TSC型无功补偿技术
最新FC、TSC、SVG对比分析主要无功补偿方式分析
F C、T S C、S V G对比分析主要无功补偿方式分析几种无功补偿方案的对比分析荣信电力电子股份有限公司二、补偿方案选择1. 固定并联电容补偿①固定无功补偿方案是补偿无功功率的常规方法。
装置具有结构简单、经济方便等优点，其补偿无功的容量是设计根据计算的平均负荷大小而确定的，是一个不可调的固定量，通常由电抗器和电容器串联组成，其功能主要是补偿负荷产生的感性无功，并对三次谐波有一定的抑制作用。
一般采用机械开关控制电容器的投切，投切时的冲击电流和操作过电压大，易发生谐振，因此不能频繁投切。
由于固定补偿装置的补偿容量不能随负荷而变化，“欠补”和“过补”交替发生，计费方式又为“反转正计”，使得变电所平均功率因数达不到0.9的要求，造成力率罚款，并使供电设备的能力不能充分发挥。
目前我国普遍采用的方案是在变电所设置固定电容并联补偿。
该方案主要问题是在无负荷和轻负荷的区段，过补偿十分突出，投入固定并联补偿电容后，功率因数比不投时还低，无法达到经济功率因数的要求，变电所因功率因数大幅下降，而遭受巨额罚款，固定电容器补偿还会导致空载时电压抬升，反而恶化电压质量。
②从以上分析结论可知，变电所采用固定补偿方案解决不了功率因数问题，不能随负荷的无功波动随机的调节补偿的容性无功，所以不具备抑制谐波和电压波动。
要解决功率因数问题，抑制谐波和电压波动，必须放弃固定补偿方案，寻求新的补偿方案。
2 自动投切并联电容器组并联电容器组是最早就出现的静止型无功补偿方式，因其结构简单等特点而得到了广泛的应用，一般的并联电容器组都是应用在负荷较为平稳的场合，由手工进行投切，每天的投切次数不超过10次。
自动投切并联电容器组则根据系统所需无功自动进行投切操作，其投切次数可达每天数十次，甚至数百次。
其工作特点如下：响应速度刚切除后的电容器组，需待放电完全后才能再次投入，至少需要数十秒以上。
损耗只有并补电容器和串联电抗器产生损耗，因此损耗非常小。
TSC型动态无功功率补偿装置
1.性能描述：九洲电气PowerSolver TM系列高压动态无功补偿SVC装置是综合应用现代电力电子技术、电能控制技术、以及计算机技术而研制开发的高科技产品,是一种能够为电力系统快速而连续地提供容性或感性无功功率的电力电子装置。
其中PowerSolver TM—TSC是采用成熟、可靠、先进、实用的晶闸管投切电容器组的方式,实现分组、分级进行补偿，即TSC的分组、分级的典型结构,能准确迅速地跟踪电网或负荷的波动，通过TSC支路的快速投切，对变化的无功功率进行动态补偿,装置控制响应时间不低于20～50ms，实现功率因数补偿至0。
92以上。
我公司生产的PowerSolver TM系列TSC+HVC装置具有动态调节无功功率补偿和谐波抑制的双重功能，技术先进、性能卓越、运行可靠。
已经被广泛地应用于电力工业、冶金工业、城市建设、煤炭、石油、化工等行业中，真正起到1)提高功率因数,降损节能;2）提高电网输送能力和减少电网的配变容量；3)改善用户的电压质量，减小电压波动及电压闪变;4）抑制谐波的作用，可以给用户带来巨大的经济效益和社会效益。
2。
PowerSolver TM—TSC型 SVC的技术特点及优势具有全数字化智能控制系统,采用先进的DSP数字处理器，由微机实时监测、智能调节；实时跟踪负荷变化，响应时间小于20～50ms，具有过流速断、限时过流、过载、过压、欠压及不平衡等保护；采用晶闸管串联组成高压交流无触点开关，对电容器组的快速过零投切，实现无触点、无涌流、无过渡投切；实现电流过零投切，通过过零触发系统对TSC支路的电压、电流信号进行采集，并经过零触发控制器实时计算，结合收到的投入指令对电容器实现过零投切，投切过程中无涌流冲击、无操作过电压、无电弧重燃现象，使用寿命长；阀控系统设有动态保护电路，对阀组开关元件的工作状态实时监测，并通过液晶屏幕显示阀组工作电压、电流、阀组温度，具有阀组过压、过流、欠压、超温等保护.一旦过零触发器检测出故障,保护电路立刻封锁触发脉冲，使三相阀组停止导通，并发出报警信号，实现对阀组开关元件的保护。
SC高压动态无功功率补偿装置
TSC高压动态无功功率补偿装置TK牌高压TSC是一种动态跟踪的新型电容补偿装置,产品采用全数字智能控制系统,国外进口的高电压、大功率晶闸管串连组成高压交流无触点开关,实现电容器组的快速投切，响应时间小于20ms。
产品借鉴国外先进技术，解决了传统补偿装置控制开关易受冲击、使用寿命短、相应速度慢等缺点，设备运行安全可靠，效果好，各项性能指标达到国内先进水平。
高压TSC动态无功功率补偿装置广泛应用于高压交直流输变电系统和冶金、煤炭、港口门机、电气化铁路、重型机械制造等工业、交通冲击性负荷配电网中。
其主要作用就是对冲击性负荷、时变负荷能够实时监测、动态补偿，实现功率因数补偿至0.9以上，稳定系统电压，减少供电系统的网络损耗，提高电能质量等显著特点，可以给用户带来巨大的经济效益和社会效益。
高压TSC的应用领域随着现代电力电子设备和非线性负荷的大量应用,使电网供电质量受到严重影响,尤其是各种电力电子开关器件的大量应用和负载的频繁波动是最主要的干扰源,对电网的稳定造成一系列不良影响:★功率因数低，增加电网损耗，加大生产成本，降低生产效率；★产生的无功冲击引起电网电压降低，电压波动及闪变，严重时导致传动装置及保护装置无法正常工作甚至停产；★导致电网三相不平衡，产生负序电流使电机转子发生振动。
★电容器组谐振及谐波电流放大，使电容过负荷或过电压，甚至烧毁；★增加变压器损耗，引起变压器发热；★导致电力设备发热，电机力矩不稳甚至损坏；★加速电力设备绝缘老化，易击穿；针对以上电网污染，应用我公司生产的高压TSC动态无功功率补偿装置实现了电容投切无过渡、无涌流抑制高次谐波，稳定系统电压。
