晶闸管投切电容器型静止无功补偿技术综述_赵景媛
静止无功发生器与晶闸管投切电容器协同运行混合无功补偿系统
第29卷第19期中国电机工程学报 V ol.29 No.19 Jul. 5, 200992 2009年7月5日 Proceedings of the CSEE ©2009 Chin.Soc.for Elec.Eng. 文章编号：0258-8013 (2009) 19-0092-07 中图分类号：TM 711 文献标志码：A 学科分类号：470·40静止无功发生器与晶闸管投切电容器协同运行混合无功补偿系统赵伟，罗安，唐杰，邓霞(湖南大学电气与信息工程学院，湖南省长沙市 410082)Hybrid Var Compensator Based on the Coordinated Operation of STATCOM and TSCZHAO Wei, LUO An, TANG Jie, DENG Xia(College of Electrical and Information Engineering, Hunan University, Changsha 410082, Hunan Province, China)ABSTRACT: A low cost hybrid var compensator is proposed in this paper, it is composed of a small capacity static synchronous compensator and multi-groups thyristor switched capacitor. Static synchronous compensator (STATCOM) is used to realize fast and stepless reactive power compensation and multi-groups thyristor switched capacitor (TSC) are used to realize large capacity step compensation, the coordinative operation of STATCOM and TSC can realized low cost, large capacity and stepless reactive power compensation. Based on the analysis on the principle of hybrid var compensator (HVC), hybrid control method based on expert decision-making is proposed to realized the coordinated control of the continuous subsystem STATCOM and discrete subsystem TSC, it guarantees the performance of HVC, furthermore, a novel voltage control strategy based on instantaneous power balance is proposed to optimize the controller of STATCOM, it is more reliable and easier to realize than traditional cascaded voltage controller. Simulation and application results have shown the validity of the proposed system, it can satisfy the need of energy saving of application companies and save large amount of cost.KEY WORDS: reactive power compensation; stepless compensation; low cost; expert decision-making; instantaneous power balance摘要：提出一种低成本混合型无功补偿系统(hybrid var compensator，HVC)，它由一台较小容量的静止无功发生器基金项目：国家自然科学基金项目(60774043)；国家863高技术基金项目(2004AA001032)。
利用单相晶闸管投切电容器实现无功补偿
利用单相晶闸管投切电容器实现无功补偿无功补偿是为了改善电力系统的功率因数而进行的一种措施。
