晶闸管控制电抗器TCR型SVCppt课件.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 Vsin t 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 i t 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所示为不同次数谐波幅值随触发角 的变化 可以看出 不同次数的谐波并不在