高压TSC装置应用领域如下：1、远距离电力输送电力系统目前正在趋向于大功率电网,长距离输电,高能量消耗,迫使输配电系统不得不更加有效。
高压TSC可以明显提高电力系统输配电性能,即在不同的电网条件下,为保持一个平衡的电压时,可以在电网的一处和多处适当的位置安装高压TSC,以达到以下的目的：★稳定系统电压★减少传输损耗★增加电网输电能力，使现有电网发挥最大效率★提高瞬变稳态极限2、轧机轧机的无功冲击负荷会对电网造成以下影响：★使功率因数下降★引起电压波动及电压降，严重时使电气设备不能正常工作，降低生产效率★负载的传动装置中会产生有害高次谐波，主要以5、7、11、13次为代表的奇次谐波及旁频,会使电网电压严重畸变高压TSC阀组和高压FC滤波器或抑制谐波型电容装置两者相互结合，可以减少钢厂轧机等负荷对供电系统的电压波动，滤除或抑制轧机产生的谐波，提高系统的功率因数。
1、低压TSC产品简介
化进行补偿，不能分相补偿。 补偿，消除三相不平衡。
3
投切方式
手动、半自动，需人职守；循环 投切速度慢，控制系统复杂，易 出故障。
全自动，不需职守；一次性投切，速度 快，控制简单，故障率低。
4
补偿方式
接触器动作，阶段性三相同时补 偿。
可控硅导通，三相独立实时动态补偿； 无触点控制，动态跟踪负载无功电流实 现三相、分相动态补偿。
HIT WEIHAN
TSC 系列可控硅动态无功功率补偿器 产品简介
制造厂名称：哈尔滨威瀚电气设备股份有限公司 地址：哈尔滨开发区哈平路集中区渤海路 25 号
日期：二零零九年
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哈尔滨威瀚电气设备股份有限公司
Ø 可控硅触发采用脉冲变压器触发方式，传输信号通过变压器从一次侧反馈到二次，在 系统存在谐波等干扰信号时，容易出现误触发，造成装置投切不准确； Ø 补偿装置在触发控制电路的设计上均设有与主电路的电压同步环节，因此需要鉴相电 路，在工程中，如果相序接反，可能烧毁可控硅，增加了调试难度； Ø 上述设计思想常使得装置的控制触发电路过于复杂，同时触发电路的工作也易受到电 流畸变和电网电压波动的影响； Ø 在大谐波负载下，电容器电流多次过零，补偿器不能正常使用或因为高频谐波而烧毁； Ø 国外普遍动态补偿器样本上明确规定不允许使用在大谐波负荷条件下。 威瀚公司开发的 TSC 可控硅触发采用光电触发方式，实现一次系统和二次系统隔离，解 决干扰问题，不会产生误触发，这就保证了触发精度；并且做到了高可靠性和控制简单，在与 系统联接时，不需要考虑交流系统相序，不会因为相序接错而带来烧坏可控硅或其它器件现象。 在解决谐波影响方面，对主回路和控制回路进行了特殊设计，动态抑制谐波，消除了与系统发 生串联或并联的高次谐波谐振的可能性，避免烧毁设备，造成总闸跳闸事故。 一般的动态电容器补偿柜生产厂家，由于没有知识产权，不具备研发能力，在现场出现问 题时往往无法解决。威瀚公司拥有自主知识产权，吸收国外先进技术，对于用户现场出现的任 何问题，都可以随时技术升级，修改产品主回路及二次回路设计，适应现场补偿要求，有着强 大的售后服务和技术攻关能力。
TSC高压动态无功功率补偿装置
TSC高压动态无功功率补偿装置TK牌高压TSC是一种动态跟踪的新型电容补偿装置,产品采用全数字智能控制系统,国外进口的高电压、大功率晶闸管串连组成高压交流无触点开关,实现电容器组的快速投切，响应时间小于20ms。
产品借鉴国外先进技术，解决了传统补偿装置控制开关易受冲击、使用寿命短、相应速度慢等缺点，设备运行安全可靠，效果好，各项性能指标达到国内先进水平。
高压TSC动态无功功率补偿装置广泛应用于高压交直流输变电系统和冶金、煤炭、港口门机、电气化铁路、重型机械制造等工业、交通冲击性负荷配电网中。
其主要作用就是对冲击性负荷、时变负荷能够实时监测、动态补偿，实现功率因数补偿至0.9以上，稳定系统电压，减少供电系统的网络损耗，提高电能质量等显著特点，可以给用户带来巨大的经济效益和社会效益。
高压TSC的应用领域随着现代电力电子设备和非线性负荷的大量应用,使电网供电质量受到严重影响,尤其是各种电力电子开关器件的大量应用和负载的频繁波动是最主要的干扰源,对电网的稳定造成一系列不良影响:★功率因数低，增加电网损耗，加大生产成本，降低生产效率；★产生的无功冲击引起电网电压降低，电压波动及闪变，严重时导致传动装置及保护装置无法正常工作甚至停产；★导致电网三相不平衡，产生负序电流使电机转子发生振动。
★电容器组谐振及谐波电流放大，使电容过负荷或过电压，甚至烧毁；★增加变压器损耗，引起变压器发热；★导致电力设备发热，电机力矩不稳甚至损坏；★加速电力设备绝缘老化，易击穿；针对以上电网污染，应用我公司生产的高压TSC动态无功功率补偿装置实现了电容投切无过渡、无涌流抑制高次谐波，稳定系统电压。
高压TSC装置应用领域如下：1、远距离电力输送电力系统目前正在趋向于大功率电网,长距离输电,高能量消耗,迫使输配电系统不得不更加有效。
高压TSC可以明显提高电力系统输配电性能,即在不同的电网条件下,为保持一个平衡的电压时,可以在电网的一处和多处适当的位置安装高压TSC,以达到以下的目的：★稳定系统电压★减少传输损耗★增加电网输电能力，使现有电网发挥最大效率★提高瞬变稳态极限2、轧机轧机的无功冲击负荷会对电网造成以下影响：★使功率因数下降★引起电压波动及电压降，严重时使电气设备不能正常工作，降低生产效率★负载的传动装置中会产生有害高次谐波，主要以5、7、11、13次为代表的奇次谐波及旁频,会使电网电压严重畸变高压TSC阀组和高压FC滤波器或抑制谐波型电容装置两者相互结合，可以减少钢厂轧机等负荷对供电系统的电压波动，滤除或抑制轧机产生的谐波，提高系统的功率因数。
