晶閘管控制電抗器(TCR)型SVC

1、SVC補償原理圖QLtQcQRQR+QCtSVC控制原理Q QR R 由由TCRTCR提供的無功功率；提供的無功功率； Q QC C由由FCFC提供的無功功率；提供的無功功率； Q QL L負荷需要的無功功率；負荷需要的無功功率； Q QN N由母線提供的無功功率；由母線提供的無功功率；當無功為正是表示感性無功，為負時表示容性無功。當無功為正是表示感性無功，為負時表示容性無功。QN=QR+QC+QLtttt晶閘管控制電抗器晶閘管控制電抗器(TCR)(TCR)原理原理 TCR TCR單相接線圖單相接線圖 TCRTCR系統(tǒng)接線圖系統(tǒng)接線圖晶閘管控制電抗器(TCR)工作原理通過控制晶閘管的觸發(fā)角，改

2、變晶閘管的導(dǎo)通角得到不同的電流(圖中紅色波形)藍色波形為其基波分量控制TCR發(fā)出不同的無功功率，達到維持電網(wǎng)總的無功功率穩(wěn)定的目的。發(fā)出控制信號及觸發(fā)脈沖發(fā)出控制信號及觸發(fā)脈沖改變回路導(dǎo)納，從而改變回路導(dǎo)納，從而 改變感性無功改變感性無功SVCSVC動態(tài)回路動態(tài)回路(TCR)(TCR)工作過程工作過程控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)晶閘管閥組TCRTCR電抗器電抗器SVCSVC組成組成濾波器(FC)晶閘管控制電抗器(TCR)l 提供固定容性無功，濾除諧波電流l 提供大小可調(diào)的感性無功l 控制TCR發(fā)出感性無功大小全數(shù)字控制系統(tǒng)靜止型動態(tài)無功補償器（靜止型動態(tài)無功補償器（SVCSVC）的構(gòu)成）的構(gòu)成濾波電抗器濾

3、波電容器差流互感器相控電抗器閥組室現(xiàn)場平面圖 為供電系統(tǒng)提供連續(xù)的無功功率，恒定的功率因數(shù)，無“過補”,“欠補”現(xiàn)象消除諧波，減少諧波電流對電網(wǎng)及設(shè)備的損害響應(yīng)速度快,可抑制電壓波動及閃變，穩(wěn)定電壓 消除電壓三相不平衡度治理負序電流SVCSVC優(yōu)點優(yōu)點SVC是TCR與FC的結(jié)合,因此兼具二者的優(yōu)點,二者的結(jié)合又使彼此的缺陷得到彌補，形成了最理想的電能治理設(shè)備TCR原理原理n如圖 1 所示，基本的單相 TCR 由反并聯(lián)的一對晶閘管nT1、T2 與一個線性的空心電抗器串聯(lián)組成。反并聯(lián)的一對晶n閘管就像一個雙向開關(guān)，T1 在供電電壓 Vs 的正半波導(dǎo)通，T2n在供電電壓 Vs 的負半波導(dǎo)通。TCR

4、的觸發(fā)角 可控范圍是n90- 180，但是當 Vs 并非是純正的正弦波時，觸發(fā)角的可n控范圍應(yīng)為 105- 165，以防止觸發(fā)失敗。如圖 2 所示，TCRn中的電流呈非連續(xù)脈沖形式，對稱分布于正半波和負半波。圖n2 中實線為 TCR 的電壓，虛線為 TCR 的電流。通過調(diào)節(jié) TCRn的觸發(fā)角 ，可以連續(xù)的調(diào)節(jié) TCR 輸出的基波電流，從而改n變 TCR 輸出的無功功率。TCR的特性的特性n如圖 1 所示，設(shè)電源電壓的表達式為：nVs=Vsint （1）n其中 V是所加電壓的峰值； 是角頻率。則 TCR 的電流可用如下微分方程描述：n由邊界條件 （it=）=0，解式（2）可得：n利用傅立葉級數(shù)將

5、式（3）分解，可以求得 TCR 基波電流幅值為：n也可以將 TCR 等效為一個可控電納，由式（4）可以求出其表達式為：n如圖 3 所示為 TCR 電納 BnTCRn的控制特性，通過改變 TCRn的相控角 就可以改變 TCR 的等效電納。因為所加的交流電n是恒定的，所以 TCR 發(fā)出的感性無功功率就可以由 來控n制。n三相TCR及其諧波n如圖 5 所示，三相 TCR 一般由三個單相 TCR 按三角形連接而成，組成 6 脈波三相 TCR。在實際 6 脈波三相 TCR 電路中，電抗器往往被拆成兩半，分別放置在反并聯(lián)的晶閘管兩端，以防止當電抗器的兩端發(fā)生短路時，整個交流電壓加到晶閘管兩端，而導(dǎo)致其損壞。n圖 6 還給出了三相 TCR 的線電流波形，如果三相電壓是n平衡的，三個電抗器是相同的，而且所有的晶閘管是對稱觸發(fā)n的，即每相的觸發(fā)角相同，那么在正半波和負半波就會出現(xiàn)對n稱的電流脈沖，因而只產(chǎn)生奇次諧波，并且三次及三的倍數(shù)次n諧波構(gòu)成的零序系統(tǒng)，由于其相位相同，而阻止了三次及三的n倍數(shù)次諧波流入輸電線路。n利用傅立葉級數(shù)分解，可以由式（3）得出單相 TCR 的各次諧波，n其中 0/2。由于三相 TCR 的三次諧波相互抵消，n所以，三相 TCR 的線電流中不含三次及三的倍數(shù)次諧波。另n外，不管是對線電流還是對相電流，諧波電流占基波電流的百n分比都