北(běi)極星智能電網在線訊:一 概述
爲滿足供電公司對(duì)用(yòng)電企業公共連接功率因數的(de)考核，以及降低線路無功線損、降低變壓器無功損耗、提高(gāo)變壓器使用(yòng)效率等衆多(duō)需求。各工商企業均會在高(gāo)低壓供配電系統中設置有源或無源的(de)無功補償裝置，現目前應用(yòng)最廣的(de)依然是無源型電容器無功補償裝置。在運行管理(lǐ)中，無源型無功補償裝置故障率居高(gāo)不下(xià)，因電容器故障引起的(de)爆炸、火災等安全事故屢見不鮮，如：若負載側諧波電流過多(duō)的(de)流入低壓無源無功補償支路，将造成鐵芯電抗器發熱(rè)、無功補償櫃運行溫度過高(gāo)；加速電容器老化(huà)調諧點偏離，長(cháng)期運行存在諧振的(de)風險。
本文針對(duì)在相對(duì)較小的(de)低壓供配電系統内，無源型無功補償裝置電容器、電抗器的(de)選擇問題進行仿真計算(suàn)與對(duì)比，以計算(suàn)在小容量供配電系統中，電容器安裝容量大(dà)小、電抗率的(de)選擇對(duì)流入電容器組諧波電流的(de)影(yǐng)響。
（來(lái)源：亞洲電能質量聯盟 ID：APQI20080919 ）
二 調諧點的(de)常規選擇
根據相關規範要求，串聯電抗器調諧點次數應小于負荷諧波特性的(de)最小次數。
例如：負荷中存在5次諧波電流，則低壓無功補償電容器的(de)電抗率應選擇7%（調諧點3.77）左右；若存在3次諧波電流，則電抗率應選擇14%（調諧點2.67次）左右。
目前大(dà)多(duō)數企業均采用(yòng)6脈整流變頻(pín)器裝置以應對(duì)生産線工況的(de)變化(huà)，而6脈整流變頻(pín)裝置的(de)特征諧波爲6N±1次（如：5次、7次、11次、13次等），故大(dà)多(duō)數低壓無功補償裝置電抗率設置爲6%或7%。
三 常規技術方案對(duì)比
3.1 電抗器在低壓供配電系統無功補償裝置的(de)作用(yòng)
目前低壓無功補償裝置電抗器主要作用(yòng)有以下(xià)幾點：
1）避免負載側諧波電流被放大(dà)後流入系統；
2）使負載側諧波電流盡可(kě)能少的(de)流入低壓補償電容器組，保護電抗器、電容器安全穩定運行。
3）增大(dà)補償電容器前端的(de)短路阻抗，避免電容器組在投切時(shí)，湧流過大(dà)。
3.2 各方案仿真對(duì)比
3.2.1 對(duì)比方案選擇
本次仿真計算(suàn)以表3-1三個(gè)方案的(de)參數作爲計算(suàn)依據，方案以同一短路容量的(de)低壓供配電系統、不同電容器安裝容量與不同電抗率的(de)選取爲原則進行對(duì)比仿真（仿真計算(suàn)模型見附錄A）。
表3-1 仿真計算(suàn)方案參數
注：系統短路容量按國标中0.4kV規定的(de)基準短路容量計算(suàn)。
3.2.2 方案一仿真計算(suàn)
圖3-1 方案一的(de)濾波系數kh值曲線
表3-2 方案一的(de)各次濾波系數表
其中Kh爲各次諧波電流濾波系數；Ish爲流入系統的(de)各次諧波電流；Iιh爲諧波源的(de)各次諧波電流。例如：負載産生5次諧波電流約81%将流入系統，約19%将流入電容器組中。
3.2.3 方案二仿真計算(suàn)
圖3-2 方案二的(de)濾波系數kh值曲線
3-3 方案二的(de)各次濾波系數表
3.2.4 方案三仿真計算(suàn)
方案三的(de)濾波系數kh值曲線
表3-4 方案三的(de)各次濾波系數表
3.3對(duì)比結果
以5次諧波電流爲例：
方案一（70kVar、7%串抗）：流入低壓無功補償單組電容器組的(de)5次諧波電流約爲19%。
方案二（35kVar、7%串抗）：流入低壓無功補償單組電容器組的(de)5次諧波電流約爲10%。
方案三（70kVar、14%串抗）：流入低壓無功補償單組電容器組的(de)5次諧波電流約爲6%。
由上述對(duì)比可(kě)見，爲避免負載側産生的(de)諧波電流過多(duō)流入單組電容器組，方案三的(de)效果最佳。
四結束語
根據以上仿真分(fēn)析，筆者認爲在無源型低壓無功補償集成時(shí)，尤其是小容量低壓供配電系統，單隻電容器安裝容量與電抗率的(de)選擇，需要綜合考慮影(yǐng)響系統短路容量的(de)參數（如：供電變壓器容量、變壓器短路阻抗、系統阻抗）、電容器組對(duì)諧波電流的(de)耐受程度等問題。
在成本滿足條件的(de)情況下(xià)，盡可(kě)能的(de)選擇14%的(de)電抗率或單隻電容器容量盡量選的(de)小，以免諧波電流過多(duō)的(de)流入補償電容器組，影(yǐng)響企業供配電系統安全穩定運行。
故筆者認爲這(zhè)也(yě)是爲何有群友在群内提出有國外學者認爲，無論負載側的(de)諧波電流特性是否有3次諧波電流的(de)存在，均建議(yì)電抗率選擇14%的(de)原因所在。