TSC型无功补偿技术
P P 2 Q2
功率因数控制
(补偿精度低)
cos
当系统的功率因数小于目标值时，投入电容可以提高系统 功率因数，反之则减小电容
无功功率控制 (补偿精度高) 以无功功率和电网电压为控制量的双重控制-——
九区法，最适合于风电中的无功补偿控制策略， 且容易实现
TSC控制回路
主要是采集电压、电流信号，通过信号处理作出
电容投切判断，并发出投切动作指令，触发控制 器则在控制指令下在电压过零时触发晶闸管导通 当需要关断时，停止触发信号，则晶闸管在电流 为零时自然关断 系统出现紧急情况时如过温、过流等，控制器能 够及时关断TSC系统以起到保护作用
控制策略
管上的压差很不稳定，应选用耐压在3000V或更高的晶闸 管，成本很高，不推荐在风机上使用。当采用三相过零触 发控制时，切除瞬间晶闸管上的压差相对稳定，最大在 1200V左右，因此选用耐压1800V或以上的晶闸管就能保 证系统的可靠性。 星型有中性点接法：由于切除时晶闸管两端承受是相电压， 相对而言耐压等级降低，晶闸管选型容易，成本也容易控 制，因此在风机工况上推荐使用该接线方案。该方案晶闸 管上电流较大，容易发热，必须谨慎考虑设备的散热问 题。
TSC型无功补偿技术
电容柜
一般TSC型 电容补偿装 置都是由若 干电容补偿 单元组成， 因此可以组 合成不同补 偿容量，满 足系统无功 变化
TSC——晶闸管无触点开关投切电 容补偿装置
失速型定浆距风力发电机组，均采用异步
感应电动机，因此需要无功补偿装置 进行就地无功补偿，稳定电压，提高风力 发电机组和传输线路效率 具有投入无涌流、切除无过压、响应时间 快和系统稳定性高等特点
无功补偿SVG,SVC,MCR,TCR,TSC的区别
无功补偿SVG、SVC、MCR、TCR、TSC区别TSC TCR型SVC MCR型SVC SVG吸收无功分级连续连续连续响应时间20ms 20ms100ms 10ms运行范围容性感性到容性感性到容性感性到容性谐波受系统谐波影响大，自身不产生谐波受系统谐波影响大，自身产生大量谐波受系统谐波影响大，自身产生较大量谐波受系统谐波影响小，可抑制系统谐波受系统阻抗影响大大大无损耗小大较大小分相调节能力有限可以不可可以噪声较小较小小体积（同等容量）大大较大小TSC：晶闸管投切电容器，采用无源器件（电容器）进行无功补偿，分级补偿，不能实现连续可调。
TCR：晶闸管控制电抗器。
MCR:磁控电抗器，与TCR类似，需要和电容柜配合实现动态无功补偿，可实现连续可调。
SVC：静止无功补偿装置，采用无源器件进行无功补偿的技术总称，包括：TSC、TCR等，“静止”是与同步调相机对应，一般来说将使用晶闸管进行控制的补偿装置成为“SVC"。
SVG：静止无功发生器，采用电能变换技术实现的无功补偿。
SVG与其它的最大区别在于能主动发出无功电流，补偿负载无功电流。
而其它均为无源方式，依靠无源器件自身属性进行无功补偿。
静止无功补偿器(SVC) 与静止无功发生器(SVG)有什么异同?静止无功补偿器(SVC)该装置产生无功和滤除谐波是靠其电容和电抗本身的性质产生的。
静止无功发生器(SVG)该装置产生无功和滤除谐波是靠其内部电子开关频繁动作产生无功电流和与谐波电流相反的电流。
相关知识静止无功补偿器又称SVC，传统无功补偿用断路器或接触器投切电容，SCV用可控硅等电子开关，没有机械运动部分，所以较静态无功补偿装置。
通常的SVC组成部分为1.固定电容器和固定电抗器组成的一个无功补偿加滤波支路该部分适当选择电抗器和电容器容量，可滤除电网谐波，并补偿容性无功，将电网补偿到容性状态。
2.固定电抗器3.可控硅电子开关可控硅用来调节电抗器导通角，改变感性无功输出来抵消补偿滤波支路容性无功，并保持在感性较高功率因数。
TSC动态无功补偿研究
TSC动态无功补偿研究摘要：随着我国经济的迅速发展，交流电弧炉等不平衡、冲击性工业用电设备日益增多，由此产生了功率因数低、三相电压和电流不平衡等诸多电能质量问题。
TSC(Thyristor Switched Capacitor)又称晶闸管投切电容器，对综合解决上述电能质量问题有良好的效果，设计具有快速响应的、稳定性好的静止无功补偿器具有十分重要的意义。
关键词：TSC三相不平衡补偿无功功率是电力系统一种不可缺少的功率。
大量的感性负荷和电网中的无功功率损耗，要求系统提供足够的无功功率，否则电网电压将下降，电能质量得不到保证。
同时，无功功率的不合理分配，也将造成线损增加，降低电力系统运行的经济性。
提高系统稳定性和抑止系统电压波动及闪变已引起国内外学术界和工程界的高度关注，成为电工技术学科研究的热点问题之一。
目前主要措施是采用无功补偿装置，具有快速响应的无功补偿装置可以起到稳定系统电压、改善系统的不平衡、提高负荷的功率因数等作用。
一、TSC基本原理TSC的典型装置通常由两大部分组成：一部分为TSC主电路，它包括晶闸管阀、补偿电容器及阻尼电抗器：另一部分为TSC控制系统，主要由数据采集与检测、参数运算、投切控制，触发控制4个环节组成。
晶闸管阀通常有2种接线方式：2个晶闸管反并联和1个晶闸管与1个二极管反并联。
前者晶闸管阀承受最大反向电压高，为电源电压峰值，但投资较大，控制复杂：后者投资小，控制简单，但晶闸管阀承受最大反向电压高，为电源电压峰值的2倍，所以在选择使用哪种连接方式时，应根据技术、经济比较来确定。
二、TSC无功补偿主电路1.星形有中线这种接法优点在于，晶闸管电压定额降低，可以进行分相投切；但由于中线存在，对三倍次谐波无抑制作用，所以晶闸管电流定额增大，因此该接线方式适合系统电压波形畸变率很小且电网负荷三相不平衡的情况。
