高压动态无功补偿及滤波装置(TCR型SVC)简介资料
[VIP专享]论高压静止型动态无功补偿装置
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论高压静止型动态无功补偿装置高压静止型动态无功补偿装置SVC全称高压静止型动态无功补偿装置，主要由TCR（晶闸管投切电抗器）和FC（滤波电容器组）两部分组成。
原理：FC回路兼顾滤波及提供固定的容性无功功率Q FC，，TCR回路则通过控制晶闸管的触发角α的大小来改变流过相控电抗器的电流，从而改变相控电抗器输出的感性无功Q TCR，总的原理：系统无功Q=Q负载所需—Q FC+Q TCR≈0或常数。
目的：提高功率因数提高，使电压不波动。
我公司生产的SVC，控制器响应速度＜10ms，能够做到实时监测系统中的无功变化，计算晶闸管触发角度，对系统进行动态补偿。
SVC的主要作用：1：抑制高次谐波，降低电压畸变率。
2：提高系统功率因数。
3：抑制电压波动、闪变。
TCR装置由控制保护监控系统、晶闸管阀组、冷却系统、相控电抗器及各种附件组成。
控制保护监控系统：基于DSP的阀控实现数字控制信号的并行处理，动态响应快、控制精度高、实现了实时控制量的计算；采用光电触发和检测方式、高电位板集成、BOD保护，系统抗干扰能力强，保护可靠；微机实时监控TCR晶闸管运行状况，及时报警与保护，使设备运行可靠；控制系统通过测量、比较、放大、移相触发环节，按控制策略产生晶闸管开关所需的触发脉冲，控制其触发角大小，调节补偿电抗器的电流，达到所需要的无功功率；整套装置具有较强的抗干扰能力；控制灵活，可实现三相同时控制、分相控制方式。
具备远方操作和自动化系统接口功能，可实现无人值班。
晶闸管阀组：晶闸管阀组采用成串反并联压接方式，能承受SVC装置的最大电流/过压水平和较高的dv/dt，di/dt水平，并联合电抗器实现良好的动态响应，阀组采用高电位板取能，BOD保护，使晶闸管免受过电压冲击而损坏。
采用光电转换触发方式，使用高压光纤，很好的解决了高低压隔离，抗干扰能力强，使阀组运行安全可靠。
冷却系统：可采用热管自冷或风冷式，也可采用水冷式。
相控电抗器：空心、干式、铝线环氧树脂固化型，线性度高，噪音小，散热好。
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。
SVC高压动态无功补偿装置
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其中各种电力电子开关器件的大量应用和负载的频繁波动是两大干扰源，可导致以下影响：~功率因数低，增加电网损耗，加大电能生产成本，降低生产效率。
~无功冲击引起电网电压降低、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。
~产生高次谐波电流，导致电网电压畸变。
~导致保护及安全自动装置误动作。
~电容器组谐波电流放大，使电容器过负荷或过电压，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，绝缘易击穿。
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。
谢一矿望峰岗井110KV变电所TCR型SVC高压动态补偿装置
摘要：电力电子技术的应用推动了近代电力系统的发展，但同时也给电力系统带来了严重的谐波污染问题。
电力系统中的无功冲击与谐波影响输配电电压质量，严重时影响设备的正常运行，对安全供电构成威胁。
采用无功补偿装置的目的是为了提高供电网络运行电压质量，减少损耗，提高系统的稳定性。
本文重点分析SVC工作原理。
该系统接入的开闭锁保护采用南京中德保护装置。
关键词：谐波无功补偿TCR控制系统动态补偿1TCR型SVC工作原理SVC是静止型动态无功补偿器的简称，它用于补偿用户母线上的无功功率，并通过连续调节装置无功功率来实现。
我们用Q S来表示供电系统总无功功率，Q F来表示负荷的无功功率，Q L来表示可控硅控制电抗器（简称TCR）的无功功率，Q C来表示电容器无功功率，可以用公式来表达如下：Q S=Q F+Q L-Q C=常数=0如图1所示，A是系统的工作点。
当负荷工作时就产生了感性无功Q F，装置中的电容器组提供容性的无功Q C是固定的，通常情况下Q C大于Q F，Q C的多余部分容性无功由TCR来平衡。
