500kV惠州站并联电容器中串联电抗器的应用实例

      摘 要：串联电抗器是高压并联电容器装置的重要组成部分,其主要作用是抑制谐波和限制涌流[1],因此,在并联电容器的回路中串联电抗器是非常必要的。电抗率是串联电抗器的重要参数,电抗率的大小直接影响着它的作用。文章主要对500kV惠州站并联电容器中串联电抗器的选择和作用进行分析介绍。

　　关键词：串联电抗器；消除谐波；电抗率
　　
　　一、前 言
　　500kV惠州站装有并联电容器作为系统无功补偿装置,为了消除系统谐波及限制合闸涌流在高压并联电容器装置中串联了电抗器,然而串联电抗器与电容器组绝不能任意组合,在实际应用中由于电抗器参数配置、接线方式、保护方面存在问题,导致了电抗器异响、烧毁、谐波放大等事故。因此，通过对500kV惠州站并联电容器中串联电抗器的选择和作用进行分析介绍，以便让读者对串联电抗器的作用和参数选择有一个更为清晰的了解。
　　
　　二、基本情况介绍
　　500kV惠州站在3台主变的35kV侧分别装有3组并联电容器装置，其装设的容量为主变容量的16%，并联电容器组采用双星型接线方式（每相电容为五并四串）[2]，双星型同相并接后再串联电抗器。（如图1所示）串联电抗器参数均满足限制涌流的要求。

      三、消除系统谐波
　　在电力系统中, 电气设备所产生的高次谐波电流将引起系统中电压波形的畸变, 是电气设备的又一公害, 它将严重影响电容器组的正常运行, 由此必须采用加装串联电抗器的办法对谐波加以抑制。众所周知, 串入电抗器后, 对基波来讲不会有大的影响, 但对谐波来说却发生了很大的变化, 这些非正弦波形可以用数学分析的方法分解成工频的基波和各种倍数频率的谐波。但对电容器来讲, 一般不存在偶次倍数的谐波。因此主要考虑3、5、7、11、13 等次谐波的影响。根据公式：
　　
　　当电容装置接入处的背景谐波为3次，且含量已超过或接近标准时，宜选用12%串联电抗器。当电容装置接入处的背景谐波以3、5次为主，且两者含量均较大（其中之一已超过或接近标准时），宜采用12%与4.5%～6%两种电抗率混装方式，以保证抑制3次谐波放大为前提（据验算，串接12%电抗器的电容器组容量大于总装置容量的15%即可。详见文献［4］）。该方案的优点是比全部串接12%方案可降低无功与有功损耗，缺点是对投切程序必须先投12%的电容器组，再投低电抗率的电容器组，切除则相反。
　　
　　四、总 结
      由以上分析可知，500kV惠州站并联电容器组中串联的电抗器的参数选择是满足系统关于限制涌流和消除谐波的要求的。出于降低有功及无功的损耗，系统中3、5次谐波对系统危害及裕度考虑，第I组并联电抗器中串联电抗器采用了12.1%的电抗率，第II,III组并联电抗器中串联电抗器采用了5.34%的电抗率。但我们要注意的是，平时我们在投入电容器时，必须先投入第I组，后投II,III组，不然II，III组电容器中串联的电抗器无法消除3次谐波会引起事故，切电容器时，次序相反。