为了限制涌流和抑制谐波，通常在中线上加装限流电抗器。
2.星形无中线与星形有中线相比，该接线方式由于取消了中线，对三倍次谐波有抑制作用，对系统无污染：但需两相电容能形成回路，不能进行分相投切，因此，该方式不适合补偿电网负荷三相不平衡的情况。
毕业论文基于晶闸管投切电容器(TSC)的无功补偿研究
3.2实现方案
3.3实验步骤
3.3.1接线
3.3.2调试步骤
3.4波形图
3.5数据记录
3.6结果分析
第4章基于NISTLAB的控制器系统仿真
4.1仿真软件介绍
4.2仿真模型的建立
4.3仿真结果及其分析
4.4本章小结
参考文献
致谢
基于晶闸管投切电容器（TSC）的无功补偿研究
电气工程及其自动化(专升本)专业
在当今的电力系统中，感应式异步电动机和变压器作为传统的主要的负荷使电网产生感性无功电流；同时，随着现代电力电子技术的发展，大功率变流、变频等电力电子装置在电力系统中得以广泛的应用，这些装置大多数功率因数很低，导致电网中出现大量的无功电流。无功电流产生无功功率，给电网带来额外的负担且影响供电质量。因此，无功补偿就成为保持电网质量运行的一种主要手段之一。
目前，世界各国都将无功补偿作为电网规划必不可少的一部分。然而，我国和世界上的发达国家（美国、日本）相比，无论从电网功率因数还是补偿深度来看，都有较大的差距。目前，美国、日本等发达国家补偿度达0.5以上，电网功率因数接近1.0，而我国补偿度仅为0.45。我国的电网，特别是广大农村电网，普遍存在功率因数低，电网损耗较大的情况。导致此现象的主要原因就是众多的感性负载用电设备设计落后，导致功率因数低，电压低。
摘要：冲击性负荷大量接入电网，引起电网电压波动和闪变、三相供电不平衡以及电压电流波形畸变等，造成电网电能质量的严重恶化。针对电力系统中无功补偿装置发展的现状，本文研究设计了一种基于晶闸管的ＴＳＣ型无功补偿装置控制器。该装置以实时检测为依据，以低压网为最佳补偿对象。
本文主要研究了无功补偿对电网性能的改善，无功补偿控制器的控制算法，以及控制器的软硬件设计。算法采用模糊控制，以电压无功及瞬时的电容器状态为输入，通过模糊推理得到电容器的最佳投切量和延时时间。控制器的核心芯片采用ＴＩ公司的ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２，它具有比其它单片机控制运算速度高，实时性好的特点。采用晶闸管与接触器相结合控制投切电容器，实现了电容器快速、无弧、无振荡。
TSC无功功率动态补偿装置技术规范书
TSC无功功率动态补偿装置技术要求1．执行标准本产品执行中华人民共和国颁发的以下标准（但不限于），遵照执行标准名称如下：GB7251.1-2005 《低压成套开关设备》GB/T15576-2008 《低压无功功率静态补偿装置总技术条件》GB50227-95 《并联电容器成套装置设计规范》JB/T7113-1993 《低压并联电容器装置》DL/T597-1996 《低压无功补偿控制器订货技术条件》GB12747-2004 《自愈式低电压并联电容器》GB/T3859.1-93 《半导体变流器基本要求的规定》GB10229 《电抗器》JB5346-1998 《串联电抗器》GB11032-2000 《交流无间隙金属氧化锌避雷器》GB1027 《电压互感器》GB/T5356 《电压互感器试验导则》GB1028 《电流互感器》JB/T5356 《电流互感器试验导则》GB/T 4026-1992 《电器设备接线端子和特定导线线端识别及应用字母数字系统的通则》GB 4025-1983 《电工成套装置中的指示灯和按钮的颜色》GB1497 《低压电器基本标准》GB 4208-1993 《外壳防护等级》GB/T 13384-1992 《机电产品包装通用技术条件》GB 3084-1982 《电力传动控制站的产品包装运输规程》2．TSC工作原理简介2.1TSC基本原理无功功率动态补偿装置包括：刀熔开关、电抗器、功率单元、单相电容器、控制器、支路智能保护器、柜体等部分组成。
采用全智能控制，微机监测，利用进口大功率晶闸管反并联组成功率单元，实现对多级电容器组的快速过零投切。
电容器组投切准确，无涌流冲击、无过渡过程、无振荡现象、无操作过电压，通过电容器提供的溶性无功来抵消系统中的感性无功，来达到提高系统功率因数的目的。
2.2 TSC性能要求◆ 采用德国西门康晶闸管反并联组成功率单元，晶闸管过零投切电容器。
◆ 光电触发，实现一次系统和二次系统隔离。
TSC动态无功补偿方案
动态无功补偿技术方案一、背景现场中运行的负荷多为感性负荷，大量存在的感性负荷，不仅造成功率因数过低，增大网络损耗、降低功率因数，还会引起电压波动，严重时影响风力发电的安全运行，降低了生产效率。
国内外相关的规程规定，为了降低网损、节约能源，增加变压器的带载容量，稳定电压，要求系统安装必要容量的无功功率补偿设备。
本技术方案根据低压系统对低压动态无功功率补偿装置的相关基本要求，以及本公司开发、设计、制造和在钢铁、煤炭、船舶、化工、汽车、石油、风电等行业投运无功补偿装置的工程经验设计的。
二、设计方案电压0.4KV，根据现场情况，设计为补偿量720kvar（90kvar*8）的智能无功补偿装置，利用大功率晶闸管组成低压双向可控硅交流无触点开关，可实现对多级电容器组的快速过零投切，组件中含有制冷系统，可根据温度自动调节。
主要器件介绍1 电容器主要技术指标：MPDSY系列采用干式、固态结构，符合最高的环保要求，可用于箱式变压器房、欧美款式的低压柜和对环保条件要求较高的场合。
适用环境：A．温度：最低-25℃，最高+50℃(特殊设计最低-40℃，最高+70℃)。
B．海拔高度不超过2000米。