当负荷Q F变化时，补偿装置（SVC）控制系统调节TCR电流从而改变了Q L值以跟踪，实时抵消了负荷无功功率，从而动态保持系统的无功平衡。
TCR装置的构成和工作原理如图2所示：TCR是两个反并联的可控硅和电抗器串联构成。
可控硅在电源电压的正负半周轮流导通，当可控硅的控制角α在90°到180°之间变化时，可控硅受控导通（即可控硅在控制角为90°时完全导通，控制角为180°时完全截至）。
当电网压基本不变的情况下，增大可控硅控制角就减小了TCR电流，并且减小装置的感性无功；反之减小可控硅控制角将增大TCR电流，同时也增大装置的感性无功功率。
它的电压－电流曲线特性如图2(b)所示，其中任一曲线是TCR 在导通角为特定角度下的伏安特性。
分析电流的基波分量，TCR装置可描述为一个可调电纳。
高压动态无功补偿与滤波装置SVG概述
⾼压动态⽆功补偿与滤波装置SVG概述⾼压动态⽆功补偿与滤波装置（SVG）概述第⼀篇、SVG产品概述柔性交流输电系统（FACTS）技术是电⼒⾏业世界前沿科技，它是指采⽤电⼒电⼦型静⽌控制器来加强交流输电系统可控性和增强输电线路功率传输能⼒。
静⽌同步补偿器（Static Synchronous Compensator, STATCOM，⼜称为SVG）是FACTS中的⼀种重要装置，是⼀种新型的动态⽆功补偿装置，它在输电⽹、受端⼤电⽹和⽤户侧电能质量控制中都有⼴阔的应⽤，其核⼼的⼤功率换流器技术也是FACTS的核⼼技术。
1.1SVG原理及结构1)、SVG的原理电容⽆功补偿的原理是：容性⽆功功率在本质是电压与超前它90°的电流的乘积。
感性⽆功功率是电压与滞后它90°的电流的乘积。
⽽SVG的原理就是适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位或者直接控制其交流侧电流就可以使该电路吸收或者发出满⾜要求的超前90°或滞后90°的⽆功电流，从其原理上来补偿和实现动态⽆功补偿的⽬的。
SVG以三相⼤功率电压逆变器为核⼼，其输出电压通过变压器或电抗器接⼊系统，与系统侧电压保持同频、同相，通过调节其输出电压幅值与系统电压幅值的关系来确定输出功率的性质与容量，当其幅值⼤于系统侧电压幅值时输出容性⽆功，⼩于时输出感性⽆功。
其原理如下图所⽰：图1 SVG⼯作原理⽰意图2）、SVG的组成SVG的组成部分主要由连接电抗器、启动装置、IGBT换流阀组、控制系统、等部分组成。
请参考⽰意图：1.2SVG 补偿技术的优势SVG型动态⽆功补偿与谐波治理装置是⽬前最先进的动态⽆功补偿技术。
具备补偿性能强、谐波特性好、运⾏安全性可靠性⾼、占地⾯积⼩、损耗⼩噪⾳低、可靠性⾼维护量⼩等特点。
（1）补偿性能强：动态快速连续调节⽆功输出，最⼤限度满⾜功率因数补偿要求，任意时刻的功率因数按近1.0，设备投资效益⾼。
动态无功补偿装置(SVC)
动态无功补偿装置(SVC)概述：石家庄凯尊电力设备GRASUN SVC动态无功补偿装置，主电路采用无涌流接触器或晶闸管无触点开关投切调谐电容器组〔调谐电抗+电容组〕，控制局部基于DSP技术，将瞬时无功理论方法与快速傅里叶变换〔FFT〕相结合，高速分析系统中的电压和电流谐波分量，实现对电网无功功率的实时跟踪和瞬时补偿，调谐电容器组的过零投切控制技术，完全实现单相和三相调谐电容器组的无暂态、高速投切，从而使无功功率得到动态补偿。
过零投切技术不引入暂态和谐波。
具有无合闸涌流冲击，无电弧重燃，无操作过电压，电容器无需放电即可再投，快速跟踪无功变化，频繁投切，动态响应快的特点。
分组多级补偿可一次到位，对不平衡负载可分相补偿。
动态无功补偿装置动态响应时间：小于20ms，功率因数提高到0.92以上。
应用场合动态无功补偿装置适用于企业内部需要补偿无功功率或需要滤除特定低次谐波的场合。
产品特点晶闸管作为无触点开关，1us~3us投切⌝1.零电压差投入和零电流切除技术⌝2.动态无功补偿装置无冲击投、切⌝3.全部实现分相补偿，接近于无级的动态补偿⌝4.谐波抑制或治理功能⌝5.保护完备⌝6.动态无功补偿装置界面友好⌝7.技术参数石家庄凯尊电力设备是一家股份制高新技术企业。
主要生产：谐波抑制器，滤波电抗器，滤波成套装置，滤波电容器，无功动补调节器，复合开关，动态补偿成套装置，低压滤波成套装置，谐波治理。
同时在电能质量的提高方面为用户提供谐波的测量、方案的设计以及装置的制造等全方位的效劳，让用户满意。
谐波治理公司致力于无功补偿及滤波产品的开发和谐波治理，在我公司高级工程技术人员的潜心研究下，开发研制了为提高供电网络电能质量的系列产品。