而利用单相晶闸管投切电容器实现无功补偿，是一种常见的方式。
本文将从晶闸管的工作原理、电容器的作用、无功补偿的意义等方面详细介绍利用单相晶闸管投切电容器实现无功补偿的方法和原理。
首先，我们来了解一下单相晶闸管的工作原理。
晶闸管是一种控制型的半导体器件，其具有单向导电性和双向控制性。
晶闸管有三个电极：阳极（Anode）、阴极（Cathode）和控制极（Gate）。
当阳极电压大于一定的阀值电压时，控制极的电压加大，通过二极管型场效应晶体管的放大，从而控制晶闸管导通或截止。
其次，电容器在电力系统中有很多作用，其中之一就是进行无功补偿。
电容器可以存储和释放电能，具有快速响应的特性。
当电力系统中存在感性负载时，容易产生感性无功功率，导致功率因数降低。
而电容器具有负载电流超前于负载电压的特点，可以提供感性无功功率，从而达到补偿功率因数的效果。
然后，我们来了解一下无功补偿的意义。
功率因数是电力系统中衡量有功功率和视在功率之间关系的参数。
当功率因数低于1时，电网中会产生大量的感性无功功率，不仅浪费了电力资源，还会降低电力系统的稳定性和供电质量。
因此，进行无功补偿可以提高功率因数，减少电网中的无功功率，提高电力系统的效率和稳定性。
接下来，我们来详细说明利用单相晶闸管投切电容器实现无功补偿的方法和原理。
当电网中存在感性负载时，我们可以通过投切电容器的方式进行无功补偿。
具体步骤如下：1.测量电网的功率因数。
使用功率因数测量仪测量电网的功率因数，得到实际的功率因数值。
2.计算所需补偿容量。
根据实际功率因数和目标功率因数之间的差值，计算出所需的补偿容量。
3.选择合适的电容器。
根据所需补偿容量和电压等级，选择合适的电容器进行无功补偿。
4.控制晶闸管的导通和截止。
通过改变晶闸管的工作方式，实现电容器的导通和截止，从而实现无功补偿。
5.监测补偿效果。
电力电子技术在静止无功补偿装置中的应用
电力电子技术在静止无功补偿装置中的应用一、静止无功补偿1.电力系统无功补偿在电力系统中，电压是衡量电能质量的一个重要指标。
为了满足用电设备对使用电压的要求，必须使各输配电的母线电压稳定在一定的范围内，电压控制的主要方法之一就是对电力系统的无功功率进行控制。
理想情况下，应尽量使功率因数保持为“1”，这样就能使线路中电流只存在有功分量，从而可完全消除无功电流分量所引起的线路损耗，使电能得到充分利用，为了达到此目的，电力系统通常采用无功补偿设备。
2.静止无功补偿工业配电系统中，多采用电容器组实现功率补偿，但这样投切式补偿电容的方法只能进行有级调节，并且受机械开关动作条件的限制，响应速度慢。
静止无功补偿器（SVC）是相对于“旋转”式同步调相机和同步电动机而言，采用“静止不动”的电力电子器件和储能元件构成的无功补偿装置。
这种无功补偿装置能快速、平滑无级地调节容性或感性无功功率，从而实现动态补偿；并且它的体积比传统的补偿装置小，现场噪声也小。
二、静止无功补偿器的工作原理静止无功补偿装置有两种类型：晶闸管可控电抗器（TCR）和晶闸管投切电容器（TSC）。
1.晶闸管可控电抗器TCR单相原理图如下：α电抗器通过反并联晶闸管构成双向开关与交流电源相连，假设电抗器呈纯感性，则功率因数角φ=90。
，所以在0。
≤α≤90。
范围内，不能通过改变α来改变电感中电流从而改变TCR吸收的感性无功功率。
在90。
＜α＜180。
时，随着α德增大，电感电流基波分量相应减小，电抗器等效电感值随之可控，继而TCR吸收的感性无功功率可以平滑调节。
整个TCR 就像一个连续可调的电感，可以快速、平滑调节其吸收的感性无功功率。
另外，电力系统中，有时需要感性无功功率，有时需要容性无功功率，所以在实际应用中，可以在TCR两端并联固定电容器组。
2.晶闸管投切电容器TCR投切时的原理图如下：TSC由两个反并联晶闸管与电容器串联而成。
TSC实际上是断续可调地吸收容性无功功率。
电网中静态无功补偿装置的应用原理和保护分析
Ｔ Ｃ Ｒ ＋Ｆ ℃ 混合 型 Ｓ ＶＣ中 ，Ｔ Ｃ Ｒ 平衡 系 统产 生感 性 无
作者简 介 ： 王燕 萍（ １ ９ ８ ０ 一 ） ， 硕士 ， 研 发工程师 ， 研 究方 向为 电力系统继 电保护 ； 梅 慧楠 （ １ ９ ８ ０ 一 ） ， 硕 士， 研发工程师 ， 研 究方 向为 电力系统
变化率为 ０ ，对应 电 容 器 组 电 流 也 为 ０ 。在 实 际 的 工 程 应
用 中 ，Ｔ Ｓ Ｃ型 Ｓ Ｖ Ｃ依 据 实 际情 况 多 在 瞬 时 值 相 等 时 刻 投
入 电网 。
图 １ ＴＣ Ｒ型 Ｓ Ｖ Ｃ 原 理 图
１ ． ３ 混合型 Ｓ Ｖ Ｃ
