TCR型静止动态无功功率补偿技术及应用

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TCR型SVC高压静止式动态无功补偿装置

TCR型SVC高压静止式动态无功补偿装置

TCR型SVC高压静止式动态无功补偿装置(下称SVC),它较好的解决了冶金设备(电弧炉、轧机)、电气化铁路、大型风力发电设备和大型电力电子装置等设备接入电网所带来的问题,能稳定母线电压,提高功率因素,消除闪变,滤除谐波,平衡三相负载,提高电网输送能力。

SVC高压静止式动态无功补偿装置的详细介绍TCR型SVC高压静止式动态无功补偿装置(下称SVC),它较好的解决了冶金设备(电弧炉、轧机)、电气化铁路、大型风力发电设备和大型电力电子装置等设备接入电网所带来的问题,能稳定母线电压,提高功率因素,消除闪变,滤除谐波,平衡三相负载,提高电网输送能力。

二、产品原理及实物图图1 SVC的原理图图2 SVC实物图通常,一个完整的SVC系统由一个TCR(相控电抗器)和几组L-C型滤波器(FC)组成。

TCR是一个连续可调的感性无功电源,而滤波器在滤除谐波的同时还是一个固定的容性无功电源。

SVC控制系统快速精确的达到下式所表示的效果:,其中等式当中,为负载无功功率,通常为感性的,为TCR感性无功功率,为容性无功功率。

三、产品优势及功能特点3.1 产品技术优势目前应用的动态无功补偿主要有以下几种方式:磁控电抗器MCR型SVC,TCR型SVC、静止式无功发生器SVG。

MCR的调节速度较慢,一般为100~300ms,损耗一般为1.2~2%之间,由于铁芯式饱和电抗器的固有特点,运行过程中噪音很大,振动很厉害。

饱和电抗器属于非线性元件,使得工作绕组的电流不能有效跟随控制绕组电流的变化而变化,为了抑制过补现象,MCR的无功控制范围在0~85%之间,而不是0~100%。

TCR型SVC的响应速度较快,为10mS,TCR型SVC装置直接安装在高压侧,工作电流小而损耗较小,一般为0.3%~0.4%,目前TCR型SVC是应该最多最广泛的动态无功补偿装置。

SVG是目前最为先进的无功补偿技术,但由于目前电力电子技术器件发展水平的限制,SVG技术成熟度较TCR型SVC要低,目前全世界范围内只有数十套的运行业绩,因此SVG全面推广还会有较长过程结合来看,TCR型SVC是目前技术最成熟,适用范围最广的动态无功补偿方式。

静止无功补偿器((TCR+FC)SVC)

静止无功补偿器((TCR+FC)SVC)

SVC-技术参数
项目 电网电压(kV) TCR 额定功率(Mvar) 晶闸管阀组结构 晶闸管冷却方式
晶闸管型式
触发方式 控制系统 控制方式 无功调节范围 调节方式 调节系统响应时间 噪声水平 辅助电网供电电压 使用期限
规格
6
10 27.5
35 66
6-300
组架开放式
热管自冷、水冷却
电触发晶闸管(ETT)或 光控晶闸管(LTT)
--------------------------------------------------------------------------◆ 轧机
轧机及其他工业对称负载在工作中所产生的无功冲击会对电网造成如下影响: ■引起电网电压降及电压波动,严重时使电气设备不能正常工作,降低了生产效率 ■使功率因数降低 ■负载的传动装置中会产生有害高次谐波,主要是以 5、7、11、13 次为代表的奇次谐波及旁频,会使电网 电压产生严重畸变
◆ 先进的全数字控制系统
系统响应时间小于 10 ms 分相调节 自诊断 远程监控 ---------------------------------------------------------------------------
◆ 国内唯一的高压全载检测试验成套技术
72 小时高压全载动态连续运行成套试验检测技术 SCR 阀组成套试验技术 满足 IEC61954 要求
◆ 高可靠的 SVC 可控硅阀技术
直挂于 6 KV,10KV,35KV 系统 标准组架式结构 SCR 合理冗余设计 高效热管冷却和全密闭纯水冷却 光电触发和光触发 ---------------------------------------------------------------------------

TCR型SVC简介(较全面)

TCR型SVC简介(较全面)

TCR型SVC简介(较全面)随着国民经济的发展和现代化技术的进步,电力网负荷急剧增大,对电网无功功率的要求与日俱增。

特别是如轧机、电弧炉等冲击、非线性负荷的不断增加,加上电力电子技术的普遍应用,使得电力网发生了电压波形畸变、电压波动闪变和三相不平衡等,产生了电能质量降低、网络损耗增加等不良影响。

因此解决好电网的无功功率因数补偿和谐波滤波问题,对于提高电能质量、安全运行、降低损耗、节能、充分利用电气设备的出力等具有重要的意义。

1、谐波的危害:1.电能的生产,传输和利用效率降低,电器设备过热,产生附加的振动和噪声2.集肤效应,绝缘老化,寿命缩短3.设备故障,引起电力系统局部发生串联谐振或者并联谐振4.谐波发生放大,造成电容器过热,膨胀甚至产生破裂5.继电保护和自动化控制装置误动作,使电能计量失准,造成混乱6、测量计量不准确7.对通信和电子设备产生干扰。

2、简介90年代以来,随着高压晶闸阀的制造技术日趋成熟,绝大部分用户采用TCR+FC型SVC这种动态无功补偿及滤波装置来改善电网电能的质量。

晶闸管控制电抗器型静止动态无功补偿装置是一种可以自动调节的无功功率补偿装置。

它具有3个主要功能:抑制电压波动,改善功率因数,吸收电网谐波。

TCR+FC型SVC全称如下:图1:TCR+FC型SVC主回路接线图无源单调谐滤器FC以其结构简单、成本低、运行维护方便等特点被广泛应用于负荷冲击不大的有污染的供电系统中,具有吸收电网谐波和补偿无功功率两个功能。

