在低壓無功補償裝置中，將電抗器串聯在電容器前端（電源側）是標準且最優的配置方式。這主要是為了保護電容器和抑制系統諧波，同時也能有效限制合閘涌流。

1. 諧波抑制與保護電容器（最主要原因）

• 工作原理：電網中存在大量諧波（如5次、7次等）。電容器本身的阻抗會隨頻率升高而降低（容抗 Zc = 1/(2πfC)），對諧波電流呈現低阻抗，因此會吸收并放大諧波電流。這會導致電容器過電流、過熱、絕緣老化，甚至損壞。

• 電抗器的作用：串聯電抗器后，其感抗隨頻率升高而增加（感抗 Zl = 2πfL）。電抗器和電容器共同構成了一個串聯諧振電路。

  • 調諧頻率：通過選擇合適的電抗率（如6%、7%，對應抑制5次諧波；13%-14%，對應抑制3次諧波），可以使這個LC回路在某個主要諧波頻率（如250Hz）處發生串聯諧振。

  • 諧振效應：在諧振點，LC回路的合成阻抗最低，理論上為零。這意味著該次諧波電流會被LC回路“短路”，從而阻止其流入電網和電容器，而是被限制在LC回路內部循環。

  • 對基波的影響：對于50Hz的基波，LC回路呈現容性，仍然能進行正常的無功補償，但補償容量會略有下降。

• 為何前置更重要：將電抗器放在前端，相當于為諧波電流建立了一個“陷阱”，使其在到達電容器之前就被引導和消耗。如果電抗器放在電容器后端（中性點側），諧波電流會先流過電容器，對電容器的保護效果大打折扣。

您提供的圖示完美地解釋了這一原理：

圖片說明：電抗器前置時，諧波電流被限制在LC回路中。如果電抗器后置，電容器將直接暴露在諧波源下。

2. 限制合閘涌流

• 問題：電容器在投入電網的瞬間，其兩端電壓不能突變，相當于瞬時短路，會產生幅值很大、持續時間很短的合閘涌流（可達額定電流的幾十至上百倍）。這會沖擊開關器件（如接觸器、斷路器）和電容器本身。

• 解決方案：串聯電抗器增加了回路的總阻抗。根據歐姆定律（I = V/Z），阻抗Z增大，瞬間的沖擊電流I就會顯著減小。電抗器前置，可以最直接地限制從電源側過來的合閘涌流。

3. 防止并聯諧振

• 問題：在沒有電抗器的情況下，電網自身的電感（如變壓器漏感）和補償電容器的電容可能形成一個并聯諧振回路。如果諧振點恰好落在某次諧波頻率附近，系統電壓會被急劇放大，導致嚴重的諧波污染和設備損壞。

• 解決方案：串聯電抗器改變了系統的阻抗特性，使諧振點偏移，從而有效地避免了危險的并聯諧振發生。

關于國家標準和特殊情況

您提到的國標《GB 50227-2017》中的“宜”字非常關鍵。

• “宜”的含義：表示推薦、首選，而不是強制。在絕大多數常規情況下，前置是最佳選擇。

• 特殊情況：標準中也提到了例外，即當使用鐵心電抗器且其動熱穩定（耐受短路電流的能力）不足時，可以放在中性點側。這是因為鐵心電抗器在巨大的短路電流下可能飽和失效，放在中性點側可以避免承受電源側的直接短路沖擊。但在低壓領域，廣泛使用的是空心電抗器，沒有磁飽和問題，耐受短路電流能力強，因此無條件推薦前置。

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總結：前置 vs 后置的優劣對比

結論： 對于低壓無功補償裝置，遵循國家標準，將（空心）電抗器置于電容器前端是確保系統安全、可靠、高效運行的正確設計。您資料中的分析是完全正確的。