SVC高壓無(wú)功功率補(bǔ)償系統(tǒng)

1、MCR型SVC介紹一、前言電弧爐、軋機(jī)、礦井提升機(jī)、電力機(jī)車、電焊機(jī)等大型設(shè)備的用電容量，在成倍甚至數(shù)十倍的增長(zhǎng)。這些大型設(shè)備的使用不僅耗電量大，還會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成很大的無(wú)功沖擊，形成電壓閃變和產(chǎn)生諧波污染。電力機(jī)車的單相運(yùn)行還會(huì)引起三相網(wǎng)絡(luò)的不對(duì)稱和負(fù)序分量。這些問(wèn)題的產(chǎn)生，不但影響了設(shè)備自身的正常運(yùn)行，它們還可以在電網(wǎng)中傳播，進(jìn)而干擾其他設(shè)備的正常使用甚至損壞；更為嚴(yán)重的是：諧波的產(chǎn)生會(huì)造成電力設(shè)備保護(hù)誤動(dòng)作、計(jì)量不準(zhǔn)確、控制系統(tǒng)失靈和通訊系統(tǒng)干擾等后果，形成供電系統(tǒng)的重大安全隱患。從圖（1）b相量圖可以導(dǎo)出無(wú)功波動(dòng)與電壓波動(dòng)的關(guān)系。XRYL=GL-jBLa）電源和負(fù)載等效電路圖（1）b）相量

2、圖圖（1）電源系統(tǒng)和負(fù)載等效電路和相量圖為：從圖中可以看出，Zs引起的電壓降U=EU=Zs×IU為：負(fù)載電流IU2GLjU2BLPjQI=U×(GLjBL)=UU華電瑞能（北京）電力技術(shù)有限公司http:/www.rene-第1頁(yè)共29頁(yè)合并以上兩式可得：=(R+jX)PjQ=RSP+XSQ+jXSPRSQ=U+jUUSSRXUUU的夾角很小，因此：與U由于EU=RS+XSQURU在一般電網(wǎng)中，RS要比XS小的多，可以得出這樣的結(jié)論：“電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中有功功率的波動(dòng)一般對(duì)電網(wǎng)電壓的影響較小，電網(wǎng)電壓波動(dòng)主要是由無(wú)功功率的波動(dòng)引起的?！盪%=(RS+XStg)10U2×

3、;PL=µ%×PL減少線路上傳送的無(wú)功功率可以顯著地減少電壓降，提高用戶端電壓。對(duì)于高壓輸電線路，線路電抗遠(yuǎn)大于線路電阻，這樣無(wú)功流動(dòng)對(duì)電壓的影響很顯著，甚至起決定性作用。所以讓高壓輸電線路少送無(wú)功對(duì)于提高下線用戶電壓相當(dāng)有效。因此，不論是負(fù)責(zé)供電網(wǎng)絡(luò)的電力部門，還是使用電力的電力用戶都迫切需要研究動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)及設(shè)備，使其不僅能對(duì)用電設(shè)備提供無(wú)功功率補(bǔ)償，而且能夠跟隨快速變化的無(wú)功波動(dòng)提供連續(xù)可調(diào)的無(wú)功補(bǔ)償，從而減小由于無(wú)功波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)造成的電壓閃變、諧波等有害影響。二、靜止式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備概述在早期的并聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)中，動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備一般采用同步調(diào)相機(jī)。至今在一些地方還

4、有應(yīng)用，并且隨著控制技術(shù)的進(jìn)步，其整體性能也有較大的提高。雖然它在功能作用上具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。但是，由于其運(yùn)行過(guò)程中存在運(yùn)動(dòng)部件，使得操作、維護(hù)困難，另外，還存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、投資高、電力損耗大等缺點(diǎn)，使其推廣應(yīng)用受到制約。逐漸被靜止式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備所取代。華電瑞能（北京）電力技術(shù)有限公司http:/www.rene-第2頁(yè)共29頁(yè)靜止式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備被描述為：“通過(guò)對(duì)其感性或容性電流的調(diào)整，來(lái)維持或控制其與電網(wǎng)連接點(diǎn)的某種參數(shù)（典型情況為控制母線電壓）的一種并聯(lián)連接的靜止無(wú)功發(fā)生器或吸收器。”隨著電力電子技術(shù)的不斷進(jìn)步和成熟，及其對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)優(yōu)異的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償性能，逐漸被人們關(guān)注，得到了長(zhǎng)足

5、的發(fā)展。這里所說(shuō)的“靜止”是相對(duì)同步調(diào)相機(jī)而言，主要指設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程沒有運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。按照靜止式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其型式主要有以下幾種：自飽和電抗器型（SR）直流勵(lì)磁控制飽和電抗器型可控飽和電抗器型（FC+DSR）磁閥式可控電抗型（FC+MCR）飽和電抗器型靜止式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備（SVC）晶閘管投切電容器型（TSC）可控硅控制相控電抗器型相控電抗器型（FC+TCR）相控高阻抗變壓器型（FC+TCT）混合型（TSC+TCR、MSC+TCR、TSC+MCR、MSC+MCR）采用機(jī)械投切并聯(lián)電容器（MSC）或可控硅投切并聯(lián)電容器（TSC）控制技術(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、占地面

6、積小、維護(hù)方便等特點(diǎn)。而且在調(diào)節(jié)效果相近的情況下，實(shí)現(xiàn)了按負(fù)荷變化規(guī)律有級(jí)投切電容器組，完全可以取代同步調(diào)相機(jī)，因此而發(fā)展迅速。并且在目前的靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備中占主導(dǎo)地位。例如：某變電站的負(fù)荷曲線如圖（2）所示，經(jīng)分析計(jì)算，并聯(lián)電容器自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備的總?cè)萘吭O(shè)計(jì)為7500kvar，分5組等容投切，每組容量為1500kvar，通過(guò)對(duì)圖（2）、（3）的對(duì)比分析可以看出：補(bǔ)償設(shè)備根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷變化，自動(dòng)跟蹤實(shí)時(shí)投入電容器組，使系統(tǒng)容性和感性無(wú)功功率趨于平衡。從而達(dá)到了平衡系統(tǒng)無(wú)功、穩(wěn)定系統(tǒng)電壓的綜合目的。雖然，有級(jí)投切電容器補(bǔ)償設(shè)備實(shí)現(xiàn)了跟蹤負(fù)荷變化動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無(wú)功功率，但從其運(yùn)行曲線可以看出，其補(bǔ)償特性