安装于母线或者设备侧,设备组合方便,性能稳定。

TCR(Thyristor Controlled Reactor)是晶闸管投切电抗器型静止无功补偿装置。

由于单独的TCR只能吸收感性的无功功率,因此往往与并联电容器配合使用。

并联电容器后,使得总的无功功率为TCR与并联电容器无功功率抵消后的净无功功率。

3、TCR型补偿装置工作原理TCR型动补装置的补偿原理见图2所示。

图中Q C为电容器功率,Q L为负载感性无功功率,Q LS为补偿器所提供的感性无功功率。

TCR+FC型SVC原理及应用

TCR+FC型SVC原理及应用

TCR+FC型SVC原理及应用1 引言随着国民经济的发展和现代化技术的进步,电力网负荷急剧增大,对电网感性无功要求也与日惧增。

特别是如可逆式大型轧钢机、炼钢电弧炉等冲击负荷、非线性负荷容量的不断增加,加上普遍应用的电力电子和微电技术,使得电力网发生电压波形畸变,电压波动闪变和三相不平衡等,产生电能质量降低,电网功率因数降低,网络损耗增加等不良影响。

近年发展起来的静止型无功补偿装置(static var compensator,下简称svc)是一种快速调节无功功率的装置,已成功的应于冶金、采矿和电气化铁路等冲击性负荷的补偿上。

而晶闸管控制电抗器型(称t cr型)svc用晶闸管控制线性电抗器实现较快、连续的无功功率调节,由于它具有反应时间快(5~20ms),运行可靠,无级补偿、分相调节,能平衡有功,适用范围广和价格便宜等优点。

tcr装置还能实现分相控制,有较好的抑制不对称负荷的能力,因而其应用最广。

尤其是在冶金行业中,使用例子也最多。

2 tcr+fc型svc系统的组成及控制原理2.1 系统组成tcr+fc型svc系统的组成如图1所示,一般由tcr、滤波器(fc)及控制系统组成。

通过控制与电抗器串联的两个反并联晶闸的导通角,既可以向系统输送感性无功电流,又可以向系统输送容性无功电流。

该补偿器响应时间快(小于半周波),灵活性大,而且可以连续调节无功输出,缺点是产生谐波,但加上滤波装置则可以克服。

图1 tcr+fc型svc系统的组成2.2 可调控电抗器相(tcr)产生连续变化感性无功的基本原理如图2(a)所示,u为交流电压。

th1、th2为两个反并联晶闸管,控制这两个晶闸管在一定范围内导通,则可控制电抗器流过的电流i,i和u的基本波形如图2(b)所示。

图2 可调控电抗器相(tcr)产生连续变化感性无功的基本原理α为th1和th2的触发角,则有i=(cosα-cosωt)i的基波电流有效值为:i=(2π-2α+sin2α)式中:v为相电压有效值;ωl为电抗器的基波电抗(ω)。

TCR型与MCR型动态无功补偿装置的应用比较

TCR型与MCR型动态无功补偿装置的应用比较

R e a c t o r ,简称MC R 型) 基本工作原理是通过改变 晶闸管
7 4 .

j x g l k f b j b @1 2 6 . c o n r
第2 9 卷
的触发 角来控制励磁 电流 ,进而控制 电抗器铁芯 的饱和 程度 ,来达到平 滑调节 电抗 ,最终实现平滑调节 电抗器 无 功功率 的 目的。磁控 电抗 器具有 结构简单 、运行 可
引 言
现 今 煤 矿 供 电 系统 中最 常 用 的 无 功 补 偿 方 法就 是 并 联 电容 器 ,这 种方 式 具 有 结 构 简单 、造 价 节 省



的优 点 ,但 其 劣 势 也很 突 出 ,由于 其并 联 阻 抗 是 固 定 的 ,无法 实 时 跟 踪 无 功需 求 的变 化 ,对快 速 变 动 的 无 功 冲击 不 能 有 效 补偿 ,并 且 由于 电容本 身 参 数
的 变化 有 可 能 会 造 成 电网 的并 联 谐 振 ,因此 传 统 方
式 的 并联 电容 无 功 补 偿 已不 能很 好 地 适 应 目前 大 型 煤 矿 的供 电现 状 。
1 — 1电气 原 理 图


1T C R型 S V C 原 理 及 电压 电流 波 形 示意 图
摘 要 :随着矿 井开采条件逐 渐恶化 ,大量冲击性 负荷设备在煤矿 配电 系统 中的应用越 来越 多,对煤矿供
电质量 、设备使 用寿命及 安全 运行 带来很 大的 负面影 响 ,这 些 问题仅 靠传 统 的无 功补偿方 式 已无 法解 决。通过对煤矿供 电 系统 中常用的两种静止 型动 态无功补偿 装置的基 本原理及 工程应用进行 比较 ,提 出

TCR型静止动态无功功率补偿技术在高线设备上应用

TCR型静止动态无功功率补偿技术在高线设备上应用
2 0 1 3 年5 月 第 二 期

1 3
T C R 型 静 止 动 态 无 功 功 率 补 偿 技 术 在
高 线设 备上 应 用
钱 献人 周玉莲 翁 霁程
杭 州 3 1 0 0 2 2 ) ( 杭 州钢铁 集 团公 司设 备 管理 处

要: 对杭 钢 高线 公 司 6 k V高压 供 电 系统 的 消谐 滤 波装 置 , 运用 T C R技 术进 行 动 态无 功补 偿 。介 绍 了
T C R装 置 改造 的基本 原理 、 改造 方 案 、 改 造效 果 , 以及 改造后 的相 关 经济效 益 。
关键词: T C R; S V C ; 动 态补偿 ; 谐 波 治理 ; 效果
0 引 言 Leabharlann 随着 转炉 生产精 品钢坯 的需 求 , 进 一 步提 高 产 品 的精炼 比, 在 现有 4台 L F炉 的基 础上 , 需 要 新增 2台 L F ’ 炉, 并将 6 K V电源 转 移 至 与 高 线 公 司共 用 电源 的 2 2 0 K V 的钢 铁 变 2 #主变 上 , 而L F炉 负 荷
7 5 , 在发 生工 作 短 路 时 甚 至低 于 0 . 1 。 由于 电弧 炉 的容量 大 , 是 用 电大 户 , 导致其所在的 2 2 0 K V钢 铁 变 的 2#主变 电网 系统 存 在 电压 闪变 和波 动 严 重 、 负 序分量 大 、 高次 谐波 多 、 电 网功率 因数低 的 问题 ,
用, 则是 此项 目的关键 之处 。
1 ) 调 节 器 自动跟 踪 具 有 严 重 冲击 无 功 功率 的 负荷 的工作 状 态 , 发 出与 冲击负荷 所对 应 的 T C R晶 闸管 阀六 相触 发脉 冲 。 2 ) 通 过光 电转换 及高 压光 缆 的传 递 , 使 触 发脉