谐波抑制器1.谐波抑制器采用高新技术纳米材料制成，其导磁率Ui在80000- 100000以上，是最理想的导磁材料因而在电路中能有效地抑制高次谐波，性能稳定可靠且不会饱和，采用环型构造，防止了电能损耗及电磁辐射。
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。
TCR型SVC介绍
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。
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型静止动态无功功率补偿装置
TCR型静止动态无功功率补偿装置一、概述电力系统中的非线性元件会引起系统电压波形畸变，从而形成高次谐波。
近年来，因为很多大型电力电子装置在系统中得到应用，这些装置作为一个谐波源，使系统电压的畸变大大增加。
一方面使得电力系统的损耗增加，同时，也降低了电力系统的自然功率因数。
电网中的高次谐波，对连接在电网上的所有设备都会带来多余的损耗。
甚至会对以安装的无功功率补偿装置造成损坏（如，并联补偿电容器鼓肚、爆裂等）。
此外，大型冲击性负载（如轧机、电弧炉等）工作时还会对系统电压造成巨大的波动，或者形成闪变。
这将进一步使得系统的供电质量变坏，严重时，连接在系统中的其他精密设备甚至无法正常工作。
电力电子技术的发展，新技术的推出，电力系统的治理手段快速更新，先进的静止型动态无功功率补偿装置SVC技术的应用，使得电力系统可靠的运行有了保障。
二、SVC功能：1、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；2、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。
三、产品特点：1、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°；2、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。
3、高电位取能技术，使光纤通讯成为可能。
4、BOD晶闸管保护技术，快速有效的保护晶闸管。
5、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。
6、由于采用国际领先技术，所以系统的兼容性好。
7、与早期风冷技术SVC相比占地面积小。
四、工作原理：1、原理说明：a）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；b）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c）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；d）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；e）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。
高压动态无功补偿技术3
SVC应用场合
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： 1、引起电网电压降低及电压波动，严重时使电气设 备不能正常工作，降低了生产效率。 2、负载的传动设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。 3、功率因数降低
光纤通讯
控制系统与功率单元之间采用光纤通 讯，信号稳定性高，不会受到外界电 磁场的干扰和影响，非常好的解决了 强、弱电之间的隔离问题。
主回路
主回路设计充分考虑电容器组对谐波 电流的放大问题，保证设备安全运行 、可靠工作。
水冷系统
采用智能型密闭纯水冷却系统，冷却 效率高，运行可靠。
自诊断能力
极强的自诊断能力：既有静态自检， 又有运行中的动态检测，能及时对系 统中各种突发事件做出准确的预警和 保护。
补偿电抗器
补偿电抗器
补偿电抗器
高次谐波滤波装置 D