7、并不平滑，補(bǔ)償精度也不高。因此，該類補(bǔ)償設(shè)備主要適用于負(fù)荷變化相對(duì)較平穩(wěn)，補(bǔ)償精度要求不高的場(chǎng)合。對(duì)于負(fù)荷波動(dòng)大的用電負(fù)載，跟隨效果較差，不能夠?qū)崿F(xiàn)完全連續(xù)的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。華電瑞能（北京）電力技術(shù)有限公司http:/www.rene-第3頁(yè)共29頁(yè)a）24小時(shí)負(fù)荷曲線圖（2）某變電站24小時(shí)負(fù)荷曲線b）并聯(lián)電容器自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備24小時(shí)運(yùn)行情況圖（3）并聯(lián)電容器自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備按負(fù)荷變化自動(dòng)投切示意圖圖（2）并聯(lián)電容器補(bǔ)償設(shè)備補(bǔ)償效果圖為了解決對(duì)電壓閃變、不對(duì)稱，電流與電壓諧波等電網(wǎng)問(wèn)題的快速動(dòng)態(tài)治理，目前，通常采用無(wú)功發(fā)生器（以下簡(jiǎn)稱“SVG”），相控電抗器型SVC（以下簡(jiǎn)稱“TCR型SVC”）以及磁閥

8、式可控電抗器型SVC（以下簡(jiǎn)稱“MCR型SVC”）三種補(bǔ)償設(shè)備。由于SVG采用了有源運(yùn)行方式，不再需要并聯(lián)電容器輸出容性無(wú)功，而且開關(guān)元件采用了可關(guān)斷的高頻開關(guān)器件，所以SVG補(bǔ)償設(shè)備具有體積小、響應(yīng)速度快、無(wú)諧波污染、對(duì)電網(wǎng)呈現(xiàn)電流源特性（電網(wǎng)電壓對(duì)設(shè)備容量，尤其是無(wú)功容量的影響呈線性關(guān)系）等優(yōu)點(diǎn)，是目前世界上最先進(jìn)的華電瑞能（北京）電力技術(shù)有限公司http:/www.rene-第4頁(yè)共29頁(yè)無(wú)功補(bǔ)償與諧波治理設(shè)備。但是由于設(shè)備復(fù)雜程度高、開關(guān)器件可靠性差、價(jià)格昂貴等原因，使得這種設(shè)備的性價(jià)比較低，還不具備工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行條件。所以，在電能質(zhì)量高污染行業(yè)，解決非線性、高沖擊負(fù)荷帶來(lái)的各種問(wèn)題，主

9、要還是采用TCR型SVC和MCR型SVC這兩種靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。QFQLQF+QLQCQF+QL-QC圖（4）TCR型SVC無(wú)功分量變化曲線八十年代以來(lái)，TCR型SVC經(jīng)過(guò)不斷的發(fā)展，成為主要應(yīng)用的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，解決了大量的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償問(wèn)題，其補(bǔ)償效果見圖（4）所示。它以響應(yīng)速度快，技術(shù)相對(duì)成熟以及可控硅（SCR）器件可靠性高于可關(guān)斷晶閘管（GTO）、電力晶體管（IGBT、IGCT等）。但是，即使經(jīng)過(guò)了20多年以來(lái)的發(fā)展，還是無(wú)法擺脫自身難以克服的固有缺陷，阻礙了它廣泛推廣應(yīng)用的步伐，歸納起來(lái)總結(jié)如下：1、可靠性、穩(wěn)定性不高。雖然SCR技術(shù)發(fā)展迅速，性能得到了很大的提高；但是，由單只

10、SCR串聯(lián)組成的閥組，因?yàn)镾CR特性的制造離散性華電瑞能（北京）電力技術(shù)有限公司http:/www.rene-第5頁(yè)共29頁(yè)以及SCR串聯(lián)均壓?jiǎn)栴}等致命因素，降低了閥組的整體可靠性。而且，接入系統(tǒng)電壓等級(jí)越高這種情況也就越嚴(yán)重。造成運(yùn)行過(guò)程中任何一只SCR擊穿，都會(huì)使閥組整體損壞。2、運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的諧波污染嚴(yán)重。由TCR型SVC的工作方式可以看出，其運(yùn)行過(guò)程中，必定會(huì)向系統(tǒng)注入大量諧波。實(shí)踐證明，所產(chǎn)生的諧波電流總畸變率THDI應(yīng)在20%左右。即使采用了減輕諧波的主接線方式，5、7次諧波的含量依然相當(dāng)豐富。因此，即便是用電負(fù)載自身不產(chǎn)生諧波，也需要加裝濾波設(shè)備，并且增加了系統(tǒng)產(chǎn)生諧振的可能性。3

11、、設(shè)備復(fù)雜，造價(jià)高。為保證閥組中每只SCR都能夠正確可靠導(dǎo)通，其觸發(fā)、監(jiān)控和保護(hù)等系統(tǒng)必須穩(wěn)定可靠，從而造成了控制系統(tǒng)的復(fù)雜性。從它的發(fā)展歷程不難看出，早期的電磁觸發(fā)到目前的光觸發(fā)，雖然設(shè)備的整體可靠性在增加，但換來(lái)的卻是高額的設(shè)備投資。另外，由于SCR閥組的容量與相控電抗器容量相同，需采用有效的冷卻措施，保證SCR閥組的正常工作，且容量越大冷卻方式越顯得重要；進(jìn)一步增加了系統(tǒng)的復(fù)雜程度和設(shè)備造價(jià)。4、體積龐大，增加建設(shè)費(fèi)用。由于相控電抗器采用了“干式空心”結(jié)構(gòu)形式，安裝時(shí)需考慮對(duì)其他設(shè)備和設(shè)施的影響而單獨(dú)放置，SCR閥組也需要有一定要求的安裝廠房，而且濾波設(shè)備的占地面積也居高不下，等等。使得

12、諸TCR型SVC的占地面積非常龐大。不但占用了珍貴的土地資源，而且增加了項(xiàng)目建設(shè)資金。5、維護(hù)工作量大，運(yùn)行費(fèi)用高。因設(shè)備復(fù)雜、可靠性、穩(wěn)定性不高等原因，造成設(shè)備故障點(diǎn)多、故障率高，給維護(hù)、維修工作帶來(lái)一系列的麻煩；工作量大不說(shuō)，隨之而來(lái)的是維護(hù)、維修費(fèi)用的消耗甚大。而且，由于輔助設(shè)備的耗電，進(jìn)一步增加了運(yùn)行費(fèi)用。隨著控制技術(shù)的不斷發(fā)展和對(duì)電抗器材料與結(jié)構(gòu)的突破性改進(jìn)，在克服了傳統(tǒng)飽和電抗器響應(yīng)速度慢、損耗高、噪音大、諧波豐富等缺點(diǎn)之后，一種新型的基于磁閥式可控電抗器（MCR）的SVC設(shè)備，在具備了響應(yīng)速度快的特點(diǎn)的同時(shí)，克服了TCR型SVC的上述諸多缺陷。這種MCR型SVC最主要的特征就華電