(高原系列不超过5000米)C．相对湿度：不大于95%常规参数：A．介质损失：不大于0.001B．容差：标称容量的的-5-+10%，相间不平衡不大于1.08%C．试验电压：极间2.15倍额定电压，5秒；极壳间3600伏，2秒。
D．放电：断电后，1分钟/3分钟内使放电至50伏以下E．密封性能：80±2℃3h 无渗漏F．安全性能：100%电容器切断保护。
满足，IEC60831-2标准的破坏试验要求，满足UL810标准的10000AFC要求运行参数：A．过负荷：允许过电压：1.10Un；允许过电流：不大于1.3In。
(抗谐波系列可满足1.6-1.8In)B．产品可靠性：在额定电压及标称类别温度下运行60000/5000小时，产品失效小于6%/0.5%(1ppm元件小时)。
低压TSC可控硅动态无功补偿装置(EPFT-TSC)
低压TSC可控硅动态无功补偿装置（EPFT-TSC）产品简介晶闸管投切电容器方式的无功功率自动补偿装置(TSC)是目前国内普遍采用的低压无功功率自动补偿装置。
我公司（北京艾普飞特科技有限责任公司）生产的EPFT-TSC系列可控硅无功补偿装置是一种动态跟踪补偿的新型电子式无触点可控硅电容投切装置，利用大功率晶闸管组成低压双向可控硅交流无触点开关，可实现对多级电容器组的快速过零投切。
在TSC装置电容器支路中串联适当的电感，可有效防止谐波放大、吸收部分谐波电流，起到谐波抑制的作用。
同时该系列装置可以采用三相独立的控制技术有效解决了三相不平衡冲击负荷补偿的技术难题，装置响应时间小于20ms，实现功率因数补偿至0.9以上的目的。
EPFT-TSC系列可控硅无功补偿装置是无功补偿领域中的升级换代产品。
主要适用于工矿企业、石油、汽车、造船、发电厂、变电站、钢铁、冶金、化工、建筑、通信医院机场等负荷频繁变化的场所。
技术特点：◆采用双向反并联晶闸管，实现电压、电流过零投切，无冲击，无涌流和过电压，不引入暂态谐波；◆可以三相平衡循环、组合投切，又可分相循环、组合投切；◆采用DSP数字化控制器；◆在线参数设置；◆在线综合测量，实现检测负荷V、I、P、Q、cosΦ及投切级数；◆开关频率高，寿命长，响应迅速，响应时间≤20ms；◆断电自动恢复；◆过压/欠压保护、快速熔断器过流保护以及晶闸管过热保护。
技术参数：额定电压：0.4KV额定频率：50HZ动作相应时间：≤20ms晶闸管耐压：1800V电容选配：三相电容10KV AR~30 KV AR；单相电容3KV AR~10 KV AR。
其他规格需特殊订货装置尺寸：700mm(宽)×550mm(深)×190mm(高)柜体尺寸：800mm(宽)×800mm(深)×2200mm(高)。
不限柜型，可以与国内外各种柜型配套。
工作环境条件：环境温度：-25℃～+40℃相对湿度：＜90%（+25℃），无凝露最大日温差：20℃安装地点：户内安装海拔高度：＜1000米型号说明：EPFT — TSC—/ —级数代号额定容量系统电压柜体结构（P 屏，X 箱） 晶闸管投切电容器 企业代号注：如果负载中的谐波以5次及以上谐波为主，串联电抗器的串抗率选7%如果负载中的谐波以3次及以上谐波为主，串联电抗器的串抗率选14%也可根据用户需要，串抗率特殊订做。
基于TSC的静止无功补偿器设计
基于TSC的静止无功补偿器设计摘要本文提出了以静止无功功率理论为基础的晶闸管投切电容器(TSC)技术，并重点讲述了TSC型无功功率补偿技术的原理和投切时刻。
TSC型无功功率补偿装置是静止无功补偿器(SVC)的一种，是低压无功补偿的首选方式，它本身不产生谐波、控制灵活、损耗小、运行维护费用低、可靠性高。
同时对无功功率补偿方案进行了设计，本设计中采用低压集中补偿方式，电容器为不等容分组，接线方式运用星形连接，在投切控制方式上，采用电压-无功功率复合控制的策略，避免了投切判定单一带来的投切振荡问题。
本文设计的是晶闸管投切电容器型(TSC)无功功率补偿装置，其硬件设计包括主电路和控制电路的设计，主电路的硬件主要包括：电容器组、双向晶闸管、触发装置、保护电路等。
控制电路的硬件主要包括：控制芯片嵌入式STM32、互感器模块、信号前置处理模块、模数转换模块AD536A、显示模块等。
除此之外本文还给出了大量的硬件原理图和程序流程图。
关键词：无功功率补偿，晶闸管投切电容器，嵌入式STM32AbstractIn this Paper,reactive power compensation are firstly introduced including the purpose and signification of the research,the principle of modern reactive compensation technology and comparison of different compensation equipment.the author,in the chapter 2,focuses on the principle and switched time of the Thyristor switched capacitor which(TSC)is a static var compensator based on the theory of the instantaneous reactive power with no harmonic generation,flexibly control,low loss and reasonable cost.The design of TSC system is also given in the chapter 2,including cacentralized compensation,unequal