有關(guān)補償電容器串聯(lián)電抗對無源LC濾波器的性能的影響，熟悉供電系統(tǒng)的組成，仿真計算方法，濾波器運行穩(wěn)定性結(jié)果分析的方法等，一起來了解下。
補償電容器串聯(lián)電抗對無源LC濾波器的性能分析
并聯(lián)電容器組是目前電網(wǎng)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(chǎn)生的諧波電流，并兼顧無功補償。
文中以工程實例為依據(jù)，用電力系統(tǒng)諧波計算程序CHP對補償電容器組串聯(lián)電抗對無源濾波器性能的影響進行了分析計算。
結(jié)果表明，無源濾波器與補償電容器組并聯(lián)運行情況下，補償電容器組串聯(lián)電抗率變化時會對供電系統(tǒng)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(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護方便，被廣泛用于就近吸收諧波源所產(chǎn)生的諧波電流，降低供電點的諧波電壓，改善電能質(zhì)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(lián)補償電容器組是供電系統(tǒng)使用最廣泛的補償裝置，用于提高功率因數(shù)，改善電壓質(zhì)量和降低電能損耗。并聯(lián)電容器組通常需要加裝串聯(lián)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(lián)電抗率（即電抗器感抗與電容器容抗之比)不同，整個系統(tǒng)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(tǒng)為例，對串有不同電抗值的電容器組與無源LC濾波器并聯(lián)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(lián)運行時應注意的一些問題。
2.供電系統(tǒng)組成
該系統(tǒng)的6kV母線上接有無功補償電容器組，無功補償總?cè)萘繛?000kvar。系統(tǒng)的主要諧波源為接在主變6kV側(cè)的不可控整流裝置，其產(chǎn)生的諧波主要是奇次諧波。
為消除諧波源產(chǎn)生的諧波，擬在系統(tǒng)中安裝LC無源電力濾波器，它由3次、5次、7次單調(diào)諧和11次高通濾波器組成，總?cè)萘繛?900kvar。
3.仿真計算方法
由于系統(tǒng)接有無功補償并聯(lián)電容器，補償電容器串聯(lián)電抗對LC濾波器的性能會有一定的影響。為合理設(shè)計LC濾波器，運用了加拿大CHP電力系統(tǒng)諧波計算程序[1]，對系統(tǒng)進行了大量的仿真計算。
分析計算方法：
計算方法一：
根據(jù)注入鋼廠6kV母線的各次諧波電流，分別取系統(tǒng)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(lián)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(jù)注入鋼廠6kV母線的各次諧波電流，取系統(tǒng)6kV母線短路容量為200MVA，設(shè)濾波器容量在4500～15000kvar范圍內(nèi)變化，各次濾波器的參數(shù)同時按比例變化。對濾波器與補償電容器的各種不同并聯(lián)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(lián)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(lián)電抗率為6的補償電容器組并聯(lián)運行；
C、無源濾波器組與串聯(lián)電抗率為12的補償電容器組并聯(lián)運行；
D、無源濾波器組與串聯(lián)電抗率為0的補償電容器組并聯(lián)運行；
E、串聯(lián)電抗率為6的補償電容器組獨自運行；
F、串聯(lián)電抗率為12的補償電容器組獨自運行；
G、串聯(lián)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(diào)－3考慮。
4.計算結(jié)果分析
4.1 濾波器運行穩(wěn)定性結(jié)果分析
按上述計算方法，可得到的系統(tǒng)阻抗頻率特性計算結(jié)果非常多。限于篇幅，本文只給出短路容量為200MVA時供電系統(tǒng)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(tǒng)阻抗頻率特性進行統(tǒng)計分析，濾波器的運行穩(wěn)定性可以得出以下結(jié)果。
(1)計算方法一的結(jié)果
1)當無源濾波器組與串聯(lián)電抗率為6的補償電容器并聯(lián)運行時，對串聯(lián)諧振點影響不大，對并聯(lián)諧振點影響較大，使并聯(lián)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(lián)電抗率為12的補償電容器組并聯(lián)運行時，對串聯(lián)諧振點影響不大，但使并聯(lián)諧振點更靠近于10次諧波點；
3)當無源濾波器組與串聯(lián)電抗率為0的補償電容器組并聯(lián)運行時，對3次、5次、7次串聯(lián)諧振點影響不大，但使11次串聯(lián)諧振點的頻率增大，當系統(tǒng)短路容量為200MVA時，11次串聯(lián)諧振點的頻率增大尤為明顯，對并聯(lián)諧振點的影響較為明顯，使并聯(lián)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(jié)果
1)當無源濾波器組與串聯(lián)電抗率為6或12或0的補償電容器并聯(lián)運行時，對串聯(lián)諧振點的影響均不大；
2)當無源濾波器組與串聯(lián)電抗率為6的補償電容器并聯(lián)運行時，由于濾波器安裝容量的不同，使并聯(lián)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(lián)電抗率為12的補償電容器并聯(lián)運行時，由于濾波器安裝容量的不同，使并聯(lián)諧振點接近于7次和10次諧波點。