13、瑞能（北京）電力技術(shù)有限公司http:/www.rene-第6頁(yè)共29頁(yè)是SCR安裝在控制回路中，SCR所需要承受的電壓僅為主回路的1%左右；因此，MCR型SVC具有極高的可靠性。并且產(chǎn)生的諧波含量較低，三相角接系統(tǒng)的THDI小于5%；安裝體積小，MCR體積僅為TCR的1/5左右等等一系列顯著特點(diǎn)。正是由于MCR型SVC具有在可靠性、電壓等級(jí)、容量、諧波等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)上，比其它動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備具有無(wú)以爭(zhēng)議的優(yōu)越性，將是我國(guó)電能質(zhì)量治理行業(yè)，動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)與改造的最理想選擇。以下主要介紹華電瑞能（北京）電力技術(shù)有限公司研發(fā)和應(yīng)用MCR型SVC的一些情況。三、MCR型SVC的基本構(gòu)成圖（5）表示

14、了一個(gè)典型的MCR型SVC系統(tǒng)構(gòu)成示意圖；從圖中可以看出它的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。為方便介紹，我們將整個(gè)系統(tǒng)分為一次回路和控制回路兩大部分，分別介紹其組成結(jié)構(gòu)和基本工作原理。1、一次回路MCR型SVC的一次回路結(jié)構(gòu)與TCR型SVC基本相同，都是由FC支路和可控電抗器兩部分組成。區(qū)別僅在于，在TCR型SVC里，可控電抗器為“相控電抗器”，而在MCR型SVC里，可控電抗器為“磁閥式可控電抗器”。如圖（5）所示，主接線由供電系統(tǒng)母線通過(guò)補(bǔ)償出線開關(guān)柜向補(bǔ)償母線供電，MCR支路和FC支路再通過(guò)各自的隔離開關(guān)與補(bǔ)償母線連接。其工作原理是：FC支路向系統(tǒng)提供固定容性無(wú)功，MCR支路則按系統(tǒng)負(fù)荷變化吸收多余容性無(wú)功，使

15、系統(tǒng)感性和容性無(wú)功趨于平衡。圖中FC支路與MCR支路共用一套出線柜，各支路設(shè)置的隔離開關(guān)供檢修或停用時(shí)與系統(tǒng)隔離。TV1為系統(tǒng)母線電壓互感器，用來(lái)檢測(cè)系統(tǒng)母線電壓值；TV2為補(bǔ)償母線電壓互感器，用來(lái)檢測(cè)補(bǔ)償母線電壓信號(hào)，供MCR支路作觸發(fā)脈沖同步信號(hào)使用。各支路均配備過(guò)流保護(hù)檢測(cè)用的電流互感器。華電瑞能（北京）電力技術(shù)有限公司http:/www.rene-第7頁(yè)共29頁(yè)圖（5）MCR型SVC系統(tǒng)構(gòu)成示意圖2、控制回路二次控制回路主要由MCR支路控制保護(hù)系統(tǒng)、FC支路保護(hù)系統(tǒng)和控制電源系統(tǒng)組成。1）MCR支路控制保護(hù)系統(tǒng)MCR支路控制保護(hù)系統(tǒng)主要由控制保護(hù)、勵(lì)磁和監(jiān)控三大部分構(gòu)成。a、控制保護(hù)部

16、分是一個(gè)基于80C196芯片的多CPU控制器，分別由數(shù)據(jù)采集CPU、通訊CPU、主控CPU及相應(yīng)外圍電路組成，相互間通過(guò)多口RAM實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；控制算法以及保護(hù)邏輯由主控CPU實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)參數(shù)（電壓、電流、有功、無(wú)功、功率因數(shù)等等）采集、計(jì)算由數(shù)據(jù)采集CPU實(shí)現(xiàn)；專門負(fù)責(zé)通訊的CPU用來(lái)與上位監(jiān)控機(jī)和其他監(jiān)控系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，提供了RS232、RS485以及CAN總線等通訊接口，便于實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守和遠(yuǎn)程控制。系統(tǒng)具有高度的可靠性、穩(wěn)定性，而且運(yùn)算速度快，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的控制算法。其大致工作原理是：首先，由數(shù)據(jù)采集CPU采集到系統(tǒng)母線電壓、負(fù)載電流和MCR支路電流模擬量信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換并計(jì)算出系統(tǒng)功率因

17、數(shù)、有功和無(wú)功功率等實(shí)時(shí)值，存儲(chǔ)于多口RAM中；主控CPU按程序要求從RAM中讀華電瑞能（北京）電力技術(shù)有限公司http:/www.rene-第8頁(yè)共29頁(yè)取所需參數(shù)；經(jīng)過(guò)控制算法的計(jì)算，得出可控硅觸發(fā)角給定值；再經(jīng)過(guò)電光轉(zhuǎn)換接口轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，通過(guò)光纖傳送到MCR現(xiàn)場(chǎng)控制箱內(nèi)的勵(lì)磁部分。其次，勵(lì)磁部分再將觸發(fā)脈沖和可控硅的工作情況轉(zhuǎn)換為光電信號(hào)回傳給控制保護(hù)部分，用以實(shí)現(xiàn)對(duì)勵(lì)磁部分的狀態(tài)監(jiān)測(cè)?？刂票Ｗo(hù)器的自動(dòng)運(yùn)行模式判斷和保護(hù)輸出由圖中DI、DO部分承擔(dān)。在控制算法上可按不同要求實(shí)現(xiàn)分相控制、三相控制、閃變治理、功率因數(shù)控制、無(wú)功控制、恒電壓控制。b、勵(lì)磁部分由光電接口電路、觸發(fā)脈沖電路、脈沖