将多种无功补偿 形式结 合，可构成混合 型 Ｓ Ｖ Ｃ 。 通 常 ，一组 晶闸管 控 制 电抗 器 （ Ｔ Ｃ Ｒ） 与 多 种 其 它补 偿 形 式 组 合 ，可改 进 单一 形 式 的缺 陷 ，取 得 更 好 的 补偿 效 果 。常 见
关 投 切 固定 电容 后 ，随着 电力 电子 技 术 的 应 用 ，开 始 利 用
Ｔ Ｃ Ｒ型 Ｓ Ｖ Ｃ的感性 支路 电流滞 后 于 电压 ，产 生 的谐 波
主要为奇次。感性支路若为三角形连接 ，３ 次谐波不会流人
电网 ，主要谐 波将 为 ５次和 ７次 谐 波 。３ １ ； Ｒ型 Ｓ ＶＣ的容 性
ＴＣ Ｒ型 Ｓ ＶＣ组成 原 理 如 图 １ 所示 。
冲击 电流 可 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ损 坏 晶 闸管 ，因此 投 切 电容 器 组 需 尽 量 避 开
电压 阶跃 变 化 。在 电 网 中投 切 电容 器组 时 ， 电 网 电压 与 电
容 器 组预 充 电 电压 相等 为最 理 想 状 态 ，若 在 电 网峰 值 时 触 发 晶闸管 ，电 网 电压与 电容 器 组 预 充 电 电 压相 等 ，则 电压
刍议静止无功补偿装置的应用
刍议静止无功补偿装置的应用摘要：本文从电网运行管理的角度分析了SVC定值管理、启动投运、操作模式等方面的问题及对策，以提高SVC装置在电网中的应用效果，确保设备和电网安全。
仅供业内人士参考。
关键词：静止无功补偿装置(SVC) 原理控制策略注意事项静止无功补偿装置(static var compensator,SVC),由静止器件构成的并联、可控、无功补偿装置。
通过改变其容性和(或)感性等效阻抗来调节输出以维持或快速控制电力系统的特定参数(典型参数是电压、无功功率)。
包括晶闸管控制电抗器、晶闸管投切电容器和晶闸管投切电抗器等。
SVC装置运行管理的水平对电网的运行质量有重大影响。
但是，SVC装置在500kV电网中的应用经验尚不丰富。
本文从电网运行管理的角度分析了SVC 定值管理、启动投运、操作模式等方面的问题及对策，以提高SVC装置在电网中的应用效果，确保设备和电网安全。
1、SVC原理SVC结构与工作原理。
SVC装置通常由晶闸管可控电抗器，和若干组固定可投切电容器组组成，如图1所示。
图1 SVC结构图SVC装置通过TCR自动调节流过电抗器的电流，以及投切固定电容器组，从而调节SVC从电网吸收或向电网发出的无功功率。
电容器组同时拥有滤波功能，主要滤除3、5、7、11等次谐波。
TCR的基本结构是两个反并联的晶闸管和电抗器串联，如图2所示。
图2 TCR装置原理示意图晶闸管的控制角α在90°到180°之间时，晶闸管受控导通。
控制角α的连续变化表现为TCR装置等效阻抗的连续变化。
触发角α的控制范围为116°≤α≤170°，则导纳值标么值的控制范围为0.002≤Y≤0.46。
由于晶闸管的导通或关断速度很快，因此，TCR对无功功率或电压的调节很快。
SVC装置的阀组连接次序变化时，装置即可具有交直流功率转换的作用，因此SVC装置在增加一些附属设备后，可具有交流线路融冰功能。
2、SVC控制策略及定值整定典型的用于动态无功补偿的SVC主要包含以下控制策略：恒电压控制、慢速导纳控制、过电压控制。
无功补偿技术综述
无功补偿技术综述内容摘要无功功率对电网的影响很大。
它不仅降低了电网的电压，影响了电压的稳定，而且增加了输配电线路的有功功率和电能损耗，造成了大量的电能浪费，因此，对系统进行功率补偿，降低了输电线路的无功电流，因此系统的功率平衡问题一直是电力行业研究的重点。
关键词：无功功率补偿；静止无功补偿发生器；静止无功补偿器；有源滤波器11 绪论1.1 课题的背景及意义现代电力系统自带大量变压器、异步电动机之类的设备，它们在运行过程中离不开庞大无功功率的支持。
倘若无法第一时间补偿被消耗的无功功率，那么必定严重干扰整个电力系统的安全稳定性。
一方面，超出合理水平的无功功率会带来更大的电流，在威胁设备安全性的同时，还会加剧线路与设备的损耗程度；另一方面，实际功率与电流的上升会赋予变压器、发电器等电气设备更大的容量，这样一来就必须适当提高测量仪表、启动装置等设备的规格尺寸，严重影响电力系统的运行成本。
1.2 无功补偿技术的发展无功补偿是目前电网中最常用的供电技术之一，其主要作用是提升电力系统的功率因数和供电效率，避免输电线路与供电变压器过度损耗，营造良好的供电条件。
1. 同步调相机早期的无功补偿装置以同步调相机为典型代表，它相当于空载运行的同步电动机，在过励磁运行时，会持续将感性无功功率传递给电网，相当于一个无功电源；在欠励磁状态下，同步调相机会持续获取电网中的感性功率，发挥类似于无功负荷的效果。
