低压并联 电容器回路 中串联 电抗器 的选用
洪文化 (厦门中福元建筑设计研究院，福建省厦门市 361009)
Selection of the Series Reactor in the Low-voltage Parallel Capacitor Circuit
Hong Wenhua(Xiamen Zhongfuyuan Architectural Design and Research Institute，Xiamen 361009，
Fujian Province，China)
Abstract Hazard of harmonics on the low． 作用是抑制谐波和限制合闸涌流 ，因此在并联电容
vohage parallel capacitor device is briefly described． 器回路中串联电抗器可以防止谐波对电容器造成危
The function of the series reactor to suppress harmonics
害 ，避免电容器装置的接入对 电网谐波 的过度放大
is analyzed theoretically． rhe selecting methods of the
和发生谐振 。下面分析低压并联电容器 回路中串联
series reactor and some problems for attention in the
design are put forward． 电抗器抑制谐波的作用，并提出串联电抗器选用的
Key words Harm onics Parallel resonance 一 些建议。
Parallel capacitor device Series reactor Reactance
2 谐波的定义及谐波的危害
rate
供电系统谐波是指对周期性的非正弦电量进行傅
摘 要 简述谐波对低压并联 电容器装置的危
里叶级数分解 ，除了得到与电网基波频率相同的分
害。从理论上分析采用串联电抗器抑制谐波的作用，
量 ，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部
并提出串联电抗器的选用方法以及设计中应注意的一
分电量称为谐波。谐波频率与基波频率的比值 (n=
些 问题
／ )称为谐波次数。谐波分为零序谐波、正序谐波
关键词 谐波 并联谐振 并联电容器装置 串
及负序谐波。零序谐波是基波频率的 3N (N为自然
联电抗器 电抗率
数)倍 ，即：3、6、9、12、15次谐波等 ；正序谐波
是基波频率的3Ⅳ+l倍，即：4、7、10、l3、16次
1 引言
谐波等；负序谐波是基波频率的3N一1倍，即：2、
供电系统中的大量非线性负荷在运行中会引起电 5、8、11、14次谐波等。
网电流、电压波形发生畸变，产生大量的谐波，导致 谐波的危害主要有以下几个方面：① 使发电机
电网的谐波 “污染”。 的输出功率降低；② 使变压器产生附加损耗，引起
并联 电容器装置如果没有采取措施 。将会在接 过热，加速绝缘介质老化，导致绝缘损坏，谐波电
人母线处产生一定的谐波放大。串联电抗器的主要 流还会使变压器铁芯产生噪声；③ 使接入交流系统
端发生故障的可能性考虑在内。 有利于对重要负荷的连续供 电，提高系统可靠性。
PC级 ATSE的开关本体是负荷开关 ，它只能通 “过电流电器脱扣，ATSE将不能转换”应只针对 PC
断用电设备的负荷电流。因此，选用 PC级 ATSE，应 级 ATSE。
采取的措施是在其上端装设断路器并设跳闸闭锁 。 对于ATSE可否兼作隔离电器的问题，目前而言
CB级 ATSE具有通断短路电流的能力，我国有 CB级可以，PC级不可以。由于 ATSE本身有维修之
关设计规范对高压备自投装置的基本要求可为 ATSE 需，一般都应加装隔离电器。
标准所借鉴，在常、备电源均为市电的条件下，CB
2008—09—13来稿
级 ATSE也应能延时动作 (转换 )并只动作一次 ，以 2Oo9一O3一O3修回
13
低压并联电容器回路中串联电抗器的选用(洪文化)建 箍电乞。
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213139年第3期I ELEC RICiT
的电容器过载：④ 引起电器的附加发热；⑤ 使感 线性负荷形成的谐波电流时 (略去电阻)，并联电容
应电动机转速发生周期性变动 ，并引起附加损耗 ， 器回路中串联电抗器的简化线路及其等效电路图。
产生附加的谐波转矩，产生机械振动和噪声；⑥ 加
速电缆老化，缩短电缆寿命；⑦ 对弱电系统产生干 J
扰，影响计算机 、通信设备等的正常运行，造成继 nXL
)
电保护误动作等等。
Xc
：
谐波治理工作早已受到重视 ，我国先后颁布了
Xc
《电力系统谐波管理暂行规定》(SD 126—84)和 《电 1
能质量 公用电网谐波》 (GB／T 14549—1993)，明 图2 电容器回路串联电抗器的简化线路及其等效电路图
Fig．2 Simplified circuit and the equivalent circuit diagram of
确规定了谐波源用户注入公用电网的谐波电流允许
the series reaetor in the capacitor circuit
值，和不同电压等级下谐波电压限制值。
根据等效电路图，n次谐波等效阻抗为
3 谐波对电容器的影响以及 电抗率的选择
nX5(nXL—Xc／n)
分析
nx s+nx L—xC／n
3．1 电容器在谐波环境下的过电流 谐波电流分别为：
在同一条母线上有非线性负荷形成的谐波电流源 nlx．一x ，n
时 (略去电阻)，并联电容器装置的简化线路及其等 n = ，，l n— Xs +n。 X“。 L- Xc／n (2)
效电路见图 1。 c =f nXs
(31
n nX s+nXL—xC／n
式中：n—— 谐波次数 ：
谐波源的第 n次谐波电流；
— —
电容器
Xr — — 系统基波时的感抗；
电容器组基波时的容抗；
— —
非线性负荷 电容器
串联电抗器基波时的感抗。
， — —
图 1 并联电容器装置的简化线路及其等效电路图
当式 (1)n次谐波等效阻抗 的分子为零时，
Fig．1 Simplified circuit and the equivalent circuit diagram of
the parallel capacitor device 即从谐波源看入的端口阻抗为零，表示电容器装置与
电网在第 11,次谐波发生串联谐振，这样呵得到电容
根据图 1来分析非线性负荷所产生的谐波电流的
器支路的串联谐振点为：
流向。由于电容器的阻抗和频率成反比．频率升高阻
／n：0
抗变小，使得大部分的谐波流向电容器。因此，对于 L— c
n= Xc}x L

在2009年3期的《建筑电气》杂志中，有一篇文章详细探讨了低压（通常指交流电源系统中的额定电压在1kV及以下）并联电容器组在其供电回路中串联电抗器的重要性和应用。该文章着重阐述了以下几个方面的内容： 1. **背景与必要性**：介绍了电力系统中电容器的作用，即改善功率因数、提高设备运行效率和减少线路损耗。然而，当大量电容器并联接入电网时，可能导致电流谐波增大，对电力质量产生负面影响，这时就需要串联电抗器来抑制电流谐波。 2. **串联电抗器的作用**：串联电抗器能够有效地限制电容器涌流，降低电网电压波动，防止过电压和电容器组内部的融冰效应，并有助于滤除电网中的高次谐波电流，从而保证系统的正常稳定运行。 3. **参数选择原则**：文章中详细列举了串联电抗器参数的选择依据，如额定电压、额定电流、感抗值、补偿容量等，以及与电容器组参数（如电容值、补偿度、工作频率等）之间的匹配关系，以确保串联电抗器能有效抑制电容器产生的不良影响。 4. **实际应用案例分析**：通过具体工程实例，展示了如何根据系统实际情况、负荷特性以及电抗器类型（铁芯或空心等）的不同，进行串联电抗器的具体选型和安装配置。 总之，《建筑电气》2009.3期刊登的这篇文章为读者提供了一套完整的低压并联电容器回路中串联电抗器合理选用和应用的方法论，对于从事建筑电气设计、施工、运维的专业人士具有较高的参考价值。