18、放大電路和可控硅組成；光電接口電路接收到光給定信號(hào)后，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換生成模擬量給定信號(hào)，形成控制可控硅導(dǎo)通角的觸發(fā)脈沖，再將信號(hào)進(jìn)行整形放大，對(duì)可控硅的導(dǎo)通狀態(tài)進(jìn)行移相控制，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)MCR支路感性無(wú)功電流的目的。c、監(jiān)控部分由上位監(jiān)控機(jī)、人機(jī)顯示界面和其他相應(yīng)終端器件構(gòu)成；上位監(jiān)控機(jī)可選擇工控機(jī)、工業(yè)平板計(jì)算機(jī)和觸摸屏。通過(guò)RS232、RS485以及CAN總線等通訊接口，與控制保護(hù)器的通訊CPU單元連接，上傳或下載在各種數(shù)據(jù)。上位監(jiān)控軟件運(yùn)行于WindowsXP操作系統(tǒng)，具有良好的人機(jī)界面，配置鍵盤、鼠標(biāo)、打印機(jī)等外設(shè)。實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、運(yùn)行趨勢(shì)顯示、保護(hù)報(bào)警信息及處理、歷

19、史數(shù)據(jù)查詢和運(yùn)行報(bào)表打印等各種功能。可以對(duì)系統(tǒng)的電能質(zhì)量(包括電壓、電流瞬時(shí)值，電壓、電流有效值，有功功率，無(wú)功功率，有功電度，無(wú)功電度，功率因數(shù)，電流141次諧波，電壓141次諧波，電壓閃變，電壓、電流不平衡，電壓跌落，電壓過(guò)高，電壓丟失等)進(jìn)行實(shí)時(shí)、連續(xù)的監(jiān)測(cè)。d、MCR支路的過(guò)流保護(hù)分為硬保護(hù)和軟保護(hù)兩種措施；硬保護(hù)由勵(lì)磁部分的脈沖電路實(shí)現(xiàn)，屬于強(qiáng)制性過(guò)載保護(hù)，當(dāng)MCR支路電流超過(guò)設(shè)定值時(shí)，脈沖電路直接封鎖脈沖輸出關(guān)斷可控硅，同時(shí)向光電接口電路發(fā)送保護(hù)報(bào)警信號(hào)，通知控制保護(hù)部分MCR支路出現(xiàn)過(guò)流保護(hù)。軟保護(hù)由控制保護(hù)部分通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)，當(dāng)控制保護(hù)部分檢測(cè)到MCR支路或負(fù)載回路電流超過(guò)其一段

20、或二段過(guò)流定值時(shí)，通過(guò)DO接口向各支路的出線開關(guān)發(fā)出分閘指令，并將保護(hù)報(bào)警信號(hào)上傳至監(jiān)控部分發(fā)出報(bào)警信息，其中，過(guò)流一段保護(hù)為速斷保護(hù)，過(guò)流二段保護(hù)為帶時(shí)限保護(hù)。除此以外，系統(tǒng)還提供了其他一些保護(hù)和報(bào)警華電瑞能（北京）電力技術(shù)有限公司http:/www.rene-第9頁(yè)共29頁(yè)功能，在此不再一一贅述。2）FC支路保護(hù)系統(tǒng)FC支路保護(hù)系統(tǒng)是一個(gè)以80C196芯片為核心的微機(jī)保護(hù)單元，其內(nèi)部主要由數(shù)據(jù)采集、CPU和保護(hù)輸出等電路組成；通過(guò)采集FC支路和補(bǔ)償出線柜電流和FC支路零序電壓（也可采集不平衡電流、差壓等電容器保護(hù)信號(hào)），按各種保護(hù)算法實(shí)現(xiàn)FC支路過(guò)流一段、過(guò)流二段、補(bǔ)償出線柜過(guò)流一段、過(guò)流

21、二段、不平衡電壓（零序電壓）、不平衡電流等保護(hù)功能。出現(xiàn)保護(hù)故障時(shí)，微機(jī)保護(hù)單元首先通過(guò)保護(hù)輸出向補(bǔ)償出線開關(guān)發(fā)送分閘指令，然后再通過(guò)RS232、RS485以及CAN總線等通訊接口向監(jiān)控部分上傳保護(hù)、報(bào)警信息。3）控制電源系統(tǒng)為了使控制回路正常工作，不但需要提供工作電源，而且，即使控制電源故障，還要保證全部設(shè)備受到保護(hù)；因此，控制電源系統(tǒng)必須具有掉電保護(hù)功能。控制電源系統(tǒng)是一個(gè)基于UPS的電源分配網(wǎng)絡(luò)，在完成為各功能電路提供工作電源的前提下，同時(shí)保證電源的不間斷供應(yīng)。用來(lái)對(duì)控制電源保護(hù)動(dòng)作后，提供整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)故障保護(hù)的處理時(shí)間，保證系統(tǒng)按規(guī)定順序退出運(yùn)行，保護(hù)設(shè)備不受到損壞。從以上介紹可以

22、看出，MCR型SVC與TCR型SVC相比，無(wú)論是一次回路還是控制回路，甚至連實(shí)現(xiàn)的功能作用上，幾乎完全相同；只是因?yàn)椴捎昧瞬煌目煽仉娍蛊?，引起了相?yīng)的局部改動(dòng)；但是，正是因?yàn)檫@些局部改動(dòng)，引起了他們?cè)诠ぷ餍阅苌系木薮蟛罹?。MCR型SVC幾乎完全克服了TCR型SVC的所有缺點(diǎn)，保留了TCR型SVC優(yōu)良的功能品質(zhì)；它不但可以解決電力用戶對(duì)電壓波動(dòng)、電壓閃變等電能質(zhì)量問(wèn)題的處理，而且能夠更好的解決供電網(wǎng)絡(luò)需要解決的供電穩(wěn)定問(wèn)題。它的出現(xiàn)必將會(huì)給動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)帶來(lái)新的活力，成為目前動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的首選設(shè)備。在它的推動(dòng)下，SVC也將在更多的領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用。具有非常廣闊的應(yīng)用前景。四、MCR介

23、紹從“靜止式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備概述”的介紹可以看出，飽和電抗器（SR）華電瑞能（北京）電力技術(shù)有限公司http:/www.rene-第10頁(yè)共29頁(yè)型SVC在靜止式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的發(fā)展歷程中占據(jù)著相當(dāng)重要的位置，其典型代表是自飽和電抗器（SR）和以直流勵(lì)磁控制飽和電抗器（DSR+FC）為主的可控飽和電抗器型SVC。60年代后期的1967年，世界上第一套基于飽和電抗器型SVC誕生于英國(guó)的GEC公司，此后，才有了其它不同結(jié)構(gòu)形式的各種SVC出現(xiàn)，其作用不外乎我們現(xiàn)在所討論的內(nèi)容。雖然飽和電抗器型SVC的問(wèn)世，為當(dāng)時(shí)供配電技術(shù)的進(jìn)步帶來(lái)了舉世矚目的業(yè)績(jī)，但是由于它在實(shí)際應(yīng)用中響應(yīng)速度慢、損耗大、噪音