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滤波通道， 根据系统要求可以组成多个滤波通道，分别用 于滤除相应的高次谐波。 结构:电抗器为空芯干式，上下双线圈，自然冷 却，电力电容器为组架式安装，自然冷却。 作用:消除流经系统的高次谐波，向系统提供容 性无功，提高功率因数。 连接:每组滤波通道通过高压开关柜(也可直接) 接入系统母线上。
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高压动态无功补偿技术 ——TCR+FC型SVC
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目录
1 2 3 4 5 6
概述 SVC应用场合 SVC的优点 SVC工作原理 SVC组成部分
技术特点 技术参数
7
概述
高压动态无功补偿及滤波装置(TCR型SVC)简介资料
高压动态无功补偿及滤波装置（TCR型SVC）在实际生产中的应用设备概述SVC装置由晶闸管控制电抗器（TCR）和高压无源滤波器(FC)构成。
控制系统根据负荷工作状态改变与电抗器串联的晶闸管的导通角，从而改变电抗器提供的感性无功，起到平滑调节供电系统无功功率的作用。
SVC=FC+TCRTCR: Thyristor Controlled Reactor晶闸管控制电抗器SCV: Static Var Compensator静止型动态无功补偿装置[高压动态无功补偿及滤波装置主要设备构成]1.全数字控制柜2.晶闸管阀组3.主电抗器4.纯水冷却系统5.FC滤波回路[SVC高压动态无功补偿及滤波装置简介]1、基于DSP的全数字控制系统，具有运算速度快、处理数据量大，实现实时控制量计算。
2、采用柜式结构，实现外来干扰屏蔽，抗干扰能力优越。
3、控制整个系统的运行。
4、采用卧式结构，晶闸管叠装压接式，纯水冷却、内取能、内阻尼、空气绝缘、BOD保护。
5、晶闸管选用ABB优质产品，电气性能良好，串联使用控制电抗器的投入与切除。
6、主电抗器，通过晶闸管阀组连接到SVC系统中，成为SVC最重要的部分。
7、电抗器为空心、干式、铜线或铝线环氧固化型，线形度高、噪音小、动热稳定性好，绝缘冷却、内取能、内阻尼、空气绝缘、BOD保护。
8、晶闸管选用ABB优质产品，电气性能良好，串联使用控制电抗器的投入与切除。
9、主电抗器，通过晶闸管阀组连接到SVC系统中，成为SVC最重要的部分。
10、电抗器为空心、干式、铜线或铝线环氧固化型，线形度高、噪音小、动热稳定性好，绝缘强度高，散热好。
11、通过晶闸管的相位控制达到动态无功补偿的目的。
12、主要设备采用国外著名公司进口元件，主循环泵、等离子交换机、精密过滤器等核心机构采用不锈钢316L材质。
13、 PLC程序控制，保护、报警功能完备。
14、无腐蚀，无污染，符合环保要求。
[TCR型SVC技术特点]1. 动态相应时间快，实现平滑调节。
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。
晶闸管控制电抗器(TCR)型SVC.
控制系统
晶闸管阀组
TCR电抗器
SVC组成
滤波器(FC)
提供固定容性无功，滤除谐波电流
晶闸管控制 电抗器(TCR)
提供大小可调的感性无功
全数字控制 全数字控制 系统 系统
控制TCR发出感性无功大小
静止型动态无功补偿器（SVC）的构成
阀组室 相控电抗器 滤波电抗器 滤波电容器
差流互感器
现场平面图
SVC补偿原理图
SVC控制原理
QR —由TCR提供的无功功率； QC—由FC提供的无功功率；
QL—负荷需要的无功功率； QN—由母线提供的无功功率； 当无功为正是表示感性无功，为负时表示容性无功。
QR t Qc
QR+QC
t t
t
t QL原理
TCR单相接线图
三相TCR及其谐波 如图 5 所示，三相 TCR 一般由三个单相 TCR 按三角形连接而成，组成 6 脉波三相 TCR。在实际 6 脉波三相 TCR 电路中，电 抗器往往被拆成两半，分别放置在反并联 的晶闸管两端，以防止当电抗器的两端发 生短路时，整个交流电压加到晶闸管两端， 而导致其损坏。
发出控制信号及触发脉冲改变回路导纳从而改变感性无功控制系统晶闸管阀组tcr电抗器svc组成svc组成滤波器fc晶闸管控制电抗器tcr控制tcr发出感性无功大小全数字控制全数字控制系统系统全数字控制全数字控制系统系统全数字控制系统滤波电抗器滤波电容器差流互感器相控电抗器现场平面图为供电系统提供连续的无功功率恒定的功率因数无过补欠补现象消除谐波减少谐波电流对电网及设备的损害响应速度快可抑制电压波动及闪变稳定电压消除电压三相不平衡度治理负序电流svc是tcr与fc的结合因此兼具二者的优点二者的结合又使彼此的缺陷得到弥补形成了最理想的电能治理设备如图1所示基本的单相tcr由反并联的一对晶闸管t1t2与一个线性的空心电抗器串联组成
