TCR课程设计文库

设计任务书4

晶闸管可控电抗器（TCR）电路的设计12016-8-20设计任务

设计一个TCR型式的三相低压动态无功补偿系统主电路，实现冲击性负荷的无功功率的跟随性补偿。设计条件与指标1、三相交流低压系统，额定电380V/220V；2、TCR额定输出功率500kva

r；3、三相电源电压对称，三相负荷平衡且对称22016-8-20设计方案方案一（TCR为Y型接法）32016-8-20方案二（TCR为三角形接法）三相电源三相对称负载TCR方案比较（与Y型接法相比，三角形接法的优缺点）优点：1、谐波少。由于三相对称负载相电流中3的整数倍次谐波的相位和大小都相同，所以他们只在三角形回路内流动，而不出现在线电流中。因此，三角形连接电路线电流中谐波含量少于三相三线星形电路。2、控制方便。三角形接法中，TCR每一相所承受的电压为线电压，故可以按照单相控制的方法来分析控制。52016-8-20缺点：晶闸管承受的电压高通过比较，选取方案二参数计算根据需要补偿的无功功率计算出TCR电路电抗额定相电压U

N

220

VTCR额定输出功率由得QN

500Var)262016-8-20(

3U

Q

N

N

L

39U

2

9U

2L

N

N

0.0027

QN

2

fQN根据每项负载的无功功率、阻抗角和电阻电抗的关系计算出负载电阻和电容。令负载阻抗角为45度，即

45oR

Ctan

1

1

CR

1

由得sinQU

2所以又因为3R

2

(

1

)2

N

sin

N

CR

N

0.1452

2QNC

1

1

0.022F

R2

fR72016-8-203U

2

sin

通过比较，选取方案二Time

(s)00.020.040.06

0.08

0.1Time

(s)1.5K1K0.5K0K-0.5K-1K-1.5K仿真结果为：VAR_LOAD

VAR_TCR负载损耗无功和TCR补偿无功相等600K400K200K0K-200K-400K-600K0

0.020.040.060.08

0.1IaVa补偿后电压和电流的相位基本保持同步由于方案二补偿无功不能随着负载无功损耗的变化而变化，故对方案二改进如下：92016-8-20控制角计算模块说明会得到一个脉冲波

这个脉冲波形的脉宽先将一相的负载电流和负载电压通过电流和电压互感器读入。再将读入的

vd和i

d与零进行比较将他们的波形变为方波。然后，将得到的两个方波进行比较便会得到一个脉冲波，这个脉冲波形的脉宽就反映了vd和i

d之间的角度（阻抗角）。通过乘除法模块就可以计算出一相的无功功率。由于负载为三相对称的，故总无功功率为一相的三倍。通过dl

l模块，运用程序查表得到该无功所对应的α角（单位为角度）。102016-8-20触发脉冲产生模块说明信号

值

门控信号通过α控制器产生触发脉冲α控制器：有三个输入，同步信号、α值、门控信号。同步信号由低到高的转变（0到1

），提供了同步，并且与α角等于零的时刻相一致。会产生触发脉冲，并传到晶闸管。α角的数值会即时更新。112016-8-20仿真结果00.020.040.060.10.120.140.16Ti (

)4020060S4.V310080控制角计算模块计算出的α角负载无功为500Var时α=600.08Tim

e

(s)0.020.030.040.060.070.080.05Tim

e

(s)0.80.60.40.201S2.1S2.2S2.3S2.4S2.5S2.6产生的触发脉冲同步信号与触发脉冲的对应关系00.020.040.060.08Tim

e

(s)0.10.120.140.16600K400K200K0K-200K-400K-600KVAR31VAR32负载损耗无功500kvarTCR补偿无功500kvar00.020.040.060.10.120.140.160.08T

im

e

(s

)0K-1K-2K1K2KIaV1补偿后电压和电流的相位基本保持同步当负载无功损耗改变时，仿真结果：00.020.040.060.10.120.140.16Ti (

)4020060S4.V310080控制角计算模块计算出的α角00.020.040.06