24、大、諧波大等缺點(diǎn)，長(zhǎng)期以來(lái)沒有得到廣泛的應(yīng)用。隨著變壓器制造技術(shù)的發(fā)展，變壓器鐵心制造工藝也得到了很大的改進(jìn)，一種在鐵心中添加“磁閥”，用以改善鐵心飽和特性的新技術(shù)的應(yīng)用，大大改善了飽和電抗器在損耗、噪音以及諧波等方面存在的問(wèn)題，使飽和電抗器的性能得到了突破性的改進(jìn)。而控制技術(shù)與電力電子在飽和電抗器中的創(chuàng)新應(yīng)用，使飽和電抗器響應(yīng)速度慢的主要缺點(diǎn)得到了根本性的改進(jìn)，大大擴(kuò)展了MCR在動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償領(lǐng)域應(yīng)用。這一應(yīng)用，改變了動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的格局，使得一種可靠性更高、基本無(wú)諧波污染、體積更小、對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力更好的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，在越來(lái)越多的場(chǎng)合替代TCR型SVC。1、MCR的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理1）

25、結(jié)構(gòu)如圖（6）所示，MCR的外形結(jié)構(gòu)與油浸式變壓器基本相同，主要由殼體、磁閥式鐵心、繞組和變壓器油等部分組成。殼體采用與油浸變壓器相同的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，殼體內(nèi)部并排安裝三組相同的單相磁閥式可控電抗器，組成三角形接線方式，其高壓進(jìn)線和控制繞組進(jìn)出線，由殼體頂部通過(guò)絕緣瓷瓶連接，勵(lì)磁控制箱安裝固定在殼體外部。每個(gè)單相磁閥式可控電抗器的結(jié)構(gòu)如圖（7）所示，采用四柱式結(jié)構(gòu)，由兩個(gè)等截面（面積為S）的主鐵心和為使電抗器的電流正負(fù)半波對(duì)稱的兩個(gè)等截面旁軛組成，旁軛的截面等于心柱的截面。中間兩柱的每柱中間部分有一段小截面的鐵心段構(gòu)成磁閥，并將兩柱分別分為上下兩段，每段上各套有一個(gè)繞組，上段的上部?jī)蓚€(gè)繞組端和下段的

26、下部?jī)蓚€(gè)繞組分別并接在一起，上段的下部?jī)蓚€(gè)繞組端和下段的上部?jī)蓚€(gè)繞組端則交叉串聯(lián)連接，每柱上繞組的下部和下繞組的上部華電瑞能（北京）電力技術(shù)有限公司http:/www.rene-第11頁(yè)共29頁(yè)均設(shè)有中間抽頭，每柱上、下兩個(gè)中間抽頭見接有一支SCR，且兩柱上的SCR極性相反，中間交叉連接點(diǎn)的兩端之間接有一支二極管。圖（6）安裝于工程現(xiàn)場(chǎng)的10kV1200kvarMCR外形圖片圖（7）單相磁閥式可控電抗器結(jié)構(gòu)示意圖2）工作原理華電瑞能（北京）電力技術(shù)有限公司http:/www.rene-第12頁(yè)共29頁(yè)中間兩根立柱的每柱中間有一段面積大約為主截面的三分之一的小截面鐵心段，當(dāng)鏈過(guò)的磁通不大時(shí)，小截

27、面段不飽和，磁通順利通過(guò)整個(gè)鐵心，當(dāng)磁通增大至某一數(shù)值時(shí)，小截面段飽和，磁阻增大，阻止磁通繼續(xù)增大，因而小截面段起到了磁閥的作用。在中間兩鐵心柱上，套上四個(gè)繞組，并在中間進(jìn)行交叉串聯(lián)連接，同時(shí)在各繞組中間引出中間抽頭，其匝數(shù)比按下式確定：=N2N1+N2一般情況下=5%左右；圖（8）是單相MCR的接線簡(jiǎn)圖，每柱上、下兩繞組的中間抽頭通過(guò)T1、T2兩只SCR相連，而且連接方向相反，二極管D跨接在交叉端點(diǎn)，作用是提供續(xù)流通道，有利于T1、T2關(guān)斷和提高整流效率；m、n為電抗器的兩個(gè)接線端。T2圖（8）單相磁閥式可控電抗器接線圖如圖（9）所示，當(dāng)外加電壓e(t)為正極性時(shí)（見圖（9）a)所示），四個(gè)

28、中間抽頭的電壓降e(t)也是正極性；此時(shí)，如果T1被觸發(fā)導(dǎo)通，上、下繞組內(nèi)將Z分別產(chǎn)生直流電流，在它們的作用下使右鐵心柱去磁左鐵心柱增磁，從而使左鐵心柱產(chǎn)生飽和，降低了總的電感量，增加了電抗器的容量。反之，當(dāng)外加電壓e(t)和e(t)為負(fù)極性時(shí)，T2被觸發(fā)導(dǎo)通電流回路如圖（9）b)所示，使右鐵心柱Z增磁左鐵心柱去磁，降低了總的電感量，增加了電抗器的容量，得到與正極性工華電瑞能（北京）電力技術(shù)有限公司http:/www.rene-第13頁(yè)共29頁(yè)作狀態(tài)相同的結(jié)果。在交變電壓e(t)的作用下，使T1、T2輪流導(dǎo)通，形成了一個(gè)全波整流電路。此時(shí)，改變T1、T2導(dǎo)通角的大小，便調(diào)整了勵(lì)磁電流的大小，進(jìn)

29、一步改變了電抗器鐵心的飽和程度，從而達(dá)到平滑調(diào)節(jié)電抗器容量的目的。圖（10）示出了電抗器的磁通波形和磁化曲線，橫坐標(biāo)為勵(lì)磁電流Ii，縱坐標(biāo)為磁通，為飽和度，圖中給出了（120°）和（180°）兩種情況下的磁通波形。T1T2a）正極性工作狀態(tài)b）負(fù)極性工作狀態(tài)圖（9）外加e(t)交流電壓時(shí)的兩種工作狀態(tài)d圖（10）MCR的磁通波形和磁化曲線華電瑞能（北京）電力技術(shù)有限公司http:/www.rene-第14頁(yè)共29頁(yè)可以看出，在所有工作情況下，勵(lì)磁回路所產(chǎn)生的直流控制磁通在兩個(gè)半鐵心柱內(nèi)形成閉環(huán)，不向外流出；再者，電抗器的工作繞組和控制繞組合二為一，以自耦形式工作，使得電抗器

