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【摘要】35kV或66kV并联电容器组是500kV变电站中重要的无功补偿装置。并联电容器组回路中通常需设置串联电抗器，本文针对并联电容器成套装置中串抗的布置位置展开讨论，研究在新技术条件下，串联电抗器设置于电容器组的电源侧（前置）或中性点侧（后置）对于系统运行的影响，并提出在目前设备水平下串联电抗器更为适宜的布置规则。
【关键词】并联电容器；串联电抗器；前置；后置
1.研究背景及意义
随着我国电网建设的高速发展，变电站的规模和容量越来越大，对变电站内设备的性能要求也越来越高。此外，近年来，科学技术的飞速发展也催生了电力行业新技术、新材料、新设备的不断出现，并大规模应用于新兴变电站中。新技术的迅速出现并大量采用对电力系统的运行情况产生了一些新的变化，对设备间的配合可能会产生一些新的要求。而目前的设计多数仍然沿用以往工程的经验，并没有充分研究与考虑新技术、新设备间的配合问题。
例如，主变低压侧无功补偿装置中，以往电容器组通常需配置放电线圈，但是由于新技术的发展，目前我国500kV变电站用大容量电容器单元均已装设了内放电电阻，可以在10min内将电容器的剩余电压降至50V，因此不设放电线圈不影响电容器组的放电，即目前的500kV变电站设计中可以不设放电线圈。但是目前多数设计人员并没有充分考虑到这些新情况的变化，在500kV变电站设计中多数仍然配置了放电线圈。
因此，更加广泛与深入地开展此类问题的研究，修订与完善相关的设计内容，具有重要的社会和经济意义。
35kV或66kV并联电容器组是500kV变电站中重要的无功补偿装置。在超高压电网中，并联电容器主要用于向电网提供可阶梯调节的无功，提高功率因数，减小无功的远距离传送，从而降低电网有功损耗，增加输送容量，减少线路压降，改善电压水平。在500kV变电站工程中，应用最为广泛的是框架式并联电容器成套装置，该装置通常由电容器组、串联电抗器、电流互感器、放电线圈、避雷器、支持瓷瓶等设备组成，其核心部件是多台金属壳式电容器（通常称为单元电容器或电容器单元）通过串并联连接并装设于金属框架上的电容器组，其余设备相机布置，装置周围设置围栏，以保证人身安全。
本文主要针对并联电容器成套装置中串联电抗器的布置位置展开讨论，研究在新技术条件下，串联电抗器设置于电容器组的电源侧（前置）或中性点侧（后置）对于系统运行的影响，并提出在目前设备水平下串联电抗器更为适宜的配置规则。
2.串联电抗器的布置位置
2.1串联电抗器的作用
在并联电容器成套装置中，通常需配置一定容量的串联电抗器，关于串联电抗器的作用，在《330～500kV变电所无功补偿装置设计技术规定》（DL 5014-92）归纳起来主要有：（1）减少网络中谐波源对电容器过负荷的影响；（2）减小电容器组涌流的倍数和涌流频率；（3）减小电容器侧的短路容量；（4）抑制电容器回路中产生高次谐波谐振及谐波的过分放大；（5）减少电容器组断路器在两相电弧重燃时的涌流以利灭弧。
在实际电力系统中，设置串联电抗器的主要目的是为了限制电容器组回路的涌流和抑制高次谐波，即上述第（2）和（4）项功能。
2.2串联电抗器的安装位置
串联电抗器通常设置于主变低压侧电容补偿回路中，有设置于电容器组之前（即电容器回路的电源侧），也有设置于电容器组之后（即电容器回路的中性点侧）。
在实际工程中，具体应当将串联电抗器前置还是后置在相关规程规范中有更详细的规定，但是随着新产品、新技术的出现与应用，部分条目有待补充与完善。
在《并联电容器装置设计规范》（GB 50227-2008）中对串联电抗器的安装位置做出了规定：串联电抗器装设在电容器的中性点侧或电源侧，应根据电容器装置的接线方式、电抗器的动、热稳定电流及母线短路容量等技术经济比较确定。
