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1、第二章 SC的基本原理静止同步补偿器SVC(Stic Varompnsator)被称为“静止的调相机”,是现代柔性交流输电系统（FATS)的核心构成部分,其为以变换器技术为基本的并联无功补偿FACTS设备。典型的静止无功补偿装置是使用固定电容器加晶闸管控制电抗(C和TCR),使其具有吸取和发出无功电流的能力，提高系统功率因数,稳定电压源电压。它的重要特性是通过控制TR的触发延迟角的变化,来变化补偿装置所需要的无功功率。TSC只能分组投切电容，和TCR配合使用时,才干持续调节补偿装置的无功功率。固定电容器加晶闸管控制电抗器型静止无功补偿装置能持续调节补偿装置的无功功率，且响应速度较快 。因此，可
2、以对无功功率进行迅速动态补偿。2.1 VC的基本构造SV的构造有诸多，但基本元件是晶闸管控制的电抗器和晶闸管投切的电容器。其分类如图.。图2.1 C的基本构造TR支路由电抗器和两个反向并联的晶闸管串联构成，SC支路由电容器和两个反向并联的晶闸管串联构成,其控制元件均为晶闸管。TR支路的等值基波电抗是晶闸管导通角或触发角的函数。通过调节或可以平滑地调节并联在系统的等值电抗。2.1.1 TR型SVC构成涉及四个重要构成部分:高阻抗变压器(或降压变压器)、电容器组(兼作滤波器)、晶闸管阀和调节器。长处重要有:(1)可以进行持续感性和容性无功调节单独的TC由于只能吸取感性无功功率,与并联电容器配合使用
3、,使得总的无功功率为R与并联电容器无功功率抵消后的净无功功率，因此可以将补偿器的总体无功电流偏置到可吸取容性无功的范畴内。(2）能进行分相调节降压变压器二次绕组连接成“开口星型”,中点分开，这是要使每相负载与此外两相独立,从而正序和负序的幅值可以单独控制、分相调节,可以平衡不平衡负载。（3)吸取谐波能力好并联电抗器串上小调谐电抗器还可兼作滤波器,能较好地吸取TR产生的谐波电流。(4）噪声较小（5)损耗相对较小()控制灵活性好TC型VC有多种可选择补偿方案，一种方案就是将电容器组的总容量固接在电网上,而将TCR的总容量平均分为n组小单元，根据系统无功功率的平衡规定来决定启用小补偿单元的组数及其控
4、制角。这样TCR型SVC就可以通过控制投入的组数进行粗调节,通过控制控制角进行细调节，实现平稳的无级补偿,因此整个控制过程十分灵活,并且效果也相称好。（7)动态响应时间较快(约lms)，是可以胜任多类负荷的动态无功补偿。缺陷重要有:（1)自身有谐波含量产生TCR型SVC产生的谐波重要是奇次谐波,K次谐波同相位，仅能在补偿装置的三角形接法绕组中流通，不能流入系统。流入系统中的谐波成分只是6k士1次。产生的谐波电流会使系统电压产生畸变,从而对系统及设备产生一系列的危害，因此运用TCR和改善功率因数用的电容器兼作滤波器,但这种滤波器体积大,占地多，价格贵。(2）不可直接接于超高压（3)运营维护复杂由
5、于构成部分较多并且较为复杂,TC自身的反并联晶闸管、多组F,这些虽然使得控制灵活，但也让运营维护更复杂。由于C型SVC具有反映时间快,无级补偿，运营可靠，能分相调节，能平衡有功,合用范畴广,价格较便宜等长处，实际应用最广,在控制电弧炉负荷产生的闪烁时,几乎都采用这种型式。目前国内儿乎所有的轧钢机，提高机、电力机车、电弧炉的补偿设备都采用此类型的SC。最广泛用于高压大容量无功补偿,与固定电容器或滤波器联用。可用作电压支撑,无功潮流控制，增长系统稳定性,以及减小电压波动，可分相调节,有对称化功能。目前,TC与电容器联用，是动态无功补偿的第一选择,由于它产生谐波,滤波器与它联用是抱负的方案，目前是持
6、续调节的抱负措施。2.C型SVC构成它由降压变压器、电容器组、晶闸管阀和调节器构成。工作原理是通过检测到反并联的晶闸管阀两端的电压,在过零时控制晶闸管导通将电容器投入。重要长处有:（1)迅速响应性、可频繁动作性、以及分相调节,有效地克制电压波动问题。(2）自身不产生谐波分量由于电容器组是由晶闸管阀在其电压过零时投切的，电容器只是在两个极端电流值(零电流和额定正弦电流)之间切换,因此不会产生谐波。（3）噪声小()损耗很小(5）控制灵活性好（6)用于调压，调无功，减低电压波动（)迅速深度无功补偿这使得TS可有效地用于避免电压崩溃在系统故障和负荷电流急剧增长时，使用丁SVC装置迅速补偿无功功率,对系
