:  
    22
    s 2
    2
    1
    1 1 1
    C
    n n
    s C
    X K n KnI I n S KX X K n
               
    (6)
    式中QC Sd 分容量短路容量 SXsXCQCDd
    22 电抗率谐波抑制影响
    1) 2
    1 0K n
      时供电系统限制合闸涌流时K 处[011]间串联电抗器时K0
    般XC≥XS Isn>In 时表明电网中谐波电流放
    2) 2
    1 0K n
      时IcnIn Isn0表明谐波电流电容器电路流动理想滤波条件
    3) 2
    1 0K n
      时Icn<In Isn<In电容器起分流作整体弱化谐波电流定
    程度抑制谐波电流
    3 电抗率选择分析
    通常情况电容器设计时会予 25左右裕度便分析 nI
     第 n 次谐波电流公式
    (4)进行变换变化结果:


    sC n n
    s L C
    L Csn n
    s L C
    n XI I n X n X X n
    n X X nI I n X n X X n
     
     
           
    (7)
    联谐波阻抗:  

    s L C
    n
    s L C
    n X n X X nZ n X n X X n
       (8)
    谐波电压放率简化:  
    2
    2
    1
    1V W
    n KF n s K
       (9)
    式中Sd 母线短路容量QCN 电容器装置容量供电系统支路串联谐振点数量:
    1C Ln X X K  (10)
    系统元件参数放表 1 中
    表 1 系统元件详细参数
    Table 1 Detailed parameters of systems and components
    参数
    Parameter
    数值
    Value
    QCNk var 2400
    SdMVA 24498
    XsQ 0451
    图 1 电力系统简化图等效回路
    Fig1 Simple power system and equivalent circuit·488· 山东农业学学报(然科学版) 第 50 卷
    假定先确定电抗率 6 n 取值 3 5 时谐振电路电容器容量计算程:
    varkvarM 24005126
    3
    1982441
    223 

    

     

    

      K
    n
    SQ dCX
    Mvar 89946
    5
    1982441
    225 

    

     

    

      K
    n
    SQ dCX
    述计算知电抗率 6时电容器避免电路谐振问题
    假定 6电抗率时通文献知识出计算公式: 0
    *
    1 1 1y m
    QI QK
          (11)
    式中 1 1
    1 + dQ K S
     0 'Q Q Q  Q Q0 分总容量正投入总容量β电源
    影响系数I*ym 涌流峰值幺值Q初运行电容器组总容量电抗率变时电路
    电容器变化时否抑制突然涌流电路电容器串联 6电抗率时次增加相电抗率电容
    器时够抑制涌流问题
    表 2 7 次谐波电压放率
    Table 2 Amplification of voltages at seven harmonics
    电抗率K
    Electric resistance
    谐波电压放率 Amplification of voltages at seven harmonics
    1 次 2 次 3 次 4 次 5 次 6 次 7 次
    600 102 105 120 038 068 079 081
    串联电抗率 6时串联电抗器述电路前三次放倍率分 120105102第
    五次放倍率 068实际测定数述计算前三次结果够符合实际
    第五次结果偏离现场数通常情况电抗率般选择范围 01~1间样
    够抑制谐波然谐波危害时般采调谐电抗器 K 值: 2
    1L
    C
    XK X n
      (12)
    低三次谐波 K>111低 5 次谐波需保证 K>4电抗率选择
    设置 0114512计算结果表 3 示
    表 3 7 次谐波电压放率
    Table 3 Amplification of voltages at seven harmonics
    电抗率K
    Electric resistance
    谐波电压放率 FVN Amplification of voltages at seven harmonics
    1 次 2 次 3 次 4 次 5 次 6 次 7 次
    120 101 107 051 086 090 091 092
    45 101 106 115 203 037 066 073
    10 101 104 111 121 141 201 702
    01 101 104 108 118 131 150 185
    通详细结果知电容器配置电抗率 K12时整供电系统 FVN 051
    见电容器配置 12电抗率时较合理选择
    4 结
    电网系统中串联电抗器解决谐波问题重手段抑制谐波保护整电网
    电抗器具电抗率起抑制谐波效果样文计算分析电网中串联
    电抗率选择问题通组电抗率计算分析现场实际情况出国电网
    串联电抗器佳电抗率
    参考文献
    [1] 潘 艳刘连光胡国新补偿电容器串联电抗源 LC 滤波器性影响[J]电网技术200125(7)5659
    [2] 姜齐荣谢容陈建业电力系统联补偿:结构原理控制应[M]北京科学出版社2004
    [3] 曲学基曲敬铠明扬等电力电子滤波技术应[M]北京电子工业出版社2008
    [4] 吴红波干式串联铁心电抗器设计中应注意问题[J]高压电器201046(6)103105
    [5] 李阳林万军彪黄 瑛10 kV 干式空心串联电抗器障原分析[J]电力电容器功补偿201132(3)5861
    [6] 张华军黄 鹏苏义鑫基目标优化算法交流电抗器参数设计[J]船电技术2018(1)14
    [7] 杜 欢串联电抗器噪声分析电抗率选择[J]供电201734(5)6063
    [8] 吴米佳卢锦玲基改进粒子群算法支持量机变压器状态评估[J]电力科学工程201127(3)2731

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