發布日期：2022-10-09 點擊率：42
有關補償電容器串聯電抗對無源LC濾波器的性能的影響，熟悉供電系統的組成，仿真計算方法，濾波器運行穩定性結果分析的方法等，一起來了解下。
并聯電容器組是目前電網中普遍用來補償無功的裝置，而無源濾波器通常用來吸收諧波源產生的諧波電流，并兼顧無功補償。
文中以工程實例為依據，用電力系統諧波計算程序CHP對補償電容器組串聯電抗對無源濾波器性能的影響進行了分析計算。
結果表明，無源濾波器與補償電容器組并聯運行情況下，補償電容器組串聯電抗率變化時會對供電系統的阻抗頻率特性和濾波器性能造成的影響也不同。
1.引言
無源電力濾波器由于其結構簡單、運行可靠、維護方便，被廣泛用于就近吸收諧波源所產生的諧波電流，降低供電點的諧波電壓，改善電能質量。無源電力濾波器一般由電容器、電抗器和電阻器組合而成，除起濾波作用之外還兼顧無功補償。
并聯補償電容器組是供電系統使用最廣泛的補償裝置，用于提高功率因數，改善電壓質量和降低電能損耗。并聯電容器組通常需要加裝串聯電抗器來限制高次諧波和合閘涌流。但補償電容器組的串聯電抗率（即電抗器感抗與電容器容抗之比)不同，整個系統的阻抗頻率特性和濾波器性能也不同。本文以某鋼廠的實際供電系統為例，對串有不同電抗值的電容器組與無源LC濾波器并聯運行的幾種組合情況進行了仿真計算，提出了這2種電力裝置并聯運行時應注意的一些問題。
2.供電系統組成
該系統的6kV母線上接有無功補償電容器組，無功補償總容量為6000kvar。系統的主要諧波源為接在主變6kV側的不可控整流裝置，其產生的諧波主要是奇次諧波。
為消除諧波源產生的諧波，擬在系統中安裝LC無源電力濾波器，它由3次、5次、7次單調諧和11次高通濾波器組成，總容量為6900kvar。
3.仿真計算方法
由于系統接有無功補償并聯電容器，補償電容器串聯電抗對LC濾波器的性能會有一定的影響。為合理設計LC濾波器，運用了加拿大CHP電力系統諧波計算程序[1]，對系統進行了大量的仿真計算。
分析計算方法：
計算方法一：
根據注入鋼廠6kV母線的各次諧波電流，分別取系統6kV母線短路容量為100MVA、150MVA、200MVA、250MVA、300MVA，取濾波器安裝容量6900kvar。對濾波器與補償電容器的各種不同并聯運行方式，進行阻抗頻率特性分析和諧波潮流計算。
計算方法二：
根據注入鋼廠6kV母線的各次諧波電流，取系統6kV母線短路容量為200MVA，設濾波器容量在4500～15000kvar范圍內變化，各次濾波器的參數同時按比例變化。對濾波器與補償電容器的各種不同并聯運行方式，進行阻抗頻率特性分析和諧波潮流計算。
在這2種計算方法中，濾波器與補償電容器的并聯運行方式主要考慮了7種：
A、無源濾波器組獨自運行；
B、無源濾波器組與串聯電抗率為6的補償電容器組并聯運行；
C、無源濾波器組與串聯電抗率為12的補償電容器組并聯運行；
D、無源濾波器組與串聯電抗率為0的補償電容器組并聯運行；
E、串聯電抗率為6的補償電容器組獨自運行；
F、串聯電抗率為12的補償電容器組獨自運行；
G、串聯電抗率為0的補償電容器組獨自運行。
為考慮工程誤差的影響，計算中按流進濾波支路的諧波電流為最大這種不利條件進行計算，濾波器所有支路的電感均按偏調－3考慮。
4.計算結果分析
4.1 濾波器運行穩定性結果分析
按上述計算方法，可得到的系統阻抗頻率特性計算結果非常多。限于篇幅，本文只給出短路容量為200MVA時供電系統6kV母線的部分阻抗頻率特性。
通過對上述2種計算得到的大量的系統阻抗頻率特性進行統計分析，濾波器的運行穩定性可以得出以下結果。
(1)計算方法一的結果
1)當無源濾波器組與串聯電抗率為6的補償電容器并聯運行時，對串聯諧振點影響不大，對并聯諧振點影響較大，使并聯諧振點接近5次、7次和10次諧波點；
2)當無源濾波器組與串聯電抗率為12的補償電容器組并聯運行時，對串聯諧振點影響不大，但使并聯諧振點更靠近于10次諧波點；
3)當無源濾波器組與串聯電抗率為0的補償電容器組并聯運行時，對3次、5次、7次串聯諧振點影響不大，但使11次串聯諧振點的頻率增大，當系統短路容量為200MVA時，11次串聯諧振點的頻率增大尤為明顯，對并聯諧振點的影響較為明顯，使并聯諧振點更接近于4次、6次、8次和12次諧波點。
(2)計算方法二的結果
1)當無源濾波器組與串聯電抗率為6或12或0的補償電容器并聯運行時，對串聯諧振點的影響均不大；
2)當無源濾波器組與串聯電抗率為6的補償電容器并聯運行時，由于濾波器安裝容量的不同，使并聯諧振點接近于3次、5次、7次和10次諧波點；
3)當無源濾波器組與串聯電抗率為12的補償電容器并聯運行時，由于濾波器安裝容量的不同，使并聯諧振點接近于7次和10次諧波點。
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