capacity grouping and Y connection.The voltage-reactive power multiplexed control mode avoids the Switch oscillationproblem due to single criterion of switching.This design is based thyristor switched capacitor (TSC) reactive powercompensation device, the hardware design, including the main circuit and controlcircuit design, the main circuit of the hardware include: capacitor, Triac, triggering device, protection circuit. The hardware controlcircuit includes: controlchipmicrocontroller Embedded STM32, transformer module,signal pre-processing module,analog-digital conversion module AD536A, display module. In addition this also gives a lot of hardware schematics and program flow chart.Keywords: reactive compensation technology, Thyristor switched capacitor, Embedded STM321主电路结构的设计本课题设计的TSC型无功功率补偿装置，其主电路的结构包括控空气开关、避雷针、双向晶闸管、三相电容器、熔断器、可控开关、触发装置和串联电抗器等，主电路如图1.1所示。
矿用隔爆型动态无功补偿装置(SVG、TSC)的原理介绍及优缺点比较-1
矿用隔爆型动态无功补偿装置（SVG、TSC）原理介绍及优缺点比较一、原理简介1、静止无功发生器SVG（Static Var Generator）SVG的基本原理是，将电压源型逆变器，经过电抗器并联在电网上。
电压源型逆变器包含直流电容和逆变桥两个部分，其中逆变桥由全控型可关断的半导体器件IGBT组成。
BJS-500/1140型SVG原理简图工作中，通过调节逆变桥中IGBT器件的开关，可以控制直流逆变到交流的电压的幅值和相位，因此，整个装置相当于一个调相电源。
通过检测系统中所需的无功，可以快速发出大小相等、相位相反的无功，实现无功的就地平衡，保持系统实时高功率因数运行。
上图为SVG原理图，将系统看作一个电压源，SVG可以看作一个可控电压源，连接电抗器或者可以等效成一个线形阻抗元件。
表1给出了SVG三种运行模式的原理说明。
表1 SVG的三种运行模式运行模式波形和相量图说明容性运行模式UI> U s，I L为超前的电流，其幅值可以通过调节U I来连续控制，从而连续调节SVG发出的无功。
感性运行模式UI< U s，I L为滞后的电流。
此时SVG吸收的无功可以连续控制。
SVG在中低压动态无功补偿与谐波治理领域得到越来越广泛的应用，其具有以下重要功用：SVG可以补偿基波无功电流，补偿后功率因数可达到0.95以上，使被补偿网络的线电流下降30%以上，大大减小线路损耗，提升移动变压器带载能力，节能效果明显。
●SVG通过补偿基波无功电流，有效降低被补偿网络的无功突变，减小网络电压波动，抑制闪变，使供电电压更加平稳。
●SVG同时也具有有源滤波功能（APF），可对谐波电流进行补偿，能有效抑制被补偿网络中的5、7、11次谐波。
2、晶闸管投切电容器TSC（Thyristor Switched Capacitor）TSC的基本原理是按照一定的寻优模式，设计多组某次或某几次滤波器，基波下各支路呈容性，分级改变补偿装置的无功出力；滤波器某次谐波下调谐，滤该次谐波。
TSC无功补偿控制装置研究
TSC 无功补偿控制装置研究一、绪论随着工业化、城市化以及电力自动化技术的发展，电力质量问题越来越引起人们的重视。
其中，无功功率问题成为了影响电力网稳定性和供电质量的主要因素之一。
针对这个问题，TSC（Thyristor Switched Capacitor，可控硅开关电容器）无功补偿控制装置应运而生。
本文将对TSC 无功补偿控制装置进行研究，探究其作用和优势，并结合实际应用案例进行说明。
二、TSC 无功补偿控制装置的作用TSC 无功补偿控制装置是一种电力自动化设备，它主要用于实现电力网的无功补偿和电压调节功能。
无论是在工业电网还是城市配电网中，都可以使用TSC 无功补偿控制装置来控制变压器侧的电容器组的投入和退出，或者更改电容器的容量，从而改变感性负载的功率因数，并调节电压。
TSC 无功补偿控制装置主要由电容器组、可控硅元件和控制器三部分组成。
在控制器的指令下，通过可控硅元件对电容器组进行控制，实现在不同的功率因数下，电容器组相应的投入和退出，或者调整电容器的容量。
其中，电容器组是实现无功补偿的核心部件，电容器组的容量和数量的选择需要根据实际负载情况、供电电压等因素进行合理的匹配。
可控硅元件则是控制电容器组的开关，它可根据控制器的指令改变电容器的投入和退出。
控制器是TSC 无功补偿控制装置的“大脑”，它能够实现对电容器组的精确控制，以达到稳定的电力质量和供电。
三、TSC 无功补偿控制装置的优势1.提高电力质量在电力网运行中，不同负载在不同的负载率下，需要不同的电容器投入来实现无功补偿，以达到提高电网稳定性和电力质量的目的。
