晶闸管控制电抗器(TCR)型SVC.ppt

SVC补偿原理图,QL,t,Qc,QR,QR+QC,t,SVC控制原理,QR由TCR提供的无功功率；QC由FC提供的无功功率；QL负荷需要的无功功率；QN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。,QN=QR+QC+QL,t,t,t,t,晶闸管控制电抗器(TCR)原理,TCR单相接线图TCR系统接线图,晶闸管控制电抗器(TCR)工作原理,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,改变回路导纳，从而改变感性无功,SVC动态回路(TCR)工作过程,控制系统,晶闸管阀组,TCR电抗器,SVC组成,滤波器(FC),晶闸管控制电抗器(TCR),提供固定容性无功，滤除谐波电流,提供大小可调的感性无功,控制TCR发出感性无功大小,全数字控制系统,全数字控制系统,静止型动态无功补偿器（SVC）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,SVC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,如图1所示，基本的单相TCR由反并联的一对晶闸管T1、T2与一个线性的空心电抗器串联组成。反并联的一对晶闸管就像一个双向开关，T1在供电电压Vs的正半波导通，T2在供电电压Vs的负半波导通。TCR的触发角可控范围是90-180，但是当Vs并非是纯正的正弦波时，触发角的可控范围应为105-165，以防止触发失败。如图2所示，TCR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2中实线为TCR的电压，虚线为TCR的电流。通过调节TCR的触发角，可以连续的调节TCR输出的基波电流，从而改变TCR输出的无功功率。,TCR的特性,如图1所示，设电源电压的表达式为：Vs=Vsint（1）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：,由边界条件（it=）=0，解式（2）可得：,利用傅立叶级数将式（3）分解，可以求得TCR基波电流幅值为：,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：,如图3所示为TCR电纳BTCR的控制特性，通过改变TCR的相控角就可以改变TCR的等效电纳。因为所加的交流电是恒定的，所以TCR发出的感性无功功率就可以由来控制。,三相TCR及其谐波如图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。,图6还给出了三相TCR的线电流波形，如果三相电压是平衡的，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倍数次谐波流入输电线路。,利用傅立叶级数分解，可以由式（3）得出单相TCR的各次谐波，,其中0/2。由于三相TCR的三次谐波相互抵消，所以，三相TCR的线电流中不含三次及三的倍数次谐波。另外，不管是对线电流还是对相电流，谐波电流占基波电流的百分比都是一样的。如图7