電容器串聯電抗器應前置或后置的理論分析

      串聯電抗器作用于電容柜，一般情況下放在尾端。實際上前置或后置沒啥差異。但是按GB50227-95規定，串聯電抗器宜裝在中性點側。如題，放置在前面還是后面，都是為了保護電容器組，限制合闡涌流對電容器組的沖擊，防止爆掉。
 
      電容器串聯電抗器時，電抗器所起作用就是限制電路中各種突變大電流產生的浪涌對電容器造成的沖擊，防止大電流損壞電容器組。電抗器是一個線圈其本身沒有什么前后正負之分 ，因此電路中的電抗器及可以對上游電路中的各種突變電流產生抑制作用，也可以限制下游設備由于投切、短路及損壞原因引起的電源短路產生的大電流沖擊前方電路。
 
      電容器在投入運行的瞬間產生的涌流遠遠超出電容器本身的允許范圍，有時其產生的浪涌峰值超過電容器額定電流的100倍，巨大的電流沖擊不僅造成電容器的損壞，還會造成上游各種開關、電流互感器損壞，引起各種繼電保護設備誤動作。電抗器放置在電容器之前，即電抗器前置，其目的是限制前方斷路器及各種投切設備合閘瞬間產生的大電流浪涌沖擊，同時也限制了浪涌電流串入前方母線設備造成的電流沖擊。
 
      如果電容器所帶后續負載有頻繁的投切轉換設備比如電力機車配電站中的電容器組所帶設備考慮到下游設備產生的浪涌沖擊，其串聯的電抗器應該安裝在電容器之后，目的就是限制下游設備在切換或者短路時造成的沖擊電流，保護電抗器前方的電容器及各種設備的安全性能。
 
      根據《GB 50227－2008》并聯電容器裝置設計規范，并聯電容器裝置的串聯電抗器宜裝設于電容器的電源側，并應效驗其耐受短路電流的能力，放在電源側電抗可以限制電容短路時的短路電流，習慣上，干式鐵芯的放到中性點側，空芯電抗器放到電源側，因為鐵芯電抗易飽和抗短路能力差，所以電源側一般用空心電抗器，空心鐵芯體積、噪聲等特點不一樣，具體應根據使用環境選擇，如當油浸式鐵芯電抗器和干式鐵芯電抗器的耐受短路電流的能力不能滿足裝設電源側時，應裝設于中性點側。
 
      但實際上這是有討論的地方，原文亦提出如要放在電源側就要進行動熱穩定計算。常用的串聯電抗器主要分為空芯和鐵芯兩種（近年出現了半芯電抗器，據稱達到空芯的水平，暫算作空心類）。由于空心電抗器的阻抗線性很好，對于在其后端的短路電流一般能限制在電容器組的額定電流的1/n倍（n為電抗器與電容器的容量比）。因此這電流是有限的，對于電抗器來說，這電流值是可以承受的（這是電抗器標準中的要求）。所以對于空芯電抗器，無論放在前端或后端都是沒問題的。

      對于鐵芯電抗器，這又要分開兩類，即油浸與干式兩種。對于油浸式，因會有漏油著火等原因，傳統上是不宜裝在前端的，而上面提到的GB50227-95在說明條例中所用的例子亦是油浸串聯電抗器。由于現時油浸式的電抗器現時已用得很小，故現時爭議最大的是干式鐵芯電抗器。

      干式鐵芯電抗器無論從可靠性、強度、安全性都比油浸式的好很多。由于鐵芯電抗器存在磁飽和現象，在出現短路時不能如空心電抗器一樣把電流限定在1/n倍，但這個短路電流總是有一定的限制。據我所知，國內有廠商做過這類試驗，結果在最嚴重的背靠背試驗中亦通過了。而且現時主要生產干式鐵芯電抗器廠家都沒有說明電抗器不能放在前端。

      其實電抗器不論放在前端或后端，在正常性況下作用都是一樣的，只是在電容器組發生短路時才顯示出兩者的不同，放在后端，可以令電抗器得到保護;放在前端，則可以限制短路電流，減小電容器組的損壞及減小開關的負擔。還有兩個重要的好處是，電抗器放在前端可令整套裝置的接線更簡潔、占地空間更小;同時可用Y-Y接線方式實現高可靠性的中性點不平衡電流保護。

      由上分析，只要用合格廠家的產品，電抗器更適合放于前端。而現時情況來看，亦是向這方面發展。