TSC无功补偿控制装置可以实现准确的电容器投入和退出，从而满足不同负载下的无功补偿要求，提高电力质量。
2.节约能源功率因数是衡量电力系统电能利用率的标志之一。
功率因数越低，表示单位电能所付出的成本越高，同时也会降低供电能力。
通过使用TSC 无功补偿控制装置实现无功补偿，可以提高功率因数，降低电力系统的能耗和成本，节约能源。
(word完整版)1、高压TSC动态无功功率补偿装置产品简介(1)
HIT WEIHAN高压TSC动态无功功率补偿装置产品简介制造厂名称：哈尔滨威瀚电气设备股份有限公司地址：哈尔滨开发区哈平路集中区渤海路25号日期：二零一二年高压TSC动态无功功率补偿装置产品简介1、无功补偿的目的所谓补偿就是吸收和供给可变的无功功率。
负荷补偿就是对无功功率进行调度以改善交流电力系统的供电质量，以达到功率因数矫正、改善电压质量、调节负荷平衡等目的。
功率因数校正应尽可能靠近需要无功的负荷处产生无功。
通常工业负荷多为感性，吸收无功，功率因数是滞后的，母线电流大于供给负载有功电流值。
在能量转换中，无功功率作为损耗掉了，却不能转化为有用功。
无功功率对供电系统和负荷的运行都是十分重要的。
电力系统网络元件的阻抗主要是电感性的。
因此，粗略地说，为了输送有功功率，就要求送电端和受电端的电压有一相位差，这在相当宽的范围内可以实现；而为了输送无功功率，则要求两端电压有一幅值差，这只能在很窄的范围内实现。
不过大多数网络元件消耗无功功率，大多数负载需要消耗无功功率。
网络元件和负载所需要的无功功率必须从网络中某个地方获得。
显然，这些无功功率如果都要由发电机提供并经过长距离传送是不合理的，也是极不经济的，通常也是不可能的。
由于负荷对于无功功率的需求是变化的，无功的为化会引起电压的变化，导致不同用户的负荷间相互干扰。
一般规定电源电压的变化范围为±5%（平均值），特殊场合，如大负荷的急剧变化所产生的电压降会危害保护设备的正常运行或产生损害视力的电压闪烁现象，规定其范围要比±5%小的多。
超过了规定的电压范围时就要进行补偿。
通常根据负荷要求的最大有功功率来确定系统的规模，而用补偿器调节无功。
无功补偿的作用主要有以下几点：（1）提高系统功率因数，提高系统效率，降低设备容量，减少功率损耗；（2）稳定受电端及电网电压，提高供电质量。
在对轧机、提升机、电弧炉等冲击型负荷的补偿中，可显著稳定系统电压，改善电网的稳定性；（3）无功补偿可以提高变压器出力，提高变压器带载容量；2、无功补偿的种类目前国内外普遍采用的无功功率的方法主要有五种：（1）同步发电机通过调整励磁电流，使其在超前功率因数下运行，输出有功功率的同时输出无功功率。
TSC动态无功补偿技术在工业企业的应用
Telecom Power Technology设计应用动态无功补偿技术在工业企业的应用闫家彬（中车山东机车车辆有限公司，山东济南晶闸管动态无功功率补偿装置（Thyristor Switched Capacitor，TSC）是一种新型电容补偿柜，是无功补偿领域的更新换代产品，近几年在工业企业得到广泛应用。
TSC装置的关键技术是对电容器投切开关晶闸管的触发控制，装置解决了晶闸管投切电容器的投切判据检测和零电压触发问题，实现了电容器的频繁投切和快速反应，在确保装置安全可靠的基础上达到良好的无功功率补偿效果。
在此主要介绍了无功功率检测、晶闸管触发电路零电压投入以及TSC控制结构等关键问题的解决方案。
动态无功补偿；投切判据检测；零电压触发Application of TSC Dynamic Reactive Power Compensation Technology in IndustrialEnterprisesYAN JiabinCRRC Shandong Locomotive & Rolling Stock Co.，Ltd.Thyristor Switching Capacitor（TSC）dynamic reactive power compensation technology 2020年12月25日第37卷第24期Telecom Power TechnologyＤｅｃ． ２５，２０２０，Ｖｏｌ． ３７ Ｎｏ． ２４ 闫家彬：TSC动态无功补偿技术在 工业企业的应用偿范围最大，补偿效果最好，但投资较大，设备利用率较低，只使用在一些重点设备上。
无功补偿装置根据接线方式的不同，分为串联无功补偿和并联无功补偿。
串联无功补偿方式通常用在330 kV及以上的超高压线路中无功电压的补偿，用来降低功率损耗，提高系统的稳定性。
并联无功补偿方式电容器和低压线路并联，电容器为用电设备提供所需无功电流，从而减轻电力线路、变压器以及发电机的负担，在工业企业中得到了广泛的应用。
TSC无功补偿的基本原理
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补偿回路工作原理
若电容器的电容较小，负荷中的感 性无功电流没有被完全补偿，这时 电源的I 滞后U ，即如图 （a）所示， 该补偿称为欠补偿
若电容器的电容较大，会出现图 （b）所示的情况，这时负荷中 的感性无功电流被完全补偿之后 还有剩余容性电流，电源的I 超 前U ，这种补偿称为过补偿
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电容器投入时刻的选取
TSC理想投切时刻原理说明 9/16
电容器残压测量
► 预先测知电容器残压，通常不容易做到，所以必须通过其他一些方法 来解决电容器残压测量这一难题。通常可采取以下几种方法：
► （1）过零触发电路 ► （2）利用相位关系触发 ► （3）反压触发
