襄陽源創(chuàng)電氣有限公司小王告訴我們：隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，對電力的需求日益增加，近年來，我國電網(wǎng)正朝著大容量、高電壓的方向發(fā)展，從單一的地方小電網(wǎng)逐漸發(fā)展成為大區(qū)域聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。同時(shí)，大容量、大規(guī)模電力系統(tǒng)所面臨的問題也日益突出，電力系統(tǒng)穩(wěn)定性一旦遭到破壞，必將造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和災(zāi)難性的后果[1-2]。電力系統(tǒng)的各節(jié)點(diǎn)無功功率平衡決定了該節(jié)點(diǎn)的電壓水平，由于當(dāng)今電力系統(tǒng)的用戶中存在著大量無功功率頻繁變化的設(shè)備;如軋鋼機(jī)、電弧爐、電氣化鐵道等。同時(shí)用戶中又有大量的對系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性有較高要求的精密設(shè)備：如計(jì)算機(jī)、醫(yī)用設(shè)備等。因此迫切需要對系統(tǒng)的無功功率進(jìn)行補(bǔ)償。

 

    在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)負(fù)荷變化的需要，電容器分組投入或切除，即使用開關(guān)設(shè)備如接觸器分級地調(diào)節(jié)無功功率。其中10kv無功補(bǔ)償裝置目前主要采用整組投入，此種方法使用中不靈活，損耗大[3-4]。因此，開發(fā)動態(tài)的功補(bǔ)償裝置必將成為此領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。可控硅動態(tài)功補(bǔ)償裝置(Static　Var　Compensator)利用晶閘管可控硅的開關(guān)原理，瞬時(shí)地改變無功功率，用以補(bǔ)償或吸收負(fù)載所需的無功。它的最大特點(diǎn)是可以連續(xù)地調(diào)節(jié)無功功率的輸出，達(dá)到無沖擊補(bǔ)償。由于能實(shí)現(xiàn)無沖擊補(bǔ)償，可控硅動態(tài)功補(bǔ)償裝置能避免普通電容器投切時(shí)所引起的系統(tǒng)諧振，提高電能質(zhì)量[5-6]。低壓動態(tài)功補(bǔ)償裝置在國內(nèi)已有多個(gè)廠家開發(fā)成功并運(yùn)用于生產(chǎn)，但10kV的動態(tài)功補(bǔ)償裝置在國內(nèi)尚未有成功運(yùn)行案例。

 

    目前，10kV無功補(bǔ)償裝置均采用整組投入或切出，不能靈活調(diào)節(jié)。本文研究了采用FC+TCR 型無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行穩(wěn)定電壓，避免了電力系統(tǒng)沖擊型負(fù)荷對電能質(zhì)量的影響。

 

    2 動態(tài)無功補(bǔ)償的基本原理

 

    動態(tài)無功補(bǔ)償指使用晶閘管的靜止型動態(tài)無功補(bǔ)償裝置，動態(tài)無功補(bǔ)償 的補(bǔ)償原理是通過控制晶閘管觸發(fā)角，改變接入系統(tǒng)中的 動態(tài)無功補(bǔ)償?shù)刃щ娂{的大小，從而使動態(tài)無功補(bǔ)償達(dá)到調(diào)節(jié)無功功率的目的。采用晶閘管控制的靜止動態(tài)無功補(bǔ)償裝置根據(jù)晶閘管控制對象主要可以分為晶閘管投切電容器(TSC)和晶閘管控制電抗器(TCR)，以及混合式(TCR+TSC)等類型。

 

    動態(tài)無功補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償原理是通過控制晶閘管觸發(fā)角，改變接入系統(tǒng)中的動態(tài)無功補(bǔ)償?shù)刃щ娂{的大小，從而使動態(tài)無功補(bǔ)償達(dá)到動態(tài)調(diào)節(jié)無功功率的目的。TCR晶閘管控制電抗器的電流波形和接線圖如圖1所示。Th1、Th2為兩個(gè)反并聯(lián)的晶閘管，分別在電源電壓波的兩個(gè)半周內(nèi)導(dǎo)通,控制觸發(fā)角α在90°~180°范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。

 

    90°時(shí)產(chǎn)生的感性無功最大，180°時(shí)產(chǎn)生的感性無功為零。由于電抗器是純感性負(fù)荷,因此電流滯后電壓90°，產(chǎn)生了感性無功。TCR相控電抗器由晶閘管的閥串和電抗器串聯(lián)構(gòu)成，三相接線形式大都采用三角形連接。另外工程實(shí)際中當(dāng)容量較大時(shí)將電抗器分為等容量的兩部分，串接在晶閘管閥串的兩端，這樣可使得晶閘管在電抗器損壞時(shí)得到額外的保護(hù)。

 

    由于單獨(dú)的TCR只能吸收感性的無功功率，因此往往與并聯(lián)電容器配合使用，使得總的無功功率為與并聯(lián)電容器無功功率抵消后的凈無功功率，因而可以將補(bǔ)償器的總體無功電流偏置到可吸收容性無功的范圍內(nèi)。在 FC+TCR 中，電容器容量為負(fù)載所需要的無功總?cè)萘?，而電感為可變電感?/div>