TCR型高压静止无功补偿装置技术使用说明书

TCR型高压静止无功补偿装置技术使用说明书

TCR型高压静止无功补偿装置 控制系统和晶闸管阀组技术使用说明书0TK.466.8115山东泰开电力电子有限公司二00九年七月1.概述高压静止型动态无功补偿装置(简称SVC)广泛应用于高压、超高压交直流输电系统和冶金、电气化铁道等工业、交通配电网中,其主要作用就是改善供电网运行条件,治理电力公害,提高输、配电系统的可靠性,抑制系统过电压,改善其动态特性,抑制谐波,减少谐波对电能造成的污染和电压闪变,稳定系统电压,快速跟踪无功补偿,提高功率因数。

2.技术参数2.1电气参数a.额定电压:35kV及以下电压等级b.频 率:50HZc.冷却方式:水冷或热管自冷d.晶闸管触发方式:光电触发2.2主要技术特点(1)阀组采用模块化设计,对不同补偿容量的装置采用统一的构造方式;(2)控制方式灵活,可实现三相同时控制、分相控制及三相平衡化等多种控制方式;(3)SVC控制系统抗干扰能力强,经国家权威机构验证,抗干扰能力已达到国标规定的IV级抗扰度要求;(4)控制系统采用基于DSP的全数字控制方式,DSP+MPU的双处理器架构,实现双CPU的相互监督机制,动态响应时间快、控制精度高、编程能力强,控制器响应时间小于10ms,整机跟踪响应时间小于15ms;能确保成套装置的调节控制的速度及可靠性;(5)晶闸管触发方式采用光电触发、高电位板自取能、晶闸管采用BOD过电压保护,系统抗干扰能力强,保护可靠;(6)监控系统采用一体化工作站,采用大屏幕液晶显示器,可提供友好的人机界面,方便SVC系统综合管理和集中控制;资料来源编制校核标准化提出部门审定标记处数更改文件号签字日期批准5.2.1 电源(1)交流电源a.额定电压:220V,允许偏差-15%~+10%b.频率:50Hz,允许偏差±0.5Hzc.波形:正弦,波形畸变不大于5%(2)直流电源a.额定电压:220Vb.允许偏差:-20%~+10%c.纹波系数:不大于5%5.2.2二次回路额定参数(1)额定参数a.交流电流:5Ab.交流电压:100Vc.频率:50Hz(2)功率消耗a.交流电流回路:当IN=5A 时,每相不大于1VA当IN=1A 时,每相不大于0.5VAb.交流电压回路:当额定电压时,每相不大于1VA(3)过载能力a.交流电流回路:1.2倍额定电流,连续工作b.交流电压回路:1.2倍额定电压,连续工作c.直流电源回路:80%~110%额定电压,连续工作5.3结构说明SVC控制系统主要包括:SVC调节装置1台、SVC同步装置1台、SVC触发装置3台、SVC 监控装置3台,另外还包括24V直流电源、转换开关和空气开关等。

SVC的技术特点

SVC的技术特点

1、西电牌全数字化的SVC的TCR成套装置的技术特点:西电牌静止型动态无功功率补偿装置(SVC)装置由TCRV-(10-180)Mvar/(10-35)kV-OEW型(10-35)kV 晶闸管置(简称TCR,是Thyiristor Controlled Reactor的缩写)和固定式滤波器(简称FC,是Fixed Capacitor的缩写)组成。

其10-180Mvar,FC的基波额定补偿容量为10-180Mvar,安装容量可达360Mvar(或更高),运行额定电压为10-35kV。

SVC成套装置能分相独立调节平衡有功,补偿其无功电流,只允许有正序电流,使正序电流和电压同相位.并且使负序和0电子模拟器件和现在的电子快速计算器件DSP具有对电压、电流、阻抗和相位快速逻辑运算能力,可以快速跟踪和快速调控制SVC的综合无功输出。

因此,SVC的动态调节响应时间<10mS,调节范围0-100%,调节精度<1%。

基于计算机网络通讯、DSP和工控机所构成的SVC控制系统使SVC从原来的TCR的模拟量控制、继电保护的逻辑程所有电量和非电量的控制统统纳入到SVC的全数字化微机控制中,实现了遥测、遥信、遥控、遥传及无人值收的全盘自反馈,满足系统对力率、电压波动和闪变的要求2、西电牌SVC-TCR全数字化调节监控器的技术亮点是:①控制系统采用DSP的全数字化阀控(调节+监控)和站控的一体化设计,编程功能好、动态响应快、结构很紧凑;②采用MPU+DSP的双处理器架构,实现双机的互相监督机制,确保阀体的安全;③MPU采用FreeScale的32位工业级嵌入式处理器,主频高达90MHz,软件架构采用实时操作系统(RTOS),确保④DSP采用TI的高速浮点信号处理器,处理能力为1600MFLOPS;AD转换速率高达60KPS,实现每个周期1200点高达1/1200工业周期的补偿脉冲输出;⑤纯硬件实现触发脉冲的输出和互锁,确保不出现阀的异常角度导通。

tcr型svc原理

tcr型svc原理

tcr型svc原理
tcr型SVC原理:提高电力系统稳定性的关键
静止补偿器(Static Var Compensator,SVC)是一种通过补偿无功功率来提高
电力系统稳定性的装置。