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高压动态无功补偿及滤波装置（TCR型SVC）在实际生产中的
应用
设备概述
SVC装置由晶闸管控制电抗器（TCR）和高压无源滤波器(FC)构成。
控制系统根据负荷工作状态改变与电抗器串联的晶闸管的导通角，从而改变电抗器提供的感性无功，起到平滑调节供电系统无功功率的作用。
SVC=FC+TCR
TCR: Thyristor Controlled Reactor晶闸管控制电抗器
SCV: Static Var Compensator静止型动态无功补偿装置
[高压动态无功补偿及滤波装置主要设备构成]
1.全数字控制柜
2.晶闸管阀组
3.主电抗器
4.纯水冷却系统
5.FC滤波回路
[SVC高压动态无功补偿及滤波装置简介]
1、基于DSP的全数字控制系统，具有运算速度快、处理数据量大，实现实时控制量计算。
2、采用柜式结构，实现外来干扰屏蔽，抗干扰能力优越。
3、控制整个系统的运行。
4、采用卧式结构，晶闸管叠装压接式，纯水冷却、内取能、内阻尼、空气绝缘、BOD保护。
5、晶闸管选用ABB优质产品，电气性能良好，串联使用控制电抗器的投入与切除。
6、主电抗器，通过晶闸管阀组连接到SVC系统中，成为SVC最重要的部分。
7、电抗器为空心、干式、铜线或铝线环氧固化型，线形度高、噪音小、动热稳定性好，绝缘冷却、内取能、内阻尼、空气绝缘、BOD保护。
8、晶闸管选用ABB优质产品，电气性能良好，串联使用控制电抗器的投入与切除。
9、主电抗器，通过晶闸管阀组连接到SVC系统中，成为SVC最重要的部分。
10、电抗器为空心、干式、铜线或铝线环氧固化型，线形度高、噪音小、动热稳定性好，绝缘强度高，散热好。
11、通过晶闸管的相位控制达到动态无功补偿的目的。
12、主要设备采用国外著名公司进口元件，主循环泵、等离子交换机、精密过滤器等核心机构采用不锈钢316L材质。
13、 PLC程序控制，保护、报警功能完备。
14、无腐蚀，无污染，符合环保要求。
[TCR型SVC技术特点]
1. 动态相应时间快，实现平滑调节。
采用基于DSP的全数字化控制，动态相应时间小于10ms.
2.运行可靠，保护措施齐全，维护量小。
系统信息传递采用光缆传递，光电方式转换，抗干扰能力好。
3.控制灵活，调节方式多样。
可按无功电压或无功功率投切，可手动/自动转换，分相投切。
4.采用封闭纯水冷却系统，冷却效率高，运行可靠。
5.可以实现电能质量根本优化。
装置投运后功率因数可达0.95以上，消除电压波动及闪变，三相平衡符合国际标准。
SVC工作原理
TCR+FC型SVC全称如下：
SVC的调节器自动跟踪负荷（具有严重冲击无功功率）的工作状态，发出与冲击负荷相关的TCR晶闸阀的触发脉冲。
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。
不同的触发角，改变了TCR主抗器的电流量，从而改变了TCR回路的感性无功率量。
通过TCR回路的感性无功功率的跟随作用，使用户流入电网的无功功率趋于零（或一定值）
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。
依靠FC回路的作用，滤除谐波电流。
通过调节器的检测，运算和调节作用使SVC平衡负荷的不对称有功负荷，抑制电网的负序分量。
负载工作在不同的状态所产生的无功功率也是不同的，例如当负载起动时，所消耗的无功功率很大，功率因素很低，补偿器无功功率QLS降为0，此时容性无功功率QC全部用于补偿负载无功功率QL。
当负载进入等速运行阶段后，所需的无功功率减小，电容器会产生过补偿，TCR的控制器提供一部分感性无功功率QLS，以补偿容性无功功率的多余部分。
当负载停止时，补偿器全部容量投入，用于补偿过剩的容性无功功率QC。
控制器感性无功功率QLS对负载的感性无功功率QL和电容器组的容性无功功率QC起平衡作用，以使系统电压及功率因数保持为恒定值。
SVC装置设备构成介绍
1.TCR晶闸管阀及纯水机
晶闸管叠装压接式、纯水冷却、内取能、内阻尼、空气绝缘，BOD保护。
