研究型作业-静止无功补偿器.ppt

静止无功补偿器（svc）结构、原理及应用,小组成员： 彭明聪 08292039 韦义林 08292045 魏远乐 08292046 王彦博 08292044,静止无功补偿器( SVC)作为一种重要的并联用户电力设备，在理论上能替代常规的电压和无功控制元件，具有功能强大、响应速度快等特点，是现阶段配电网无功补偿和电能质量控制的研究热点之一。 下面主要从结构、原理和应用这三方面来详细介绍静止无功补偿器。,无功补偿的简介：,电力系统网络中无功功率的消耗： （1）大多数负荷需要消耗无功功率，如异步电动机、变压器等 （2）网络元件的阻抗主要是感性的，所以大多数网络元件消耗无功功率 （3）大量使用的电力电子装置特别是各种相控装置也需要大量的无功功率 电力系统网络中无功功率的产生： 网络元件和负荷所需要的无功功率必须从网络中某个地方获得。显然，这些无功功率可由发电机提供。,问题：发电机的无功功率不能满足网络的无功消耗？ 解决方案： （一）发电机增加无功功率的产生 受到限制： （1）但是无功功率的输送要求送电端和受电端的电压有一幅值差，这只能在很窄的范围内实现， （2）受到发电机额定功率的限制， （3）无功功率的增加将减少发电机输出的有功功率， （4）无功电流沿线路传输还将带来附加损耗， 所以由发电机提供无功功率是非常不经济的一种做法。 （二）无功补偿器 产生无功功率，补偿网络中无功的不足。,静止无功补偿器的简介：,静止无功补偿器(SVC)简称静止补偿器， （1）是80年代发展起来的新技术。 （2）是一种没有旋转部件，快速、平滑可控的动态无功功率补偿装置。 （3）它是将可控的电抗器和电力电容器并联使用。电容器可发出无功功率（容性的），可控电抗器可吸收无功功率（感性的），通过对电抗器进行调节，可以使整个装置平滑地从发出无功功率改变到吸收无功功率。 （4）将它装设于高压输电系统可以控制长距离输电线路甩负荷、空载效应等引起的动态过电压，改善系统的稳定性，抑制系统的功率振荡。,（5）它对调节负荷功率因数、稳定和平衡系统电压、消除流向系统的高次谐波电流、平衡三相负荷等也有显著的效果。 （6）传统无功补偿用断路器或接触器投切电容，SCV用可控硅等电子开关，没有机械运动部分，所以叫静态无功补偿装置。,静止无功补偿器的结构,通常的SVC组成部分为 1.固定电容器和固定电抗器组成的一个无功补偿加滤波支路，该部分适当选择电抗器和电容器容量，可滤除电网谐波，并补偿容性无功，将电网补偿到容性状态。 2.固定电抗器 3可控硅电子开关 可控硅用来调节电抗器导通角，改变感性无功输出来抵 补偿滤波支路容性无功，并保持在感性较高功率因数。,静止无功补偿器的原理,原理： （1）电容器C是固定值，所以超前的无功功率QC为固定值 （2）通过调整可控硅的导通角控制滞后无功功率QL （3）负载滞后且其无功功率QF变化时，通过调节导通角，使SVC总的无功QZ=QC-QL发生变化。 （4）当负荷Q增大时，TCR产生的无功功率Q减小；当负载QF减少时，TCR产生的无功功率QL增加。,静止无功补偿器的原理,原理： （5）即不管负载的无功功率如何变化，总要使由系统供给的无功功率QS=QF+QL-QC 近似等于常数，以抑制负载波动所造成的系统电压波动和闪变 SVC中的可控部分（TCR）：,静止无功补偿器的原理,SVC中的可控部分（TCR）： （1）由可控硅阀和空心线性电抗器构成 （2）控硅的触发角可在90o180o范围内变化， 使TCR的无功功率Q从100%变化到0 （3）TCR触发角和导通角之间的关系式： （4） TCR基波电流有效值为：,重点介绍： TCR触发角和导通角之间的关系,感性负载无功功率为Qz， FC支路输出容性无功功率Qc，TCR支路输出感性无功功率， 则该系统总无功功率为 通过调节TCR晶闸管阀的控制角，便可无级调节 使Qs保持为规定的数值，以实现系统无功功率自动补偿和功率因数控制的目的。,TCR输出的无功功率 等于其额定基波电流 （或称电抗器电流）与额定电源电压U的乘积，即 当补偿系统工作时，TCR电源电压加在阀组和电抗器上（U = U T+ U L） 相应的输出无功功率分别为 和 阀组元件常承受全部的电源电压，故其装置容量总是按补偿的全容量考虑；电抗器上流过的电流虽然与阀组上的相同，但因只承受部分电源电压，故其装置容量将小于TCR额定补偿容量。 晶闸管T1和T2反并联后与电抗器串联接于交流电源, 设电源电压 当正向晶闸管T1在移相控制角处触发导通（/2）时, TCR回路将产生由零增至最大后再减小为零的过渡电流，电流导通角的范围宽度为 。 同样，反向晶闸管T2也产生相同形式的反向电流。 -(1) 式中： ,因电抗器电抗大、电阻小(R0），故Z=L=XL ;0,=/2，则式（1）可简化为： 令i=0，则电流导通角的宽度为： 由图b可见，i为不连续的周期函数，正负半波完全对称。对于电抗器电流，存在 i(t)=i(-t)和i(t)=-i(t+)关系，表明电流谐波中无 正弦项与偶次项；对于电抗器电压，则uL(t)=-uL(-t) 和uL(t)=-uL(t+)，表明电压谐波中无余弦项与偶次项,三、静止无功补偿器的应用 静止无功补偿器在低压供配电系统中广泛应用于电压调整、改善电压水平、减少电压波动、改善功率因数、抑制电压闪变、平衡不对称负荷，静止无功补偿器配套的滤波器能吸收谐波和减小谐波干扰等。在超高压输电系统中，静止无功补偿器的作用是提供无功补偿、调整电压，改善系统电压水平，改善电力系统的动态和暂态稳定性，抑制工频过电压等。 国外某些发达工业国家对SVC的研究起步较早，已有成套装置在电网和企业中投运。例如国外知名的电气厂商ABB、GB、SIEMENS都有技术较为成熟的规格系列化产品。我国对SVC的研发起步较晚，但