其中一种常见的SVC类型是基于Thyristor Controlled Reactor(TCR)的SVC。

TCR型SVC是一种非线性的无功补偿装置,它通过调节并控制静止无功补偿
电流,来实现电力系统的稳定性改善。

TCR通常由一个或多个可控的电感线圈和
和一个增加电感的负载电路组成,以接收并消耗电网中的无功功率。

TCR型SVC的工作原理是通过改变控制电感线圈中的电流,调节电感线圈的
等效电感值。

当电感线圈的电流增加时,电感值也随之增加。

通过这种方式,无功功率可以被吸收或释放,以补偿电力系统中产生的无功功率。

TCR型SVC具有快速响应的优势。

当电力系统发生扰动时,TCR型SVC能够
在毫秒级的时间范围内调节无功功率,从而有效地控制电力系统的电压和电流波形。

这对于保持电力系统的稳定性和改善电压质量至关重要,尤其是在发生突发负载变化或故障时。

此外,TCR型SVC还可以提供无功功率平衡,通过调节负荷侧电网上的无功
功率流动来减轻电网的压力。

它可以在快速响应的同时提供平滑的无功功率调节,以确保电网的稳定运行。

总结而言,TCR型SVC是一种基于可控电感线圈的装置,通过调节和控制无
功补偿电流,实现电力系统的稳定性改善。

其快速响应和能够提供平滑的无功功率调节的特点,使其在电力系统中起着至关重要的作用。

静止无功补偿装置(TCR)

静止无功补偿装置(TCR)
功功率进行快速动 态补偿的要求越来越高 , 传统 的无功功率 动态补偿
装 置 是 同步 调 向 机 ( y crn u o dne 一 一 S nho o sC n esr S , C)它是 专 门用来 产 生无 功 功率 的同 步 电机 , 过 在
t n cp ct rc re t ss f n eibewi h r ce siso i l tu t r ,fs e p n e i a a i u r n ,i a ea d rl l t c a a tr t fsmpesr cu e a tr s o s. o o a h i c
中 图分 类 号 : TM4 ; M 5 7 T 3 文献 标 识 码 : A 文章 编 号 :6 19 3 (0 0 0—0 70 17 —1 1 2 1 ) 10 6—3
S ai rCo e s tr( ttcVa mp n ao TCR)
Zl AIXi o ln t a -i g,W ANG n -a g Ho g f n ( n li mpn l w v rIrg to gn e igAu h rt fW en n Ci He a g h a x 1 3 0 Do ge Pu ig Yel Rie ria in En ie rn to iyo ia t o y, y n ,S a n i7 5 0 ,Chn ) ia
reactivepowercompensationshifttrigger1前言随着电力系统的发展对无功功率进行快速动态补偿的要求越来越高传统的无功功率动态补偿装置是同步调向机synchronouscondenser一一sc它是专门用来产生无功功率的同步电机在过励磁或欠励磁的不同情况下可以分别产生不同大小的容性或感性无功功率
Ke l s e c ie p we o e s t n h f rg e y wo d :r a tv o r c mp n a i ;s i t g r o ti

静止型动态无功补偿装置及应用

静止型动态无功补偿装置及应用
实 现分相 调 节 ,消 除负序 电流 , 平衡三 相 电网。
2 C T R型S VC的结构组 成
TC R型S VC的结构 组 成包括 以下几 部分 :
系统 的动 态 和暂 态稳 定性 ,抑 制工 频 过 电压 等 。
1 VC的 工 作 原 理 S
世界各 国 目前普遍采用T R c 型静止型动态无
的触 发 角 ,得 到 所 需 的 流 过 补 偿 电抗器 的 电流 ,
称之 为静 止型 动态 无功 补 偿装 置 。
静 止 型 无 功 补 偿 装 置 在 低 压 供 配 电系 统 中 广 泛 应 用 于 电压 调 整 、 改善 电压 水 平 、 减少 电压 波 动 、改 善 功 率 因数 、抑 制 电压 闪变 、平 衡 不 对
组 成 : 电抗 器 , 电力 电容 器 , 电 阻器 ( 有高 通 通道 时使 用 ) ,上 述 三部 分 组 成一 个
S V( k 统 系
滤 波通道 ,根据 系统 要 求可 以组 成多 个滤 波
5 5
第1 ̄gs 23 0 1 N
O 5月 牛
电 潦 彳 左 阌 乏
PO W ER U PPLY S TECH N O LO G I ES AN D PPLI A CA TI N S o
4 )提升机
电弧炉 做 为 非线 性 及 无规 律 负荷 接 入 电网 ,
将 会对 电网产生 一系列 不 良影响 ,其 中主要 是 :
提 升 机等 其 它 重工 业 负 载在 工 作 中会 对 电网
产 生如 下影 响 :
( ) 致 电 网严 重 三 相 不 平 衡 ,产 生 负 序 电 1导
Vo . 3 NO 5 11 . M a 0l v2 0

TCR型SVC

TCR型SVC

TCR型SVC静止无功补偿器(SVC)是一种典型的柔性交流输电装置(Flexble AC Transmission System, FACTS),主要应用于配电工业领域改善电能质量和输电网增加输送能力及提高电力系统稳定水平。

装置原理SVC装置根据控制策略,检测有关电量和设定量的大小来改变与电抗器串联的晶闸管的导通角,能快速连续改变装置的电感电流,从而获得平滑调节的无功功率。

本公司SVC采用了国际主流先进技术,品质优良、运行可靠,可以按无功电压或无功功率调节,可手动、自动转换,也可分相或自适应调整,并有存储、显示、处理故障等功能。

SVC一般由并联的感性和容性两大回路构成,其中至少一个回路为动态回路,能根据补偿要求快速变化其无功功率;通常采用晶闸管控制电抗器(TCR)或(和)晶闸管投切电容器(TSC),容性回路采用固定电容器组或滤波器组(FC),如图1所示。

TSC是分级投切的,不像TCR由相角控制,恰当的配合TSC和TCR 可以连续控制无功输出。

图1 (a)TCR (b)TSC (c)TSR (d)TCR/TSC (e)TCT晶闸管控制SVC的结构型式SVC对无功的连续调节能力是通过TCR支路来完成的。

TCR型无功补偿装置的主回路构成见图2,TCR型的SVC装置主要由滤波(电容)支路和TCR支路组成。

其中TCR支路具备动态连续无功调节能力,但由其固有特性决定其无功输出只能为感性。

与其并联的滤波支路提供基础容性无功,使TCR型SVC可具备从容性到感性区间的无功调节能力,TCR外特性见图3。

滤波器组同时还可滤除TCR自身产生的及系统其他负荷产生的谐波。

图2 TCR型SVC主接线原理图图3 TCR型SVC V-I 特性TCR支路往往采用三角形接法,被控的相控电抗器一般分裂为两个,分别接于晶闸管阀组两侧,以减小流过晶闸管阀组的短路电流。