在国内500kV变电站主变低压侧安装的35kV或66kV并联电容器装置多数采用框架式电容器组，其串联电抗器采用干式空芯电抗器，其耐受短路电流能力满足要求。遵照此规程串联电抗器几乎全部装设于电源侧（前置）。
近年来，随着新设备、新技术的大量涌现，本文以上述规程规范为基础，结合本课题具体情况和当前的设备制造能力，系统性的研究串联电抗器前置与后置对系统运行和设备选择校验等方面的影响，综合分析论证串联电抗器适宜的安装位置。
串联电抗器在电容器组回路中不同的安装位置对系统运行可能造成的影响包括以下方面：
当串联电抗器设置于电容器回路的电源侧（前置）时，正常运行情况下，串联电抗器与电容器组承受的相对地和相间电压均很高。对于5%或12%电抗率的串联电抗器，回路中串抗与电容器组承受的电压分别为系统电压的1.05倍或1.12倍。对于66kV或35kV并联电容器成套装置，串联电抗器、电容器组所配置的66kV或35kV绝缘子以及避雷器瓷套管的绝缘水平均不能满足要求。
而同样运行条件下，将串联电抗器后置安装时，情况则完全不同，此时，正常运行情况下电容器组承受的相对地和相间电压均较低。
根据上述分析，显然将串联电抗器设置于电容器回路的中性点侧（后置）比将其设置于电源侧（前置），在设备参数选择方面拥有明显的优势。当电容器组采用三相叠放的布置方式时，这种优势更为显著。
（6）串联电抗器前置时，避雷器按系统电压66kV或35kV来选择其参数也是有问题的。应根据选用不用的串抗值，计算避雷器安装处运行电压来选择其电压参数。
（7）在串联电抗器和电容器组三相叠放时，串联电抗器后置较前置的布置方式更为顺畅，引线更为简单并且能够适当减小间隔的长度，节约占地。
3.结论
综上所述，在主变低压侧电容补偿回路中，串联电抗器前置或后置安装均可实现其主要功能，但在技术上与经济上两种方案略有不同。尤其是串联电抗器前置时，避雷器、串抗和电容器组承受的电压高出系统电压较多，按系统电压配置绝缘是不满足要求的。本课题结合新产品的特点，系统地研究了两种方案对系统运行以及设备间相互配合的影响，得出如下结论：将串联电抗器设置于电容器回路的中性点侧（后置）在系统运行可靠性、经济性等多个方面，相较于将其设置在电源侧（前置）都更为合理，串联电抗器后置方案应为电容补偿回路设备布置的首选方案。
【关键词】并联电容器；串联电抗器；前置；后置
1.研究背景及意义
随着我国电网建设的高速发展，变电站的规模和容量越来越大，对变电站内设备的性能要求也越来越高。此外，近年来，科学技术的飞速发展也催生了电力行业新技术、新材料、新设备的不断出现，并大规模应用于新兴变电站中。新技术的迅速出现并大量采用对电力系统的运行情况产生了一些新的变化，对设备间的配合可能会产生一些新的要求。而目前的设计多数仍然沿用以往工程的经验，并没有充分研究与考虑新技术、新设备间的配合问题。
例如，主变低压侧无功补偿装置中，以往电容器组通常需配置放电线圈，但是由于新技术的发展，目前我国500kV变电站用大容量电容器单元均已装设了内放电电阻，可以在10min内将电容器的剩余电压降至50V，因此不设放电线圈不影响电容器组的放电，即目前的500kV变电站设计中可以不设放电线圈。但是目前多数设计人员并没有充分考虑到这些新情况的变化，在500kV变电站设计中多数仍然配置了放电线圈。
因此，更加广泛与深入地开展此类问题的研究，修订与完善相关的设计内容，具有重要的社会和经济意义。
35kV或66kV并联电容器组是500kV变电站中重要的无功补偿装置。在超高压电网中，并联电容器主要用于向电网提供可阶梯调节的无功，提高功率因数，减小无功的远距离传送，从而降低电网有功损耗，增加输送容量，减少线路压降，改善电压水平。在500kV变电站工程中，应用最为广泛的是框架式并联电容器成套装置，该装置通常由电容器组、串联电抗器、电流互感器、放电线圈、避雷器、支持瓷瓶等设备组成，其核心部件是多台金属壳式电容器（通常称为单元电容器或电容器单元）通过串并联连接并装设于金属框架上的电容器组，其余设备相机布置，装置周围设置围栏，以保证人身安全。