7、统电压起支撑作用，可明显地克制电压崩溃趋势。重要缺陷有:()动态响应时间较长(2）无功输出只能是级差的容性无功每次只能投切一组电容器，实现级差无功补偿。（3）限制过电压的能力(4)无谐波吸取能力由于自身没有设立滤波器组,所有无谐波吸取能力。（5)不可直接接于超高压（6）运营维护较复杂由于采用多组反并联晶闸管串联的形式，使得晶闸管的散热、导通的同步性、损坏的检测、以及维护等都带来了一定的难度。因其具有迅速响应性、可频繁动作性、以及分相补偿能力,可应用于对大型冲击性、迅速周期波动变化、不平衡、非线性负荷(如电气化铁路、电弧炉、轧钢机、矿井卷扬机、风力发电站、大功率变频调速装置等）的动态无功补偿领域
8、，可有效地克制这些负荷所引起的电压波动问题,故是低压动态补偿的首选方式。对高压大容量需要大范畴调节无功或电压的状况,也是好的选择。与TCR联用往往可以解决更多问题。表2.1 几种无功功率动态补偿装置的简要对比装置CRCTCRTSCS响应速度1ms10ms10ms10m吸取无功持续分级持续持续控制较简朴简朴较简朴复杂谐波电流大无大小分相调节可以有限可以可以损耗中小小小噪声小小小小22 SVC工作原理VC如图22接入系统中，根据负载无功的变化，电容器提供固定的容性无功，调节补偿电抗器输出感性无功功率的大小,使得总的感性无功和容性无功相抵消,即系统无功=-+=常数(或0），使系统无功功率保持基本不变
9、，电压变化维持在容许范畴内，以改善电能质量。C滤波器的设计，抱负状况下使流人系统的谐波电流。但是在实际中TCR+TSC的损耗比T+C损耗要小的多,并且补偿效果更好,因此这种装置最为常用。图2. SC原理图如图22所示，图中的降压变压器是为了减少C造价,而引入的滤波器则用来吸取C装置所产生的谐波电流。C的单相基本构造就是由两个反并联晶闸管与一种电抗器串联构成。此构造的有效移相范畴为9018。,触发角时，晶闸管所有导通，导通角，电抗器吸取无功电流最大。瞬时变化CR的触发角可以变化补偿器吸取的无功分量，达到调节无功功率的目的，只需要使TCR提供的无功功率的变化量和负载的变化量是等值反向就可以了,甚至
10、通过变化就可以维持电网电压为恒定值 。调节或可以平滑地调节CR支路并联在系统的等值电抗。其从系统中吸取的无功功率为： (21)式(2.1)中，L为电抗器的电感值。TSC的单项基本构造就是由两个反并联晶闸管与一种电容串联构成，串联一种电抗器是用来克制电容器投入电网运营时也许产生的冲击电流。TSC补偿器可以较好地实现系统所需的无功功率补偿,TSC在三相电网中可以三角形连接，也可以星形连接,为了实现更好的补偿，对无功功率应尽量做到无极调节，从而能根据电网或负荷的无功波动，进行实时补偿。当C支路投入到系统后,其向系统注入的无功功率为： （2.2)式（2.2)中，C为电容器的电容值。由式(21）和式（2
11、2)可得C向系统注入的无功功率为： （2.）可见时，在系统补偿的无功功率能持续平稳调节。一般状况下，为了扩大调节范畴,S装置中可采用多种TS支路,并且为了保证能持续的调节,TC的容量略不小于一组TS的容量。若投入的SC的总电容为,则SC的等值电抗为： (.4)S的等值UI特性由TCR和TSC组合而成,其UI特性曲线如图3所示,为VC的参照电压。SVC的可调节范畴在直线AB范畴内，当系统电压的变化超过SVC的可调节范畴时,S就成为一种固定电抗,即: 或 (2.5)图23 SV的U-I曲线特性. 本章小结本章重要简介了无功补偿装置的基本构造，无功补偿装置（VC)的类型大体分为:固定电容器 (F）型、晶闸管控制电抗(TR)型、晶闸管投切C型等。同步也简朴简介了SC的无功补偿原理,SV具有补偿无功功率、稳定供电电压的作用。同步对SVC的控制系统做了简要的简介。