一般用触发角α(亦称之为点火角)来表示晶闸管的触发瞬间,即从电压过零点到触发点的电角度。

TCR型静态无功补偿器的系统设计

TCR型静态无功补偿器的系统设计

TCR 型静态无功补偿器的系统设计Design of TCR-SVC System李海生, 安万洙(辽宁荣信电力电子股份有限公司,辽宁鞍山 114041)摘要:首先讲述了我公司TCR (晶闸管控制电抗器)型SVC (静态无功补偿器)在我国的运行情况,然后讲述了SVC 控制系统的原理,并详细地讲述了控制系统的软硬件设计,最终得出结论,本系统具有运行可靠、技术先进、使用方便和经济合理的优点,对净化国家电网起到了不可估量的作用,适合在很多工业场合下大力推广。

关键词:晶闸管控制电抗器;静态无功补偿器Abstract: It first introduces the running complexion of our company ’s TCR-SVC,And then introduces the theory, the software and hardware design of SVC control system,Finally draws a conclussion that the system have the advantage of running credibility,advanced technique,using convenience,economy and reasonable.It has great function to purify our country ’s electric power system, adapt to extend at many indurstry situations.Keywords: TCR; SVC1 引言随着现代工业的迅速发展,电力机车、交流电弧炉、轧钢机以及其他大型半导体变流装置等冲击性负荷得到越来越广泛的应用,随之带来的冲击无功分量和高次谐波分量直接导致了系统电压的波动和闪变,给电网造成了严重的污染。

为了抑制无功,研究具有响应速度快、经济性能好的无功补偿装置具有十分重要的意义。

FC_TCR型动态无功补偿效果分析

FC_TCR型动态无功补偿效果分析

FC+TCR型动态无功补偿效果分析孟志强(郑州铁路局洛阳供电段,河南洛阳 471002)摘要:FC+TCR型无功补偿是目前使用比较广泛的一种动态无功补偿方案,具有结构简单、投资少等优点,在牵引变电所固定补偿装置的动态化改造中大量采用。

本文根据某牵引变电所FC+TCR型无功补偿的实际效果,分析了影响补偿效果的原因,指出了补偿容量对补偿效果的影响,介绍了无功补偿容量的计算方法,提出了FC+TCR型无功补偿方案的适用条件和提高其补偿效果的措施,对合理选择牵引变电所无功补偿容量和提高补偿效果具有一定指导作用。

关键词:牵引变电所;无功补偿;动态补偿;补偿容量;功率因数The Effect Analysis of FC+TCR Dynamic Reactive PowerCompensationMENG Zhiqiang(Luoyang Power Supply Section,Railway Bureau of Zhengzhou, Luoyang 471002, China)Abstract: Due to simple structure and low investment,FC + TCR dynamic reactive power compensation is widely used in fixed compensation traction substation devices in the dynamic transformation. In order to guide rational choice of traction substation reactive compensation capacity and raise the compensation effect, according to the results of traction substation FC + TCR reactive power compensation, the reasons for the impact on compensation effect were analyzed, the impact of the compensation capacity on compensation effect was pointed out, a calculation method of the reactive power compensation capacity was introduced and finally applicable conditions for FC + TCR reactive power compensation and the measures to improve the effectiveness of its compensation were proposed.Keywords: traction substation, reactive power compensation, dynamic compensation, compensating capacity, power factor1 引言固定并联电容补偿装置具有结构简单,投资少,运行可靠等优点,我国大部分牵引变电所都采用此种补偿方式。

TCR型静止动态无功功率补偿技术及应用

TCR型静止动态无功功率补偿技术及应用

TCR型静止动态无功功率补偿技术及应用1概述礼经电器随着高新技术尤其是信息技术的飞速发展,基于计算机、微处理器控制的用电设备和电力设备在系统中大量投入使用,但是电子设备对系统干扰比机电设备更加敏感,因此对供电质量的要求也更高。

一旦出现电能质量问题,轻则造成设备故障或停运,重则造成整个系统的损坏,由此带来的损失是难以估量的。

引起电能质量恶化的主要原因是:一方面,大量为提高生产效率、节约能源和减小环境污染而采用的基于电力电子技术的现代化设备的推广应用。

例如电气化铁路机车牵引式负荷,属于整流负荷,是典型的谐波源;它采用工频单相式交流供电,又是典型的负序源,同时又具有波动性和不确定性,是典型的电压波动源和闪变源。

而且近年来,用户端大量非线性负荷的应用正成为电能质量恶化的另一重要因素,例如从低压小容量家用电器到高压大容量的工业交直流变换装置中存在的各种静止变流器,它是以开关方式工作的,会引起电网电流、电压波形的畸变。

另一方面,大型电弧式设备,如电弧熔炉,弧焊设备等,也成为电网系统重要的冲击源和谐波源。

传统的静态无功补偿及静态无源滤波装置无法实现补偿无功、滤除谐波、提高功率因数的需求。

动态无功补偿技术的推广应用为此提供了可行的途径。

动态无功补偿装置可根据系统的负荷情况实时在线投切L-C滤波器组,实现实时快速跟踪补偿系统基波无功,同时滤除谐波无功,为电力系统可靠的运行提供了保障。

2TCR型静止型动态无功功率补偿装置2.1特点采用先进的DSP数字技术运行速度<10ms;控制精度为±0.1度;控制角α范围:105°~165°;采用先进的光电触发技术(光纤通讯),使高低压电气隔离,提高了抗干扰能力;高电位取能技术,使光纤通讯成为可能;BOD晶闸管保护技术,快速有效的保护晶闸管;高纯水冷却技术,使阀组得到快速的冷却,确保晶闸管可靠的工作及效率,与风冷技术相比大大降低运行费用;系统的兼容性好。