30、的總體結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化并有利于減小電抗器的運(yùn)行損耗。2、MCR的基本特性1）伏安特性圖（11）MCR電流電壓特性曲線MCR的電流電壓特性如圖（11）所示，圖中橫坐標(biāo)為基波電流幅值標(biāo)幺值，基準(zhǔn)值為額定電壓下的基波電流幅值，縱坐標(biāo)為電壓幅值標(biāo)幺值，基準(zhǔn)值為額定電壓。由圖可見可控電抗器輸出電流隨控制角增加而減少，而且很重要的一點(diǎn)，在相同的控制角度下，電壓與電流的比基本相同，也就是說(shuō)MCR與飽和電抗器的特性不同，呈現(xiàn)出了良好的恒阻抗特性，這大大簡(jiǎn)化了控制的復(fù)雜性，提高了控制性能。2）控制特性華電瑞能（北京）電力技術(shù)有限公司http:/www.rene-第15頁(yè)共29頁(yè)圖（12）給出了控制角與額定電壓下基波

31、電流標(biāo)幺值的對(duì)應(yīng)曲線，虛線為計(jì)算值，實(shí)線為實(shí)際值。圖中橫坐標(biāo)為SCR的控制角度，縱坐標(biāo)為電抗器在額定電壓下的基波電流標(biāo)幺值，基準(zhǔn)值為額定基波電流幅值。隨著控制角的增大，電抗器電流減小，電感增大，電抗器的電流值與控制角具有明顯的非線性。由此可見，可控電抗器輸出電流（容量）隨控制角增加而減少。圖（12）MCR控制特性曲線3）響應(yīng)時(shí)間從圖（12）、圖（13）可以看出，電抗器從空載到滿載或從滿載到空載，有一個(gè)調(diào)整過(guò)程，經(jīng)實(shí)測(cè)，正常情況下，從零電流直接給定到額定電流，大約需要0.3s左右。如果不采用合理的勵(lì)磁方法，將無(wú)法滿足快速補(bǔ)償無(wú)功沖擊負(fù)荷的需求。所以采取合理的勵(lì)磁方法，成為提高響應(yīng)速度的關(guān)鍵問(wèn)題。

32、為提高M(jìn)CR的控制響應(yīng)時(shí)間，有兩種方案可供擇選，一是提高勵(lì)磁回路的工作電壓，提高勵(lì)磁系統(tǒng)容量，達(dá)到快速調(diào)節(jié)一次系統(tǒng)電流的目的；但是這樣做會(huì)增加控制系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，損耗也會(huì)隨之增加，而且勵(lì)磁電流與電壓成平方的關(guān)系增長(zhǎng)，隨著MCR容量的增加，勵(lì)磁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造難度增大，成本增加，運(yùn)行華電瑞能（北京）電力技術(shù)有限公司http:/www.rene-第16頁(yè)共29頁(yè)可靠性下降，一般不采取這種勵(lì)磁方式。二是設(shè)計(jì)專門的快速勵(lì)磁系統(tǒng)，比如LC快速勵(lì)磁電路，利用電容器中存儲(chǔ)的電荷，半個(gè)周期內(nèi)就可以轉(zhuǎn)換到勵(lì)磁繞組上的工作原理，可以達(dá)到快速勵(lì)磁的理想效果；用這種電路設(shè)計(jì)的快速勵(lì)磁系統(tǒng)，其響應(yīng)時(shí)間已達(dá)到了10ms，完全滿

33、足因負(fù)荷無(wú)功沖擊造成電壓閃變的治理響應(yīng)速度要求。圖（13）MCR加載和減載過(guò)渡過(guò)程一次電流實(shí)測(cè)波形4）諧波特性MCR產(chǎn)生的諧波如圖（14）所示，橫坐標(biāo)為磁飽和度，縱坐標(biāo)為諧波電流標(biāo)么值?？梢钥闯觯娍蛊麟娏鞯牡趎次諧波分量具有n個(gè)零值點(diǎn)和(n-1)個(gè)極值點(diǎn)，且各次諧波的最大極值點(diǎn)均靠近。由圖可以看出最大3次諧波電流為額定基波電流約7%，5次諧波電流為2.5左右。在三相對(duì)稱系統(tǒng)里，通過(guò)構(gòu)成三角形接法，3次諧波不會(huì)流向電力系統(tǒng)，而且，如果采用多重化接法，THDI可以降低到1.2%左右，甚至更低；在合適的飽和度下，諧波電流的含量還會(huì)進(jìn)一步降低。完全能夠達(dá)到電網(wǎng)對(duì)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的要求。華電瑞能（北京

34、）電力技術(shù)有限公司http:/www.rene-第17頁(yè)共29頁(yè)圖（14）MCR的諧波特性五、MCR在電網(wǎng)中的實(shí)際應(yīng)用從MCR的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理和基本特性可以看出，無(wú)論是工作性能還是系統(tǒng)構(gòu)成，與TCR相比都有著得天獨(dú)厚的巨大優(yōu)勢(shì)；另外，現(xiàn)代電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償，正向著優(yōu)化、動(dòng)態(tài)和平滑調(diào)節(jié)方向發(fā)展，MCR順應(yīng)了時(shí)代的潮流，為其提供了一個(gè)優(yōu)異的發(fā)展平臺(tái)。MCR的出現(xiàn)改變了無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)、設(shè)備的現(xiàn)有格局，必將對(duì)該行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)劃時(shí)代的技術(shù)革命。1、利用MCR改造變電站固定式或集合式并聯(lián)電容器（FC+MCR）在早期的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備中，因負(fù)荷背景和控制技術(shù)等原因，采用固定電容器組或集合式電容器的補(bǔ)償方式較多。補(bǔ)

