在電力系統(tǒng)中，電容器組廣泛應(yīng)用于無功補償、改善電壓質(zhì)量等方面。而裝設(shè)于電容器組的電抗器，雖看似不起眼，卻發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。正確確定電抗器的電抗值和電壓，對于保障電容器組乃至整個電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行具有不可忽視的意義。

電抗器在電容器組中的作用

電抗器與電容器組串聯(lián)或并聯(lián)，承擔著多重任務(wù)。首先，它能抑制高次諧波。在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，大量非線性負載的接入，如電力電子設(shè)備、電弧爐等，使得系統(tǒng)中產(chǎn)生了豐富的高次諧波。這些高次諧波會對電容器組造成損害，導(dǎo)致電容器過熱、壽命縮短甚至損壞。電抗器通過自身的電感特性，對高次諧波呈現(xiàn)出較大的阻抗，從而有效抑制高次諧波電流流入電容器組，保護電容器的安全。

其次，電抗器可限制合閘涌流。電容器組在合閘瞬間，由于電容兩端電壓不能突變，會產(chǎn)生較大的合閘涌流。合閘涌流可能會對電容器組、開關(guān)設(shè)備以及其他電氣設(shè)備造成沖擊，影響設(shè)備壽命。電抗器能夠利用其電感對電流變化的阻礙作用，限制合閘涌流的幅值和上升速度，降低對系統(tǒng)的沖擊。

此外，在并聯(lián)電容器組中，電抗器還能起到均壓作用，確保各個電容器之間的電壓分布均勻，避免個別電容器因承受過高電壓而損壞。

電抗值的確定

根據(jù)諧波抑制要求確定：要確定電抗器的電抗值，首先需明確系統(tǒng)中主要的諧波成分。以抑制 5 次諧波為例，一般可按照電抗器與電容器對 5 次諧波形成串聯(lián)諧振的原則來選取電抗值。設(shè)電容器組的電容為C，系統(tǒng)頻率為f，對于 5 次諧波，其頻率為5f。根據(jù)串聯(lián)諧振條件，此時電抗器的感抗XL5與電容器容抗XC5相等，即XL5=XC5。已知XC5=2π×5fC1，XL5=2π×5fL(L為電抗器電感)，聯(lián)立可得L=(2π×5f)2C1，進而計算出電抗值XL=2πfL。一般來說，為有效抑制 5 次諧波，電抗率(電抗器電抗值與電容器容抗值之比)可選取 4.5% - 6%。同理，若要抑制 3 次諧波，電抗率通常選取 12% - 13%。

考慮限制合閘涌流：從限制合閘涌流的角度出發(fā)，電抗值的選取需綜合考慮電容器組的容量、系統(tǒng)短路容量等因素。合閘涌流的大小與電容器組的充電功率、系統(tǒng)的短路容量以及電抗器的電抗值有關(guān)。通常，可根據(jù)經(jīng)驗公式來估算滿足限制合閘涌流要求的電抗值范圍。一般情況下，為將合閘涌流限制在一定倍數(shù)(如 5 - 10 倍電容器組額定電流)內(nèi)，電抗率可在 0.1% - 1% 之間選取。但實際應(yīng)用中，還需結(jié)合系統(tǒng)具體情況進行精確計算和調(diào)整。

兼顧均壓等其他作用：在并聯(lián)電容器組中，為實現(xiàn)均壓功能，需保證各并聯(lián)電容器支路的電抗值與電容值的比值相等。這就要求在確定電抗器電抗值時，考慮電容器組的分組情況以及各支路電容的匹配關(guān)系，通過合理分配電抗值，使各支路的電壓分布均勻，保障電容器組的穩(wěn)定運行。

電壓的確定

與電容器組電壓匹配：電抗器的額定電壓應(yīng)與所連接的電容器組的額定電壓相匹配。電容器組在運行時，會承受系統(tǒng)電壓以及可能出現(xiàn)的過電壓。電抗器的額定電壓必須能夠滿足在這些電壓條件下長期安全運行的要求。例如，若電容器組的額定電壓為UC，電抗器的額定電壓UL應(yīng)根據(jù)電容器組的接線方式(如三角形接線或星形接線)以及系統(tǒng)運行電壓的波動范圍來確定。在星形接線的電容器組中，電抗器的額定電壓一般可選取與電容器組相電壓相等或略高的值;在三角形接線的電容器組中，電抗器的額定電壓則需根據(jù)三角形接線的特點以及系統(tǒng)過電壓情況進行計算確定，通常會高于電容器組的相電壓。

考慮系統(tǒng)過電壓情況：電力系統(tǒng)中可能會出現(xiàn)各種過電壓，如操作過電壓、雷電過電壓等。這些過電壓可能會瞬間施加到電抗器上，對其絕緣造成威脅。因此，在確定電抗器電壓時，需充分考慮系統(tǒng)可能出現(xiàn)的過電壓幅值和持續(xù)時間。一般可根據(jù)系統(tǒng)的絕緣配合要求，選取具有相應(yīng)絕緣水平的電抗器，其額定電壓應(yīng)能承受系統(tǒng)過電壓的沖擊而不發(fā)生絕緣損壞。例如，在一些雷電活動頻繁的地區(qū)，電抗器的額定電壓需按照能夠承受較高幅值的雷電過電壓來選取，同時，還需配備相應(yīng)的過電壓保護裝置，如避雷器等，以進一步保障電抗器的安全運行。

結(jié)合電抗器的連接方式：電抗器與電容器組的連接方式不同，其電壓的確定方法也有所差異。在串聯(lián)連接時，電抗器承受的電壓為電容器組電流在其電抗上產(chǎn)生的壓降;在并聯(lián)連接時，電抗器承受的電壓與電容器組兩端電壓相同。此外，若電抗器采用雙星形接線等特殊接線方式，還需考慮中性點不平衡電流等因素對電抗器電壓的影響。例如，在雙星形接線的電容器組中，若存在中性點不平衡電流，會在電抗器上產(chǎn)生額外的電壓降，此時需對電抗器的額定電壓進行修正，以確保其在各種工況下都能正常運行。

選用裝設(shè)于電容器組的電抗器時，確定其電抗值和電壓需要綜合考慮諧波抑制、合閘涌流限制、均壓、與電容器組電壓匹配、系統(tǒng)過電壓以及連接方式等多方面因素。通過精確計算和合理選取，才能確保電抗器在電容器組中發(fā)揮最佳性能，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提供有力保障。在實際工程應(yīng)用中，還需結(jié)合電力系統(tǒng)的具體參數(shù)和運行要求，進行詳細的分析和設(shè)計，以實現(xiàn)電力系統(tǒng)的高效運行和可靠供電。