晶闸管控制电抗器(TCR)型SVC

晶闸管控制电抗器(TCR)型SVC
晶闸管控制电抗器 (TCR)型SVC
目录
• 晶闸管控制电抗器(TCR)型SVC概述 • TCR型SVC的组成与结构 • TCR型SVC的工作原理与特性 • TCR型SVC的优缺点分析 • TCR型SVC的实际应用案例
01
晶闸管控制电抗器(TCR) 型SVC概述
定义与工作原理
定义
晶闸管控制电抗器(TCR)型SVC是一种用于动态无功补偿的 电力电子装置,通过控制晶闸管的导通时间来调节电抗器的感 性无功功率。
缺点分析
产生谐波
TCR型SVC在调节过程中会产生高次谐波,对电力系统产生一定 的影响。
对电压波动敏感
TCR型SVC对系统电压波动较为敏感,可能影响无功功率的调节精 度。
对触发角控制要求高
TCR型SVC的触发角控制精度直接影响到无功功率的调节效果,对 控制系统的要求较高。
改进方向与未来发展
优化控制策略
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新能源领域
用于风力发电、光伏发电 等新能源并网系统的无功 补偿和电压调节等。
02
TCR型SVC的组成与结构
晶闸管控制电抗器
晶闸管
作为核心元件,用于控制 电抗器的电流,实现平滑 调节无功功率。
触发电路
为晶闸管提供触发信号, 确保其准确导通与关断。
保护电路
在异常情况下,对晶闸管 和整个TCR进行保护。
工作原理
通过改变晶闸管的触发角来调节电抗器的电流,从而改变 SVC的输出无功功率。当触发角增大时,电抗器的电流减小 ,感性无功功率降低;反之,触发角减小时,电抗器的电流 增大,感性无功功率增加。
TCR型SVC的历史与发展
历史
TCR型SVC最早于20世纪70年代开始 研究,随着电力电子技术和控制理论 的不断发展,其性能和可靠性得到了 显著提高。

TCR型SVC介绍

TCR型SVC介绍
作为传统无功补偿的替代产品,具有更好的补偿效果。
6) 静止无功发生器(STATCOM):理想的无功补偿手段,无需储能原件提供
无功、受电源电压影响、无谐振危险,占地小;造价高,自身损耗大,补偿容
量小无谐波放大技术难度大,属少数示范工程阶段
第三部分:SVC装置
SVC装置(目录)
1
SVC介绍
2
TCR型SVC
纯水冷却系统
SVC装置—TCR型SVC
晶闸管相控电抗器TCR即动态回路控制原理
可调相控电抗器(TCR)产生连续变化感性无功的基本原理如图所示,U为交流电
压,Th1、Th2为两个反并联可控硅,控制这两个可控硅在一定范围内导通,则可控
制电抗器流过的电流i,i和u的基本波形如以下右图所示。
α为Th1和Th2的触发角,则有
音大,损耗大,技术陈旧,属淘汰技术;
3)有载调压无功调节装置:无功补偿特性不理想,有级调节,相应速度慢,
投切频繁,关键设备寿命短,维护成本高;
4) 开关(机械)投切电容器、电抗器:慢响应补偿方式,连续可控能力
差、不宜频繁操作;
5) 静止无功补偿器(SVC):成熟先进的实用技术,得到了广泛应用,SVC
定电压;改善电能质量;
消除无功冲击;
降低损耗,延长设备使用寿命;
增加设备带负荷能力,提高设备利用率,减少投资。
SVC装置—SVC的组合方式
(a)TCR+FC (b)TSC (c)TSR (d)TCR/TSC (e)TCT (f)MCR+FC
SVC装置—SVC补偿基本原理
SVC补偿原理:QL-无功负荷; QR-SVC电抗器吸收的无功功率;
6
4
2
0
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TCR静止型动态无功补偿装置应用

TCR静止型动态无功补偿装置应用

动力与电气工程1 概述平煤集团天安八矿设有35kV程庄变电站一座,电网35kV/6kV为单母线分段运行,该系统为八矿生产提供电源。

其主要负荷主、副井绞车,新副井绞车采用直流电机和电控系统晶闸管直流供电装置。

随着企业生产能力的不断发展,设计规模的扩大,二水平已投入运行。

该矿以前在6kVⅠ段母线侧装设的无功补偿及滤波设备,因设备陈旧老化,且补偿效果差,谐波所造成的的危害也日趋严重,必须加以改进。

在谐波电流较大时,最直接的问题就是使电气测量仪表计量不准确,同样幅值的电压产生的N次电流在电感中为基波电流的1/N,在电容中为基波电流的N倍,常见的现象是继电保护和自动装置的误动作,中断供电。

同时由于波形失真,谐波还造成控制系统的功能紊乱甚至颠覆;随着矿井的扩建,新副井新装两台绞车,原有无功补偿及滤波设备已不能满足该矿生产对无功补偿及滤波方面的要求。

根据对6kVⅡ段母线设备的无功功率及谐波的测试,6kVⅡ段母线上缺少无功功率补偿及滤波,对该矿供电电网的安全性和经济性都十分不利。

综合考虑该矿供电电网的现状,在6kVⅠ、Ⅱ段母线新增一套SV C高压动态无功补偿及滤波装置,把所有冲击负荷及产生谐波电流大的设备集中在6kVⅠ、Ⅱ段母线内综合治理,无论在技术上还是在经济上都是最佳的效果,成为改善区域电网供电质量的最有效方法。

1.1目的(1)补偿相控电抗器(TCR)对电抗值的控制是通过对晶闸管的触发导通角进行控制实现的,这样就可以将系统产生的感性无功用来保证电压和功率的稳定。

(2)双CPU运算会随时采集系统电网的电压和电流信息,计算实时的电网无功,达到控制晶闸管触发角的目的,这样不管轻还是重的负载下产生过补和欠补问题得到了解决,无功倒送现象消失,电网电压和功率因数恒定就得到了维持。