35、償容量動(dòng)輒幾十甚至上百兆乏，固定運(yùn)行于供電中。由于其補(bǔ)償容量無(wú)法自動(dòng)調(diào)節(jié)，引起系統(tǒng)高負(fù)荷時(shí)欠補(bǔ)低負(fù)荷時(shí)過(guò)補(bǔ)的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，給系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)很大的影響；而且，隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)設(shè)備的容量在不斷增大，它們的投入和退出對(duì)電網(wǎng)造成的無(wú)功波動(dòng)也越來(lái)越嚴(yán)重，進(jìn)一步加重了補(bǔ)償設(shè)備在系統(tǒng)運(yùn)行中造成的被動(dòng)局面。有些補(bǔ)償設(shè)備由于這種情況的存在，不得已退出運(yùn)行，形成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。利用MCR快速動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)感性無(wú)功輸出這一特點(diǎn)，抵消因負(fù)荷變動(dòng)形成過(guò)補(bǔ)償?shù)娜菪詿o(wú)功，始終保持電網(wǎng)無(wú)功平衡，可以彌補(bǔ)固定電容器組或集合式電容器的功能缺陷。華電瑞能（北京）電力技術(shù)有限公司http:/www.rene-第18頁(yè)共2

36、9頁(yè)圖（15）描述了利用MCR改造固定電容器組或集合式電容器的主接線原理圖。從圖中可以看出，MCR并接于原有并聯(lián)電容器支路上，與電容器支路共用一個(gè)出線開關(guān)，MCR支路設(shè)置進(jìn)線隔離開關(guān)，便于檢修和維護(hù)；MCR本體可以安裝于戶外或戶內(nèi)適當(dāng)位置，通過(guò)電纜與系統(tǒng)連接，由于MCR的安裝要求與油浸式變壓器基本相同，具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，占用的安裝空間不大，改造工程量很小；控制部分視情況安裝于主控室或其他戶內(nèi)位置，系統(tǒng)信號(hào)由于采用了光纖傳輸，抗干擾能力較強(qiáng)，安裝距離對(duì)系統(tǒng)的影響也不大。其詳細(xì)設(shè)計(jì)方案請(qǐng)參見附錄中的應(yīng)用案例。綜上所述，利用MCR改造固定電容器組或集合式電容器不但技術(shù)上成熟可靠，同時(shí)還具

37、備施工簡(jiǎn)單、投資小等一系列特點(diǎn)，與其他類型的SVC相比具有無(wú)與倫比的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)。這種改造不但使閑置的資源得到充分的利用，從深遠(yuǎn)意義上講能夠?qū)﹄娋W(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起到舉足輕重的重要作用。進(jìn)線TA主變出線TAMCR支路FC支路圖（15）FC+MCR型SVC主接線圖華電瑞能（北京）電力技術(shù)有限公司http:/www.rene-第19頁(yè)共29頁(yè)2、MCR與PF支路組成濾波型SVC（PF+MCR）由電容器、電抗器和電阻器等無(wú)源元件組成的電力系統(tǒng)濾波設(shè)備，對(duì)減小非線性負(fù)載產(chǎn)生的諧波污染，具有顯著的作用；無(wú)源濾波設(shè)備的設(shè)計(jì)基本原則之一，就是針對(duì)特定次數(shù)諧波提供一個(gè)比系統(tǒng)阻抗還要小的通道，使得諧波通過(guò)這些

38、低阻抗通道被消耗，不會(huì)向供電系統(tǒng)內(nèi)傳播。PF在設(shè)計(jì)時(shí)不但要充分考慮系統(tǒng)供電特征，還要認(rèn)真分析負(fù)荷用電規(guī)律，同時(shí)兼顧電容器經(jīng)濟(jì)設(shè)計(jì)容量，設(shè)計(jì)計(jì)算工作量可想而知，這只是建立在理論分析基礎(chǔ)上的設(shè)計(jì)，實(shí)際工程情況往往要復(fù)雜的多。實(shí)踐證明，雖然經(jīng)過(guò)反復(fù)的計(jì)算求證，實(shí)際應(yīng)用時(shí)的效果也只能滿足在某一設(shè)定范圍內(nèi)符合系統(tǒng)要求。為保證取得較好的濾波效果，有些設(shè)計(jì)方法的原則是：在保證系統(tǒng)無(wú)功平衡的基礎(chǔ)上，盡可能加大PF支路基波補(bǔ)償容量，使PF支路在完成濾波功能的基礎(chǔ)上同時(shí)兼顧對(duì)系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償。此時(shí)PF支路輸出的基波容性無(wú)功是固定不變的，效果與固定補(bǔ)償相同，無(wú)法與負(fù)荷變動(dòng)相匹配，形成欠補(bǔ)和過(guò)補(bǔ)現(xiàn)象，諧波得到了治理，同

39、時(shí)又帶來(lái)更加嚴(yán)重的無(wú)功問(wèn)題，對(duì)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)得不償失。MCR支路5次單調(diào)諧濾波支路7次單調(diào)諧濾波支路11次單調(diào)諧濾波支路13次高通濾波支路圖（16）PF+MCR型SVC主接線圖為了避免這種問(wèn)題的發(fā)生，如圖（16）所示，利用MCR快速動(dòng)態(tài)平滑調(diào)節(jié)感性無(wú)功輸出的特性，吸收多余的基波容性無(wú)功，使系統(tǒng)無(wú)功達(dá)到平衡，能夠從根本上解決上述問(wèn)題，同時(shí)也簡(jiǎn)化了PF的設(shè)計(jì)復(fù)雜性。采用MCR組成的PF+MCR型SVC在實(shí)際應(yīng)用中的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，證明了以上分析，取得了良好的濾波和補(bǔ)償效果。華電瑞能（北京）電力技術(shù)有限公司http:/www.rene-第20頁(yè)共29頁(yè)3、MCR與MSC組成實(shí)用型SVC（MSC+MCR）前面

40、提到了機(jī)械投切電容器組（MSC），實(shí)現(xiàn)了有級(jí)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無(wú)功的補(bǔ)償方式，不能根據(jù)負(fù)荷變化情況進(jìn)行快速、平滑調(diào)節(jié)；在負(fù)荷成緩慢周期性變化的場(chǎng)合應(yīng)用尚可，一旦遇到變化周期快或負(fù)荷波動(dòng)頻繁的供電系統(tǒng)，則明顯的感到無(wú)能為力，不是因?yàn)轭l繁投切導(dǎo)致開關(guān)設(shè)備故障率高，就是由于跟不上負(fù)荷的變化速度，起不到應(yīng)有的補(bǔ)償作用。因此，電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償方式應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)供電特征和負(fù)荷變化情況進(jìn)行有目的的選擇，一是避免不應(yīng)有的功能過(guò)剩，二是避免設(shè)備達(dá)不到預(yù)期的補(bǔ)償性能。利用MCR與MSC組成的MSC+MCR型SVC設(shè)備，既保持了MSC的補(bǔ)償特點(diǎn)，又有快速、平滑動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)無(wú)功的功能優(yōu)勢(shì)，補(bǔ)償方式靈活多變；更值得一提的是，由于MSC

