近年來,隨著大功率非線性負荷的不斷增加,電網的無功沖擊和諧波污染呈不斷上升的趨勢,無功調節手段的缺乏使得母線電壓隨運行方式的改變而變化很大。導致電網的線損增加,電壓合格率降低。此外,隨著電網的發展,系統穩定性的問題也愈加重要。動態無功補償技術是一種提高電壓穩定性的經濟、有效的措施。
SVC的補償原理是通過控制晶閘管觸發角,改變接入系統中的SVC等效電納的大小,從而使SVC達到調節補償無功功率的目的。采用晶閘管控制的SVC裝置根據晶閘管控制對象主要可以分為晶閘管投切電容器(TSC)和晶閘管控制電抗器(TCR),以及兩者混合式(TCR+TSC)等類型。
TSC
TSC單相原理圖如圖1所示。2個反并聯晶閘管串聯電容器并聯接人電網系統中。
分析和實驗研究表明,TSC最佳投切時間是晶閘管兩端電壓為零的時刻,即電容器兩端電壓等于電源電壓的時刻,此時投切電容器,電路沖擊電流為零。為保證更好的投切效果,應對電容器預先充電,充電結束后再投人電容器。在工程實際中一般將電容器分組,每組都可由晶閘管投切,這樣可根據電網的無功需求投切電容器,運行時不會產生諧波,且損耗較小。
運行實踐證明此裝置具有較快的反映速度"體積小、重量輕,對三相不肀衡負荷可以分相補償,操作過程不產生有害的過電壓、過電流。但是,對于抑制沖擊負荷引起的電壓閃變,單靠TSC投入電網的電容量變化進行調節是不夠的,所以TSC裝置一般與電感相并聯,其典型設備是TSC+TCR補償器。這種補償器以電容器作分級粗調,以電感作相控細調,又設有3次和5次諧波濾波器,大大減小了諧波。
TCR
圖2所示為TCR單相原理圖’將2個反并聯晶閘管與1個電抗器相串聯再接入電網中。這種電路結構并聯到電網中相當于交流調壓器接電感性負載,這種結構的無功補償裝置具有反應時間快、無級補償、運行可靠、能分相調節、適用范圍廣及價格較便宜等優點,因此實際應用最廣。
單獨的TCR只能吸收感性無功功率,因此往往與電容器并聯使用。根據投切電容器的元件不同,又可分為TCR與固定電容器并聯使用的SVC(TCR+FC%和TCR與斷路器投切電容器并聯使用的SVC(TCR+MSC)。
混合型SVC
如圖3所示為混合型SVC(TCR+TSC)單相原理圖。顯然,這種結構的無功補償裝置綜合了TCR和TSC的優點,圖中電感與電容的2個并聯支路分別表示3次和5次諧波濾波器。
=========低壓系統功率補償技術規范=========
TSC系列低壓無功動態補償裝置是江蘇威斯特整流器有限公司開發的一種新型全自動、數字化、智能化無功動態補償裝置,該裝置在研制過程中,以提高可靠性和實用性作為研究基礎,充分吸取國內外正反面經驗,經過長期實踐和改進,使裝置具有可靠性強、自動化程度高、使用簡單等特點。以其出色的能性廣泛應用于各式電爐設備、焊接設備及電力、冶金、機械制造、汽車、造船、港運、鐵路、煤礦、化工、油田等絕大多數工業場所。