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过零触发电路
当电源电压与电容器残压相等时，晶闸管上电压为零，光电 耦合器就会输出一个负脉冲，如果此时投入指令存在，此脉冲就 会经过一系列环节，产生脉冲串去触发晶闸管，保证晶闸管的平 稳导通。当 TSC 投入指令撤销时，晶闸管在电流过零时断开，直 到微控制器再次发出投入指令，TSC 才会在电压过零时重新投入。11/16
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小结
本次报告首先介绍了无功补偿涉及到的几个基本概念，接 着对 TSC 无功补偿方式的原理进行了较详细的论述，包 括基本原理、补偿回路的构成及工作原理、电容器投入时 刻的选取时刻分析等
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谢谢观赏
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9/21/2019
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三种触发方式的比较
► 在这几种触发方法中， ► 过零触发电路应用范围最广，无论电容器残压处于何种状态，其都适
用； ► 利用相位关系触发则更适合电容器残压等于电源峰值的情况； ► 反压触发适用于电容器残压低于电源峰值的情况，因为当电容器残压
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晶闸管模块的作用和选型
角外接法 ：以690V为例，采用两相过零触发控制时晶闸
根据控制量的不同可以分为:
P P 2 Q2
功率因数控制
(补偿精度低)
cos
当系统的功率因数小于目标值时，投入电容可以提高系统 功率因数，反之则减小电容
无功功率控制 (补偿精度高) 以无功功率和电网电压为控制量的双重控制-——
九区法，最适合于风电中的无功补偿控制策略， 且容易实现
TSC型无功补偿技术
电容柜
一般TSC型 电容补偿装 置都是由若 干电容补偿 单元组成， 因此可以组 合成不同补 偿容量，满 足系统无功 变化
TSC——晶闸管无触点开关投切电 容补偿装置
失速型定浆距风力发电机组，均采用异步
感应电动机，因此需要无功补偿装置 进行就地无功补偿，稳定电压，提高风力 发电机组和传输线路效率 具有投入无涌流、切除无过压、响应时间 快和系统稳定性高等特点
TSC控制回路
主要是采集电压、电流信号，通过信号处理作出
电容投切判断，并发出投切动作指令，触发控制 器则在控制指令下在电压过零时触发晶闸管导通 当需要关断时，停止触发信号，则晶闸管在电流 为零时自然关断 系统出现紧急情况时如过温、过流等，控制器能 够及时关断TSC系统以起到保护作用
控制策略
九区法 ——无功功率控制
系统电压作为第一控制量：分为最大值Umax和最小值Umin 系统无功功率为第二控制量：分为消耗的最大值Qx-max和发出的最大值 Qf-max
非 欠 补 偿 区 全
补
偿
区 Umax 过 补 偿 区 Umin 区
正常区
补 Q x-max
偿
Q f-max
过零投切原理
晶闸管上电压为零光电耦合器输出负脉冲脉冲反相与 TSC投入指令相“与”启动多谐震荡器输出脉冲串晶闸 管平稳导通相应的电容器运行
管上的压差很不稳定，应选用耐压在3000V或更高的晶闸 管，成本很高，不推荐在风机上使用。当采用三相过零触 发控制时，切除瞬间晶闸管上的压差相对稳定，最大在 1200V左右，因此选用耐压1800V或以上的晶闸管就能保 证系统的可靠性。 星型有中性点接法：由于切除时晶闸管两端承受是相电压， 相对而言耐压等级降低，晶闸管选型容易，成本也容易控 制，因此在风机工况上推荐使用该接线方案。该方案晶闸 管上电流较大，容易发热，必须谨慎考虑设备的散热问 题。
角外接法 :
晶闸管接在三角形电容器的外部，
在实际工业中有普遍应用 三角形电容器体积相对较小 ， 且能够很好的抑制三倍次谐波对 电网的污染 长期运行三倍次谐波会影响电容 器寿命，设计时需要考虑串联电 抗器来抑制背景谐波对电容的冲 击 在风电行业采用三角型接线的电 容器时建议使用三相控制
TSC 投入指令撤销 触发脉冲停止晶闸 管在电流过零时自然 断开电容器切除
过零判断器 光耦 与门 投 切 信 号
触发脉冲器
晶闸管电压过零触发原理图
谢 谢 ！
星形有中线接法 :
优点：对晶闸管耐压要求降低，
也可以进行分组投切 对3倍次谐波抑制能力差，额定 电流增大，一般都要加电抗器 来消除谐波和减小电流冲击 有利于晶闸管的选型，可以提 高系统的可靠性，此接法适合 在风电行业的应用
电抗器的作用和选型
作用主要有两点：一是限制合闸涌流；二是抑制
——由晶闸管连接到电网侧的电容补偿回路
电容器接线方式 电抗器的作用和选型 反并联晶闸管的作用和选型
电容器接线方式
a. 角内接法
b. 角外接法
c. 星形有中线接法
d. 星型无中线接法
角内接法 :
晶闸管处于电容器三角形的内部 ，
对各相单独控制 比较适合有较大不平衡负载的工 况 可令各相电容值不等， 根据各相 负荷大小作相补偿 对系统不产生污染，晶闸管额定 电流小 要求晶闸管耐压等级高 电容是单相电容器，不适合用在 风电场合
TSC型电容补偿装置的组成
主回路：反并联晶闸管单元、电容器和电
抗器 控制回路：主要有信号采集、电压过零检 测、投切控制器、触发脉冲器和系统保护 等组成来自TSC型电容补偿单元示意图
异 步 电 机
M
电 网 侧
投切控制器 主 回 路 控 制 回 路
过零 检测
与门
触发脉冲器
触发脉冲信号
TSC主回路