41、部分容量可變，MCR的容量只需接近MSC部分單組最大容量，就能達(dá)到合理的補(bǔ)償要求，MCR容量的降低使得設(shè)備的總體造價(jià)降低，同時(shí)運(yùn)行損耗也大大降低，可以說(shuō)一舉多得。進(jìn)線TA主變出線TAMCR支路第一組第二組MSC第三組第四組圖（17）MSC+MCR型SVC主接線圖華電瑞能（北京）電力技術(shù)有限公司http:/www.rene-第21頁(yè)共29頁(yè)圖（17）為MSC+MCR型SVC主接線圖，可以看出，與FC+MCR和PF+MCR相比，在電容器組的每個(gè)支路中都采用了投切開關(guān)，控制系統(tǒng)按規(guī)定的算法投入或退出電容器組，MCR支路始終保持吸收多余的容性無(wú)功。MSC部分按系統(tǒng)特點(diǎn)既可以使等容分配也可以是比容分配。

42、4、TSC與MCR組成快速型SVC（TSC+MCR）為了適應(yīng)更加快速的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，在上述MSC+MCR的基礎(chǔ)上，將MSC部分設(shè)計(jì)為可控硅投切方式（TSC），組成了TSC+MCR型SVC，具有快速跟蹤補(bǔ)償系統(tǒng)無(wú)功的特點(diǎn)，適用于因無(wú)功沖擊造成電壓閃變的治理。圖（18）為其主接線圖?？紤]到TSC支路閥組性能和制造成本等因素，這種類型的SVC設(shè)備一般用于低壓系統(tǒng)。ACNMCR支路第一組第二組第三組圖（18）TSC+MCR型SVC主接線圖5、用MCR代替并聯(lián)電抗器常規(guī)的并聯(lián)電抗器已在我國(guó)500kV電網(wǎng)中普遍應(yīng)用，是補(bǔ)償容性無(wú)功和限制操作過(guò)電壓的一種重要設(shè)備。特高壓線路中的潮流變動(dòng)很大，在傳輸功率接近自然功

43、率時(shí)無(wú)功自我補(bǔ)償，電抗器應(yīng)予切除。但是，如果發(fā)生故障操作，失去電抗器的長(zhǎng)線路會(huì)產(chǎn)生不能允許的工頻和操作過(guò)電壓，為此我國(guó)的超高壓電抗器長(zhǎng)期接入不予切除，這時(shí)無(wú)功差與輸電功率的特性將往下移，當(dāng)線路輸送的功率接華電瑞能（北京）電力技術(shù)有限公司http:/www.rene-第22頁(yè)共29頁(yè)近自然功率時(shí)會(huì)造成較大的附加損耗和降低線路電壓。正如前文所言，在輕負(fù)荷時(shí)，500kV系統(tǒng)產(chǎn)生的充電無(wú)功注入220kV系統(tǒng)造成電壓偏高，而在高峰負(fù)荷時(shí)，由于無(wú)功電源不足，使得電網(wǎng)電壓又偏低，而解決這里所說(shuō)的無(wú)功電源，需要的是具有自動(dòng)、動(dòng)態(tài)、連續(xù)調(diào)節(jié)能力的無(wú)功電源，只有這樣的無(wú)功電源才能在保證經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的同時(shí)，保證系統(tǒng)的安

44、全運(yùn)行。MCR可平滑地改變補(bǔ)償功率。隨著傳輸功率的增加，MCR的容量相應(yīng)平衡地從額定值減小到接近于零。同時(shí)，在MCR的全部容量調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，當(dāng)線路操作而發(fā)生暫態(tài)過(guò)程時(shí)，其強(qiáng)補(bǔ)效應(yīng)能將過(guò)電壓限制在很低水平。因此，特高壓并聯(lián)可控電抗器兼具無(wú)功補(bǔ)償和過(guò)電壓限制兩個(gè)功能，顯示其巨大的技術(shù)優(yōu)越性。6、用單相MCR和接地變壓器組成中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的消弧裝置在中性點(diǎn)不接地電力傳輸系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，由于線路對(duì)地電容的存在，在接地點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生電容電流，并且將會(huì)伴隨產(chǎn)生間歇的電弧。這種電容電流和間歇的電弧危害性極大，它會(huì)誘發(fā)諧振過(guò)電壓，破壞系統(tǒng)的絕緣，使保護(hù)裝置誤動(dòng)作等。在中性點(diǎn)加裝消弧線圈，可以有效地熄滅

45、這種電弧。因而在不接地電力傳輸系統(tǒng)中消弧線圈得到廣泛的應(yīng)用。目前廣泛使用的消弧線圈大都是調(diào)匝式電感線圈。電感量不能連續(xù)可調(diào)，而且電容電流不是在線測(cè)量，難以對(duì)電網(wǎng)電容電流作出預(yù)期補(bǔ)償，故單相接地故障時(shí)的電流較大，電弧不易熄滅，過(guò)電壓水平較高。利用MCR電感連續(xù)可調(diào)的原理組成消弧線圈，可以達(dá)到對(duì)地電容電流較理想的補(bǔ)償。單相接地時(shí)的電容電流和當(dāng)時(shí)環(huán)境有密切的關(guān)系，控制系統(tǒng)采用在線實(shí)時(shí)檢測(cè)電容電流大小，隨時(shí)調(diào)節(jié)消弧線圈的電感，從而保證了理想的補(bǔ)償效果，達(dá)到快速熄弧的目的?？傊S著變壓器和電抗器制造技術(shù)的不斷進(jìn)步，MCR在電網(wǎng)中的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛，MCR型SVC設(shè)備的性能也將得到進(jìn)一步的提高；因此，作為靜止式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的佼佼者，有著無(wú)比優(yōu)越的廣闊應(yīng)用前景。六、BKCK系列MCR選型設(shè)計(jì)資料1、BKCK系列MCR結(jié)構(gòu)參數(shù)華電瑞能（北京）電力技術(shù)有限公司http:/www.rene-第23頁(yè)共29頁(yè)BKCK系列磁閥式可控電抗器外形結(jié)構(gòu)見圖（19）所示，不同容量和耐壓等級(jí)的結(jié)構(gòu)參數(shù)見表一所示。BKCK系列MCR選型參數(shù)