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許多企業采用電容器串接電抗器的無功補償方式來回避諧波，但是由于不清楚電抗值的計算方法，不僅達不到理想補償效果，反而造成了諧波放大。一些企業選用了無源濾波器，但由于沒有對電網參數精確測算，投入運行后不能正常運行。由于電抗器高次諧波電流含量與電網諧波源狀況、阻抗參數和電容器裝置回路阻抗參數有關，因此在實際應用中電抗率的取值是不同的。串聯電抗器絕不能與電容器組任意組合，更不能不考慮電容器組接入母線處的諧波背景。文章著重就串聯電抗器抑制諧波的作用展開分析，并提出電抗率的選擇方法。

三、電抗對諧波的抑制作用

一般情況下，作為諧波源負載的無功補償裝置對諧波呈容性時必然引起諧波放大，必須用帶消諧的無功補償裝置。

L-C濾波器的諧振頻率為fn，在工頻狀態下，濾波器呈容性，無功補償裝置用于補償電網系統的感性無功功率。而對頻率為f的諧波有以下兩種情況：

當f>fn時，濾波器呈感性，該濾波器對頻率為f的諧波起濾波作用。濾波效果取決于f和fn的接近程度，如果f=fn濾波器呈很小的阻抗，幾乎所有的諧波量都被濾波器吸收，而不流入電網。

四、電抗率的選擇

眾所周之，電網電壓流入電抗器后，對基波不會有大的影響，但對諧波來說卻有較大的影響。這些非正弦波形可以用數學分析的方法分解成工頻的基波和各種倍數頻率的諧波。但對電容器來講，一般不存在偶次倍數的諧波。因此主要考慮3、5、7、9、11、13等次諧波的影響。在這些高次諧波中以5次諧波最為顯著。

設En為n次諧波源電動勢;XB、XL分別為變壓器、電抗器的等值感抗;XC為電容器組的等值容抗;n為諧波次數;In為n次諧波總電流。

顯然，In=En/nXB+(nXL-XC/n) (1)

對于一般電路來說，起主要作用的是3、5、7、11 等次諧波。在式(1)中，若使nXL-XC/n=0，

則當n=3時，XL=0.11XC

則當n=5時，XL=0.04XC

則當n=5時，XL=0.02XC

從式(1)可以看出，當nXL-XC/n>0即電容器組回路呈感性時，可使諧波電流減小，因此抑制諧波電流的電抗值應滿足nXL-XC/n>0的條件，又考慮到電抗值應有一定余量，工程上常取可靠系數為1.5，因此串聯電抗器的電抗值應按下式選取：

XL=aXC (2)

如限制5次諧波電流，則應取：

XL=1.5(0.04XC)=0.06XC

則：XL/XC=0.06

式中0.06為限制5次諧波電流時，電抗器工頻額定電抗XL與電容器工頻額定容抗XC的比值，稱為電抗率，用字母K表示。

即：K= XL/XC (3)

在5次諧波時，由式(3)可知，電抗率K=6%時，才能補償支路的5次以上諧波電抗呈感性，才能有效地抑制高次諧波，并將合閘涌流限制在5倍額定電流左右。

綜上所述，對于額定頻率為50Hz和60Hz的電力系統中，無功補償裝置在不同場合的電抗率選擇如下：

XL=0.1%～1%·XC — 不考慮諧波影響，僅需抑制合閘涌流;

XL=4.5%～6%·XC — 限制5次以上高次諧波的影響;

XL=12%～13%·XC — 限制3次以上高次諧波的影響。

五、電抗率選擇的一般規律

(1)電容器裝置接入處的背景諧波為3次

1)3次諧波含量較小，可選擇0.1%～1%的串聯電抗器，但應驗算電容器裝置投入后3次諧波放大是否超過或接近國標限值，并且有一定的裕度;

2)3次諧波含量較大，已經超過或接近國標限值，選擇12%或12%與4.5%～6%的串聯電抗器混合裝設。

(2)電容器裝置接入處的背景諧波為3次、5次

1)3次諧波含量很小， 5次諧波含量較大(包括已經超過或接近國標限值)，選擇4.5%～6%的串聯電抗器，忌用0.1%～1%的串聯電抗器;

2)3次諧波含量略大， 5次諧波含量較小，選擇0.1%～1%的串聯電抗器，但應驗算電容器裝置投入后3次諧波放大是否超過或接近國標限值，并且有一定的裕度;

3)3次諧波含量較大，已經超過或接近國標限值，選擇12%或12%與4.5%～6%的串聯電抗器混合裝設。

(3)電容器裝置接入處的背景諧波為5次及以上

1)5次諧波含量較小，應選擇4.5%～6%的串聯電抗器;

2)5次諧波含量較大，應選擇4.5%的串聯電抗器;

(4)對于采用0.1%～1%的串聯電抗器，要防止對5次、7次諧波的嚴重放大或諧振;對于采用4.5%～6%的串聯電抗器，要防止對3次諧波的嚴重放大或諧振。

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