文档介绍：补偿电容器串联电抗对无源 LC 滤波器性能的影响

摘要：并联电容器组是目前电网中普遍用来补偿无功的装置，而无源滤波器通常用来吸收谐
波源产生的谐波电流，并兼顾无功补偿。文中以工程实例为依据，用电力系统谐波计
算程序 CHP 对补偿电容器组串联电抗对无源滤波器性能的影响进行了分析计算。结果
表明，无源滤波器与补偿电容器组并联运行情况下，补偿电容器组串联电抗率变化时
会对供电系统的阻抗频率特性和滤波器性能造成的影响也不同。
关键词：无源滤波器并联电容器电力系统谐波电能质量
1．中国电力科学研究院，北京 100085；2．华北电力大学（北京），北京 102206
3．北京首钢设计院，北京 100043
1 引言
无源电力滤波器由于其结构简单、运行可靠、维护方便，被广泛用于就近吸收谐波源所产
生的谐波电流，降低供电点的谐波电压，改善电能质量。无源电力滤波器一般由电容器、电抗
器和电阻器组合而成，除起滤波作用之外还兼顾无功补偿。
并联补偿电容器组是供电系统使用最广泛的补偿装置，用于提高功率因数，改善电压质量
和降低电能损耗。并联电容器组通常需要加装串联电抗器来限制高次谐波和合闸涌流。但补偿
电容器组的串联电抗率（即电抗器感抗与电容器容抗之比）不同，整个系统的阻抗频率特性和
滤波器性能也不同。本文以某钢厂的实际供电系统为例，对串有不同电抗值的电容器组与无源
LC 滤波器并联运行的几种组合情况进行了仿真计算，提出了这 2 种电力装置并联运行时应注
意的一些问题。
2 供电系统组成
供电系统接线如图 1 所示。该系统的 6 kV 母线上接有无功补偿电容器组，无功补偿总容
量为 6000kvar。系统的主要谐波源为接在主变 6 kV侧的不可控整流装置，其产生的谐波主要
是奇次谐波，各次谐波电流值如表 1 所示。
为消除谐波源产生的谐波，拟在系统中安装 LC 无源电力滤波器，它由 3 次、5 次、7 次单
调谐和 11 次高通滤波器组成，总容量为 6900 kvar。
3 仿真计算方法
由于系统接有无功补偿并联电容器，补偿电容器串联电抗对LC滤波器的性能会有一定的影
响。为合理设计LC滤波器，运用了加拿大CHP电力系统谐波计算程序［1］，对系统进行了大量的
仿真计算。具体分析计算方法如下：
计算方法一：根据注入钢厂 6 kV 母线的各次谐波电流，分别取系统 6 kV 母线短路容量
为 100MVA、150 MVA、200 MVA、250 MVA、300 MVA，取滤波器安装容量