同步调相机依托于自动励磁调节装置，不仅能参考对应位置的电压数值来自动调节无功功率和电压，而且能赋予电力系统更强的运行稳定性。
不过作为一种旋转设备，同步调相机在运行过程中会大量耗费有功功率，相当于总容量的1.5%至5%左右。
而且同步调相机的总容量如果不大，那么就会产生高昂的平均投资成本，因此同步调相机通常采取集中安装方式。
截止当前，同步调相机还是被广泛应用于无功补偿方面，且依托于日新月异的电力技术，实现了自身控制性能的显著提升。
浅析晶闸管投切电容器动态无功补偿技术
浅析晶闸管投切电容器动态无功补偿技术作者：汤凤佩来源：《科技创新导报》2012年第36期摘要：该文对晶闸管投切电容器技术进行了探讨。
提出了该系统的分类，重点对TSC系统的主电路和检测及控制系统进行了介绍，并对该技术的不足进行了探讨，指出了目前的研究动向。
关键词：晶闸管投切电容器控制系统检测系统中图分类号：TM761 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（c）-00-02随着电力系统的发展和技术进步，电能质量问题日益得到重视，许多新技术设备应运而生。
目前，为了减少损耗以及调整电压，提高系统的功率因数，在各级变电站里广泛使用了新型电容器组进行系统的无功补偿，这些电容器组的正常运行对降低线损和提高电能质量起着重要作用。
晶闸管投切电容器就是其中的一种，于近年来得到了较大发展。
晶闸管投切电容器具有无功功率补偿性能的优良动态，适合经常有波动性负荷和冲击性负荷的电网。
与机械投切电容器相比，晶闸管作为电容器的投切开关克服了采用机械开关触头易受电弧作用而损坏的缺点，可频繁投切，且投切时刻可精确控制。
晶闸管投切电容器的上述优良的动态性能，促使其近年发展迅猛，该文对该技术的现状及最新发展动向进行了介绍。
1 晶闸管投切电容器的分类晶闸管投切电容器（thyristor switched capacitor，简称TSC）是利用晶闸管作为无触点开关的无功补偿装置，它根据晶闸管具有精确的过程，迅速并平稳的切割电容器，与机械投切电容器相比，晶闸管具有操作寿命长，开、关无触点，抗机械应力能力强和动态开关特性优越等优点。
晶闸管的投切时刻可以精确控制，能迅速的将电容器接入电网，有力的减少了投切时的冲击电流的优点。
TSC可按电压等级或按应用范围划分。
按电压等级划分为：低压补偿方式和高压补偿方式。
低压补偿方式适用于1 kV及以下电压的补偿，高压补偿方式（即补偿系统直接接入电网进行高压补偿）则对6～35 kV电压进行补偿。
晶闸管投切电容补偿测控系统
晶闸管投切电容补偿测控系统
贺建闽;黄治清;李群湛
【期刊名称】《铁道学报》
【年(卷),期】1998(000)005
【摘要】我国电气化铁道使用的固定并联电容补偿方式已难以满足牵引变电所功
率因数要求。
应用ＴＳＣ（晶闸管投切电容器）技术的可调补偿具有良好补偿效果。
本文结合工程实践着重介绍晶闸管投切电容补偿装置测控系统设计思想及基本工作原理。
【总页数】1页(P53)
【作者】贺建闽;黄治清;李群湛
【作者单位】西南交通大学;西南交通大学
【正文语种】中文
【中图分类】U224.8
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1.电容补偿装置投切涌流与过电压的研究 [J], 蒋家久
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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。
微机控制晶闸管投切电容器无功补偿装置
微机控制晶闸管投切电容器无功补偿装置
刘岸杰;宋伶俐
【期刊名称】《电力系统保护与控制》
【年(卷),期】2004(032)007
【摘要】微机控制晶闸管投切电容器补偿装置以80C320单片机为控制核心,采用新颖的快速无功功率检测方法和独特的晶闸管控制技术,实现了对多组电容器快速自动分级投切,可满足低压配电网基波无功补偿的快速性和实时性要求.介绍了该装置主回路控制方式和控制电路构成,并通过模拟负荷投切试验中的有关数据验证了其投切的正确性.
【总页数】4页(P28-30,34)
【作者】刘岸杰;宋伶俐
【作者单位】武汉大学电气工程学院,湖北,武汉,430072;武汉大学电气工程学院,湖北,武汉,430072
【正文语种】中文
【中图分类】TM714.3
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1.两种新型晶闸管投切电容器补偿装置的主电路及触发方式 [J], 杨建宁;陈建业;张华志;王鸿翔
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