(3)根据系统仿真测试的结果显示,将滤波通道区(FC)的组成设计多个,用来将相对应的高次谐波消除,这样就会起到净化电网的作用,电网的供电质量将会提高。

TCR型静止式动态无功功率补偿新型

TCR型静止式动态无功功率补偿新型

SVC技术在中板四辊的应用研究报告1.项目简介1.1静止型动态无功功率补偿器(Static Var Compensator),简称SVC,所属电力电子技术领域。

SVC是一种由电容器和各类电抗器组成的无功补偿系统(SVC由TCR和FC组成),其特点是不需要机械触点就可以实现无功功率的平滑控制,响应速度很快。

1.2电力网络中大多使用感性负载,电感性负载越大,则无功功率所占得比例就愈大。

由于无功功率的存在使得电网的功率因数下降、电压降低、线路损耗增大、供电质量降低,同时对用电设备运行也会带来不利的影响。

提高功率因数,合理地选择用电设备提高自然功率数外,还广泛采用并联电容性负载的方法来补偿无功功率。

传统的方法是采用固定电容补偿方法,它仅使用于负载固定、无功功率相对稳定的静态用电装置;随着微机控制技术和半导体器件的发展,利用计算机对电网进行实时检测、控制,并根据无功功率的变化,自动切换补偿电容,可以准确、快速地实现动态无功补偿,达到降低消耗、改善供电质量之目的。

目前电力有源滤波器仍存在一些问题,如电流中有高次谐波,单台容量低,成本较高等。

随着电力半导体器件向大容量、高频化方向发展,这类既能补偿谐波又能补偿无由于性价比较高,目前我国广泛使用的还是静止动态补偿器(SVC)。

其中,能够进行无功功率动态补偿的基于智能控制策略的TSC仍然需要大力推广。

实际上,国内外对SVC的研究仍在继续,研究的重点集中在控制策略上,试图借助于人工智能提高SVC的性能。

随着微机控制技术和功率半导体器件的发展,用微机进行实时检测、跟踪负荷的无功功率的变化并自动控制补偿电路的投切,可以实现准确,快速的动态无功补偿,从而达到降低配电线路的线损、改善电网供电质量的目的。

1.3中板厂新建的四辊轧机,上、下辊电机的容量都为5000KW,轧机在工作过程中,轧机的无功冲击负荷,不但会向电网中注入大量的高频谐波,还会引起三相供电不平衡,电压发生较大幅度的波动,危及电网上其它用电设备的使用安全。

tcr动态无功补偿原理及滤波器参数的计算

tcr动态无功补偿原理及滤波器参数的计算

tcr动态无功补偿原理及滤波器参数的计算
《TCR动态无功补偿原理及滤波器参数的计算》是电力系统中一个重要的课题。

TCR (Thyristor Controlled Reactor)动态无功补偿技术是一种通过控制电容器和电感器的无功
电流来实现电力系统无功补偿的方法。

该技术具有快速响应、高效率和可靠性等优点。

在TCR动态无功补偿系统中,滤波器是一个重要的组成部分。

滤波器的作用是消除电力
系统中的谐波,保证系统的稳定性和可靠性。

滤波器参数的计算是设计TCR动态无功补
偿系统的关键步骤之一。

滤波器参数的计算需要考虑电力系统的谐波特性、滤波器的类型和滤波器的参数等因素。

在实际应用中,TCR动态无功补偿技术已经被广泛应用于电力系统中,特别是在高压输电线路和重要的工业用电中。

通过合理的滤波器参数的计算和优化设计,可以有效地提高电力系统的稳定性和可靠性,减少电力系统的能耗和损失,为经济和社会发展做出重要贡献。

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TCR型静止动态无功功率补偿技术及应用1概述礼经电器
随着高新技术尤其是信息技术的飞速发展,基于计算机、微处理器控制的用电设备和电力设备在系统中大量投入使用,但是电子设备对系统干扰比机电设备更加敏感,因此对供电质量的要求也更高。

一旦出现电能质量问题,轻则造成设备故障或停运,重则造成整个系统的损坏,由此带来的损失是难以估量的。

引起电能质量恶化的主要原因是:一方面,大量为提高生产效率、节约能源和减小环境污染而采用的基于电力电子技术的现代化设备
的推广应用。

例如电气化铁路机车牵引式负荷,属于整流负荷,是典型的谐波源;它采用工频单相式交流供电,又是典型的负序源,同时又具有波动性和不确定性,是典型的电压波动源和闪变源。

而且近年来,用户端大量非线性负荷的应用正成为电能质量恶化的另一重要因素,例如从低压小容量家用电器到高压大容量的工业交直流变换装置中存在的各种静止变流器,它是以开关方式工作的,会引起电网电流、电压波形的畸变。

另一方面,大型电弧式设备,如电弧熔炉,弧焊设备等,也成为电网系统重要的冲击源和谐波源。

传统的静态无功补偿及静态无源滤波装置无法实现补偿无功、滤除谐波、提高功率因数的需求。

动态无功补偿技术的推广应用为此提
供了可行的途径。

动态无功补偿装置可根据系统的负荷情况实时在线投切L-C滤波器组,实现实时快速跟踪补偿系统基波无功,同时滤除谐波无功,为电力系统可靠的运行提供了保障。

2TCR型静止型动态无功功率补偿装置
2.1特点
采用先进的DSP数字技术运行速度<10ms;控制精度为±0.1度;控制角α范围:105°~165°;采用先进的光电触发技术(光纤通讯),使高低压电气隔离,提高了抗干扰能力;高电位取能技术,使光纤通讯成为可能;BOD晶闸管保护技术,快速有效的保护晶闸管;高纯水冷却技术,使阀组得到快速的冷却,确保晶闸管可靠的工作及效率,与风冷技术相比大大降低运行费用;系统的兼容性好。

2.2功能
在面向工业应用中,以抑制闪变、提高电网的功率因数、滤除负荷的谐波、消除三相不平衡电流、改善电网运行电能质量为主要控制目标;在面向电力系统输电网应用中,以稳定系统电压、提高线路输送能力,阻尼功率振荡,提高电力系统稳定性为主要控制目标。

2.3工作原理
2.3.1原理说明
(1)调节器自动跟踪具有严重冲击无功功率的负荷的工作状态,发出与冲击负荷所对应的TCR晶闸管阀六相触发脉冲;
(2)通过光电转换及高压光缆的传递,使触发脉冲触发各晶闸管;(3)调节器的六相触发脉冲通过晶闸管阀电子单元(高电位电子板)、去触发六相晶闸管阀;
(4)不同的触发角,改变了流过TCR回路中主电抗器的电流量,从而改变了TCR回路的感性无功功率量;
(5)通过TCR回路感性无功功率的跟随作用,使电网上的无功功率趋近于零,或趋于一定值。