本文主要针对并联电容器成套装置中串联电抗器的布置位置展开讨论，研究在新技术条件下，串联电抗器设置于电容器组的电源侧（前置）或中性点侧（后置）对于系统运行的影响，并提出在目前设备水平下串联电抗器更为适宜的配置规则。
2.串联电抗器的布置位置
2.1串联电抗器的作用
在并联电容器成套装置中，通常需配置一定容量的串联电抗器，关于串联电抗器的作用，在《330～500kV变电所无功补偿装置设计技术规定》（DL 5014-92）归纳起来主要有：（1）减少网络中谐波源对电容器过负荷的影响；（2）减小电容器组涌流的倍数和涌流频率；（3）减小电容器侧的短路容量；（4）抑制电容器回路中产生高次谐波谐振及谐波的过分放大；（5）减少电容器组断路器在两相电弧重燃时的涌流以利灭弧。
在实际电力系统中，设置串联电抗器的主要目的是为了限制电容器组回路的涌流和抑制高次谐波，即上述第（2）和（4）项功能。
2.2串联电抗器的安装位置
串联电抗器通常设置于主变低压侧电容补偿回路中，有设置于电容器组之前（即电容器回路的电源侧），也有设置于电容器组之后（即电容器回路的中性点侧）。
在实际工程中，具体应当将串联电抗器前置还是后置在相关规程规范中有更详细的规定，但是随着新产品、新技术的出现与应用，部分条目有待补充与完善。
在《并联电容器装置设计规范》（GB 50227-2008）中对串联电抗器的安装位置做出了规定：串联电抗器装设在电容器的中性点侧或电源侧，应根据电容器装置的接线方式、电抗器的动、热稳定电流及母线短路容量等技术经济比较确定。
在国内500kV变电站主变低压侧安装的35kV或66kV并联电容器装置多数采用框架式电容器组，其串联电抗器采用干式空芯电抗器，其耐受短路电流能力满足要求。遵照此规程串联电抗器几乎全部装设于电源侧（前置）。
近年来，随着新设备、新技术的大量涌现，本文以上述规程规范为基础，结合本课题具体情况和当前的设备制造能力，系统性的研究串联电抗器前置与后置对系统运行和设备选择校验等方面的影响，综合分析论证串联电抗器适宜的安装位置。
串联电抗器在电容器组回路中不同的安装位置对系统运行可能造成的影响包括以下方面：
当串联电抗器设置于电容器回路的电源侧（前置）时，正常运行情况下，串联电抗器与电容器组承受的相对地和相间电压均很高。对于5%或12%电抗率的串联电抗器，回路中串抗与电容器组承受的电压分别为系统电压的1.05倍或1.12倍。对于66kV或35kV并联电容器成套装置，串联电抗器、电容器组所配置的66kV或35kV绝缘子以及避雷器瓷套管的绝缘水平均不能满足要求。
而同样运行条件下，将串联电抗器后置安装时，情况则完全不同，此时，正常运行情况下电容器组承受的相对地和相间电压均较低。
根据上述分析，显然将串联电抗器设置于电容器回路的中性点侧（后置）比将其设置于电源侧（前置），在设备参数选择方面拥有明显的优势。当电容器组采用三相叠放的布置方式时，这种优势更为显著。
（6）串联电抗器前置时，避雷器按系统电压66kV或35kV来选择其参数也是有问题的。应根据选用不用的串抗值，计算避雷器安装处运行电压来选择其电压参数。
（7）在串联电抗器和电容器组三相叠放时，串联电抗器后置较前置的布置方式更为顺畅，引线更为简单并且能够适当减小间隔的长度，节约占地。
3.结论
综上所述，在主变低压侧电容补偿回路中，串联电抗器前置或后置安装均可实现其主要功能，但在技术上与经济上两种方案略有不同。尤其是串联电抗器前置时，避雷器、串抗和电容器组承受的电压高出系统电压较多，按系统电压配置绝缘是不满足要求的。本课题结合新产品的特点，系统地研究了两种方案对系统运行以及设备间相互配合的影响，得出如下结论：将串联电抗器设置于电容器回路的中性点侧（后置）在系统运行可靠性、经济性等多个方面，相较于将其设置在电源侧（前置）都更为合理，串联电抗器后置方案应为电容补偿回路设备布置的首选方案。