由并联晶闸管多个串联组成，其过电压保护采用国际上先进的BOD器件，它与其他电子器件一起构成晶闸管二次触发回路，使晶闸管免受过电压冲击而损坏。
选用世界名牌ABB产优质晶闸管电气特性优良，也可根据用户要求选用国产晶闸管。
光电转换，自动完成各高电位电子单元循检，高压光缆传递信号。
纯水机提供高纯水作为TCR阀的冷却介质。
（水一水型及水一风型）
2.主电抗器
空心、干式、铝线环氧固化型，线性度高，噪音小，动热稳定性好，损耗小，绝缘强度高，散热好。
相当于一个可控的感性负载，通过电子调节器和反并联连接的可控硅阀的相位控制，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。
3.TCR阀的触发监控系统
脉冲编码，光发送，光接收，微机实时监控TCR晶闸管运行状况。
TCR阀是高压电力电子设备，它必须解决弱电触发系统与强电高压系统的电位隔离问题。
我们采用ABB及西门子公司的光电转换技术，使这一难题得到解决；同时也解决了高压晶管阀工作时的检测问题，
它能在低压侧直接运算显示、报警、跳闸。
4.调节器
调节器是晶闸管开关的控制系统，采用西门子或我公司的全数字控制系统（ＡＢＢ公司技术），通过测量、比较、放大、移相触发环节，按一定的调节规律产生晶闸管开关所需要的触发脉冲，控制其触发角大小，调节补充电控器的电流，达到所要求的无功功率。
矢量运算、逻辑判别、锁频、锁相、线性化处理，有源滤波、数字触发、运算快，响应时间5-10ms，触发精度≤1个电角度。
程序控制及继电保护: 用DSP实现SVC程序投切及继电保护，用工控计算机实现SVC自动化管理体。
5.滤波电容器组
金属全膜带内熔丝电容器、外设外迷人丝、CT、ZNO、放电线圈、构架等
SVC高压动态补偿装置应用举例
[电弧炉]
电弧炉作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，其中主要问题是：导致电网严重三相不平衡，产生负序电流产生高次谐波，其中普遍存在如2、4偶次谐波与3、5、7次等奇次谐波共存的状况，使电压畸变更为复杂化存在严重的电压闪变，功率因数低。
彻底解决上述问题的唯一方法是用户必须安装具有快速响应速度的动态无功补偿器（SVC）。
三伊公司生产的SVC系统响应时间小于10ms，完全可以满足严格的技术要求，向电弧炉快速提供无功电流并且稳定母线电网电压，增加冶金有功功率的输出，提高生产效率，并且最大限度的降低闪变的影响，SVC具有的分相补偿功能可以消除电弧炉造成的三相不平衡，滤波装置可以消除有害的高次谐波并通过向系统提供容性无功来提高功率因数。
[轧机及其他大型电机对称负载]
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安装SVC系统可以完美的解决上述问题，保持母线电压平稳，无谐波干扰，功率因数接近1。
[城市二级变电站（66kv/10kv）]
在区域电网中，一般采用分级投切电容器组的方式来补偿系统无功，改善功率因数，这种方式只能向系统提供容性无功，并且不能随负载变化而实现快速精确调节，在保证母线功率因数的同时，容易造成向系统倒送无功，抬高母线电压，危害用电设备及系统稳定性。
SVC系统可以快速精确的进行容性及感性无功补偿，使SVC在稳定母线电压、提高功率因数的同时，彻底、方便地解决了无功倒送的问题。
并且，安装新的SVC系统时，可以充分利用原有的固定电容器组，只需增加晶闸管相控电抗器（TCR）部分即可，用最少的投资取得最佳的效果，成为改善区域电网供电质量的最有效方法。
[远距离电力传输]
全球电力目前正在趋向于大功率电网，长距离输电，高能量消耗，同时也迫使输配电系统不得不更加有效，SVC可以明显提高电力系统输配电性能，这已在世界范围内得到了广泛
的证明，即当在不同的电网条件下，为保证一个平衡的电压时，可以在电网的一处或多处适合的位置上安装SVC系统，以达到如下目的：
1.稳定弱系统电压
2.减少传输损耗
3.增加传输能力，使现有电网发挥最大效率
4.提高瞬变稳态极限
5.增加小干扰下的阻尼
6.增强电压控制及稳定性
7.阻尼功率震荡
[电力机车供电]
电力机车运输方式在保护环境的同时也对电网造成了严重的“污染”，因电力机车为单相供电，这种单相负荷就造成了供电网的严重三相不平衡及低的功率因数，目前世界各国解决这一问题的唯一途径就是在铁路沿线适当位置安装SVC系统，通过SVC的分相快速补偿功能来平衡三相电网，并通过滤波装置来提高功率因数。