电容器串联电抗器应前置或后置的理论分析

      串联电抗器作用于电容柜，一般情况下放在尾端。实际上前置或后置没啥差异。但是按GB50227-95规定，串联电抗器宜装在中性点侧。如题，放置在前面还是后面，都是为了保护电容器组，限制合阐涌流对电容器组的冲击，防止爆掉。
 
      电容器串联电抗器时，电抗器所起作用就是限制电路中各种突变大电流产生的浪涌对电容器造成的冲击，防止大电流损坏电容器组。电抗器是一个线圈其本身没有什么前后正负之分 ，因此电路中的电抗器及可以对上游电路中的各种突变电流产生抑制作用，也可以限制下游设备由于投切、短路及损坏原因引起的电源短路产生的大电流冲击前方电路。
 
      电容器在投入运行的瞬间产生的涌流远远超出电容器本身的允许范围，有时其产生的浪涌峰值超过电容器额定电流的100倍，巨大的电流冲击不仅造成电容器的损坏，还会造成上游各种开关、电流互感器损坏，引起各种继电保护设备误动作。电抗器放置在电容器之前，即电抗器前置，其目的是限制前方断路器及各种投切设备合闸瞬间产生的大电流浪涌冲击，同时也限制了浪涌电流串入前方母线设备造成的电流冲击。
 
      如果电容器所带后续负载有频繁的投切转换设备比如电力机车配电站中的电容器组所带设备考虑到下游设备产生的浪涌冲击，其串联的电抗器应该安装在电容器之后，目的就是限制下游设备在切换或者短路时造成的冲击电流，保护电抗器前方的电容器及各种设备的安全性能。
 
      根据《GB 50227－2008》并联电容器装置设计规范，并联电容器装置的串联电抗器宜装设于电容器的电源侧，并应效验其耐受短路电流的能力，放在电源侧电抗可以限制电容短路时的短路电流，习惯上，干式铁芯的放到中性点侧，空芯电抗器放到电源侧，因为铁芯电抗易饱和抗短路能力差，所以电源侧一般用空心电抗器，空心铁芯体积、噪声等特点不一样，具体应根据使用环境选择，如当油浸式铁芯电抗器和干式铁芯电抗器的耐受短路电流的能力不能满足装设电源侧时，应装设于中性点侧。
 
      但实际上这是有讨论的地方，原文亦提出如要放在电源侧就要进行动热稳定计算。常用的串联电抗器主要分为空芯和铁芯两种（近年出现了半芯电抗器，据称达到空芯的水平，暂算作空心类）。由于空心电抗器的阻抗线性很好，对于在其后端的短路电流一般能限制在电容器组的额定电流的1/n倍（n为电抗器与电容器的容量比）。因此这电流是有限的，对于电抗器来说，这电流值是可以承受的（这是电抗器标准中的要求）。所以对于空芯电抗器，无论放在前端或后端都是没问题的。

      对于铁芯电抗器，这又要分开两类，即油浸与干式两种。对于油浸式，因会有漏油着火等原因，传统上是不宜装在前端的，而上面提到的GB50227-95在说明条例中所用的例子亦是油浸串联电抗器。由于现时油浸式的电抗器现时已用得很小，故现时争议最大的是干式铁芯电抗器。

      干式铁芯电抗器无论从可靠性、强度、安全性都比油浸式的好很多。由于铁芯电抗器存在磁饱和现象，在出现短路时不能如空心电抗器一样把电流限定在1/n倍，但这个短路电流总是有一定的限制。据我所知，国内有厂商做过这类试验，结果在最严重的背靠背试验中亦通过了。而且现时主要生产干式铁芯电抗器厂家都没有说明电抗器不能放在前端。

      其实电抗器不论放在前端或后端，在正常性况下作用都是一样的，只是在电容器组发生短路时才显示出两者的不同，放在后端，可以令电抗器得到保护;放在前端，则可以限制短路电流，减小电容器组的损坏及减小开关的负担。还有两个重要的好处是，电抗器放在前端可令整套装置的接线更简洁、占地空间更小;同时可用Y-Y接线方式实现高可靠性的中性点不平衡电流保护。

      由上分析，只要用合格厂家的产品，电抗器更适合放于前端。而现时情况来看，亦是向这方面发展。