晶闸管控制电抗器(TCR)型SVC

1、SVC补偿原理图 QL t Qc QR QR+QC t SVC控制原理 Q QR R 由由TCRTCR提供的无功功率；提供的无功功率； Q QC C由由FCFC提供的无功功率；提供的无功功率； Q QL L负荷需要的无功功率；负荷需要的无功功率； Q QN N由母线提供的无功功率；由母线提供的无功功率； 当无功为正是表示感性无功，为负时表示容性无功。当无功为正是表示感性无功，为负时表示容性无功。 QN=QR+QC+QL t t t t 晶闸管控制电抗器晶闸管控制电抗器(TCR)(TCR)原理原理 TCR TCR单相接线图单相接线图 TCRTCR系统接线图系统接线图 晶闸管控制电抗器(TCR)工

2、作原理 通过控制晶闸管的触发角， 改变晶闸管的导通角 得到不同的电流(图中红色波形) 蓝色波形为其基波分量 控制TCR发出不同的无功功率， 达到维持电网总的无功功率 稳定的目的。 发出控制信号及触发脉冲发出控制信号及触发脉冲 改变回路导纳，从而改变回路导纳，从而 改变感性无功改变感性无功 SVCSVC动态回路动态回路(TCR)(TCR)工作过程工作过程 控制系统控制系统 晶闸管阀组 TCRTCR电抗器电抗器 SVCSVC组成组成 滤波器(FC) 晶闸管控制 电抗器(TCR) l 提供固定容性无功，滤除谐波电流 l 提供大小可调的感性无功 l 控制TCR发出感性无功大小全数字控制 系统 静止型动

3、态无功补偿器（静止型动态无功补偿器（SVCSVC）的构成）的构成 滤波电抗器 滤波电容器 差流互感器 相控电抗器阀组室 现场平面图 为供电系统提供连续的无功功率，恒定的功率因数，无“过补”,“欠补” 现象 消除谐波，减少谐波电流对电网及设备的损害 响应速度快,可抑制电压波动及闪变，稳定电压 消除电压三相不平衡度 治理负序电流 SVCSVC优点优点 SVC是TCR与FC的结合,因此兼具二者的优点,二者的结合又 使彼此的缺陷得到弥补，形成了最理想的电能治理设备 TCR原理原理 n如图 1 所示，基本的单相 TCR 由反并联的一 对晶闸管 nT1、T2 与一个线性的空心电抗器串联组成。 反并联的一对

4、晶 n闸管就像一个双向开关，T1 在供电电压 Vs 的正半波导通，T2 n在供电电压 Vs 的负半波导通。TCR 的触发角 可控范围是 n90- 180，但是当 Vs 并非是纯正的正弦 波时，触发角的可 n控范围应为 105- 165，以防止触发失败。 如图 2 所示，TCR n中的电流呈非连续脉冲形式，对称分布于正半 波和负半波。图 n2 中实线为 TCR 的电压，虚线为 TCR 的电流。 通过调节 TCR n的触发角 ，可以连续的调节 TCR 输出的基 波电流，从而改 n变 TCR 输出的无功功率。 TCR的特性的特性 n如图 1 所示，设电源电压的表达式为： nVs=Vsint （1）

5、n其中 V是所加电压的峰值； 是角频率。则 TCR 的电流可用如下微分方程描述： n由边界条件 （it=）=0，解式（2）可得： n利用傅立叶级数将式（3）分解，可以求得 TCR 基波电流幅值为： n也可以将 TCR 等效为一个可控电纳，由式（4） 可以求出其表达式为： n如图 3 所示为 TCR 电纳 B nTCR n的控制特性，通过 改变 TCR n的相控角 就可以 改变 TCR 的等效 电纳。因为所加的 交流电 n是恒定的，所以 TCR 发出的感性无 功功率就可以由 来控 n制。 n三相TCR及其谐波 n如图 5 所示，三相 TCR 一般由三个单相 TCR 按三角形连接而成，组成 6 脉

6、波三相 TCR。在实际 6 脉波三相 TCR 电路中，电 抗器往往被拆成两半，分别放置在反并联 的晶闸管两端，以防止当电抗器的两端发 生短路时，整个交流电压加到晶闸管两端， 而导致其损坏。 n图 6 还给出了三相 TCR 的线电流波形，如 果三相电压是 n平衡的，三个电抗器是相同的，而且所有 的晶闸管是对称触发 n的，即每相的触发角相同，那么在正半波 和负半波就会出现对 n称的电流脉冲，因而只产生奇次谐波，并 且三次及三的倍数次 n谐波构成的零序系统，由于其相位相同， 而阻止了三次及三的 n倍数次谐波流入输电线路。 n利用傅立叶级数分解，可以由式（3）得出单相 TCR 的各次谐波， n其中 0/2。由于三相 TCR 的三次谐波相互 抵消， n所以，三相 TCR 的线电流中不含三次及三的倍数 次谐波。另 n外，不管是对线电流还是对相电流，谐波电流占 基波电流的百 n分比都是