下式是无功功率补偿的计算式:ΣQ=QFC+Q负载+QTCR≈0(或某一常数);
其中:
QFC——固定电容器兼滤波器的容性无功功率值(固定量);
Q负载——冲击负荷的感性无功率值(可变量);QTCR——TCR回路的感性无功功率值(可变量);
(6)由于晶闸管阀及电子设备的动态响应很快,即实现了动态补偿的功能;
(7)通过调节器的检测、运算和调节作用,TCR使三相不平衡的有功负荷得以平衡,抑制电网的负序分量。

图1TCR控制角与电流的关系
图2TCR装置原理框图
2.4TCR装置配置性能及指标
2.4.1TCR控制系统-调节器
采用全数字控制系统(ABB公司技术),主要功能是利用电力传感器实现电网参数变化检测,并将测量参数进行比较、放大,通过计算机数据处理数学模型运算,产生修正数据六相脉冲信号(控制晶闸管触发角大小),并将调节器输出到TCR阀的触发监控系统。

技术指标:
适用电压等级为:6kV~35kV;
调节器本身响应时间<10ms,跟踪时间<15ms;
触发脉冲角误差±0.1度;
控制器的控制角α范围:105°~165°;
调节范围:0~100%恒无功功率调节。

2.4.2TCR监控系统---监控器
技术指标:
供电电源为220V,50Hz;
监控TCR阀六相串联晶闸管是否有击穿故障,高电位电子单元工作是否正常,BOD器件是否有动作;礼经电器
查询各晶闸管的状态和BOD动作的具体位置,并显示;
晶闸管每串损坏数目≤2个,进行声光报警并显示。

晶闸管每串损坏数≥3个时,发出TCR紧急跳闸命令;
对监控柜的二台24V电源和二台5V电源进行监视,当24V或5V电源中有一台发生故障时,进行声光报警。

当24V或5V电源二台均有故障时,则发出TCR紧急跳闸指令。

2.4.3TCR---阀组
TCR晶闸管阀组:是由多支反并联晶闸管串联、高电位板、阀基电路、光纤、高纯水冷却管路等组成。

通过电角度控制晶闸管回路电流的大小,实现相控电抗器的电感量的改变。

2.2.4相控电抗器
是一个可控的感性负载,通过控制系统对可控硅阀的电角度控制,改变补偿电抗器的电流大小,从而达到动态无功补偿的目的。

形式:干式、空芯、铝导线、双线圈、环氧树脂浸玻璃纤维绕包、防污绝缘子。

接线:三角型接线;
额定电压:10KV;
环境温度:40℃;
绝缘耐热:F级;
触发角:105°~165°;
安装方式:分相安装;
使用条件:户外;
环境温度:40℃;
噪音水平:距电抗器中心2m处噪音不大于55dB。

3应用案例
某冷轧薄板厂10kVⅡ段母线负荷有平整机组、纵横切机组、酸洗机组、脱脂、氢氧铅、镀锡机组等用电设备组成,其计算负荷容量为:P30=7029.9kw,Q30=7936.7kvAR,S30=10602.4kvA,自然功率因数cosφ=0.663
其中平整机组、纵横切机组、酸洗机组为6脉动相控负荷。

有一定量的谐波电流发生。

原10kVⅡ段母线已设置了五套滤波装置(5次单调谐滤波器、7次单调谐滤波器、11次单调谐滤波器、13次单调谐滤波器、15次高通滤波器),起到了无功补偿兼滤波的作用。

但还是存在以下几点问题:
10KVⅡ段母线在正常生产时,主要功率因数在0.41~0.71之间有较大的波动,平均功率因数为0.625;当投入5、7、11、13次滤波装置时,其功率因数在0.92~0.85之间波动;
平整机组的负荷占10KVⅡ段母线总负荷的40%左右,因此当平整机组停止运行时,如补偿容量投入而不加调节时,则有2260KVAR的无功容量倒送入电网。

cosφ=0.819;
即主要机组均停止工作时,补偿容量投入而不加调节则有2976KVAR 的无功容量倒送入电网。

cosφ=0.658;
根据以上情况,对10KVⅡ段母线系统进行了全面测试及分析,取得准确详细的原始数据,并根据测试数据,提出以下改造方案:
改造5、7次滤波回路,容量由原来的2×1.8Mvar+2×1.2Mvar,更改为1.8Mvar+1.2Mvar;设4次滤波回路,补偿容量为1.2Mvar;增设
8Mvar TCR,动态平衡无功功率,提高功率因数。

应用效果:平均功率因数提高到0.95;快速跟踪负荷变化,动态补偿系统无功,响应时间小于20ms,提高电气设备及系统稳定性,延长设备使用寿命;抑制谐波,提高电能质量,保证生产作业的安全、顺利进行;降低电网无功损耗,提高用电效率,经济效益显著;免维护运行。

4结论
TCR型动态无功补偿装置从根本上解决电力系统的电能质量问题,其使用效益主要体现在以下几个方面:
(1)增加了电力系统功率传输能力。

在负荷处安装SVC装置进行无功补偿后,负荷向系统吸取的无功功率显著减小,由系统供给负荷的总容量也相应减小,系统就可以把这些节余容量供电给其它新添负荷。

因而在输电线路结构不变的情况下,提高了系统输送容量。

(2)减小线路能量损耗。

电力网运行时,电流通过电力网参数时,就会产生功率损耗和能量损耗,负荷的有功功率只能是由发电机供给,负荷的无功功率可以就地补偿,因而网络的线损就可大大降低。

(3)提高功率因数。

为了奖励企业提高功率因数,电力部门对工业用电规定了依照月平均功率因数调整电费办法,有奖有惩。

显然,采有SVC装置的企业可得到明显的经济效益。

(4)抑制谐波,消除危害。

谐波产生的危害,大体上也有两个方面其一是对通讯线路造成的感应干扰;其二是对一般设备造成危害。

谐波对设备造成的危害不容忽视的。

另外SVC装置对系统振荡的抑制和提高系统的瞬态稳定性也有良好的作用。

礼经电器。

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