静止型动态无功补偿装置及应用
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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
通道 ，分别用 于滤 除相应 的高 次谐 波 。 （） ４全数 字控 制系统 ： 柜 式结 构 ，用 于 实 时计 算 电网 无功 ，控 制 晶 闸管触发 角大小 ，进 而控 制补偿无 功量 的大小 。
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 “ 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 ， 并产生 负序 电流 。
目前 世界 各 国解 决 这 一 问题 的唯一 途 径就 是
３ ＶＣ的应用 Ｓ
以下举例说 明Ｓ ＶＣ的应用 ：
１ ）电弧炉
在 铁 路 沿 线适 当位 置 安 装Ｓ ＶＣ系统 ，通过 Ｓ 的 ＶＣ 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 。
称 负 荷 ，与静 止 型动 态 无功 补 偿 装 置 配 套 的滤 波 器 能 吸 收 谐 波 和 减小 谐 波 干扰 。在 高 压 输 电系 统
中 ，静 止 型 动态 无功 补偿 装置 的作 用是 提 供 无 功 补 偿 、调 整 电压 ，改 善 系统 电压 水 平 ，改 善 电力
所 需 电流 。对 于 不对 称 负荷 ，利 用ｓｅｎ ｔ理 论 ｔｉｍｅｚ
流。
（） １引起 电网电压 降及 电压 波动 （） ２功率 因数低 （） ３传动装置 会产 生有 害高 次谐 波 安 装Ｓ 可 以完美地 解决上 述 问题 ＶＣ
（） ２产生 高 次谐 波 ，其 中普 遍 存在 如２ 次 偶 、４ 次谐波 与 ３ 、７ 、５ 次等 奇次 谐 波共存 的状 况 ，使 电
功 补偿 装 置 （ ＴＣＲ型 Ｓ ＶＣ） ，用 以消 除 无 功 冲 击 ， 滤 除高 次 谐 波 ，平衡 三 相 电网 。现 以ＴＣ Ｒ型Ｓ ＶＣ
来 说 明Ｓ ＶＣ的工 作原理 。
ｓ ｖ￣ 图接 人 系 统 中 ， 电容器 提 供 固定 的 容 ｃ Ｎ 性 无 功 闸管 变 流 装 置 和 控 制 系 统 能 够 实 现这 个 功 能 ，
采 集 母 线 的无 功 电流 值 和 电压 值 ，合成 无 功值 ，
和 所 设 定 的恒 无 功 值 （ 能是 ０进 行 比较 ，计 算得 可 ）
触 发 角 大 小 ，通 过 晶 闸 管 触 发 装置 使 晶 闸 管 流过
（） １晶闸管变流装置 ：
接 受 来 自控 制 系统 的 信 号 ，改 变 晶 闸管 触 发 角的大小 产生 相 应 的无功 补偿 电流 。
，
（） 偿 电抗器 ： ２补 通 过 晶 闸 管 的 电 流 流 经 补 偿 电 抗 器
时 ，产 生 系统所 需 的感性 无 功 ，用于 平衡 系 统 无功 ，保 持稳 定 的母 线 电压 和 功率 因数 。 （） 次谐 波滤 波装 置 ： ３高
技 术 应 用 ・ 品应 用 产
静止 型动态无功补偿装置及应 用
荣信 电 力 电子 股份 有 限公 司＼ 稿 供
由 一 ＼改 编
０ 引 言
静 止 型 动 态 无 功 补 偿 装置 （ｖＣ 是 目前 广 泛 ｓ ） 应 用 的 无 功 补 偿 装 置 。 它 不再 单独 采 用 大容 量 的 补 偿 电容 器 或 电容 器 组 来 产 生所 需 补偿 的 无功 功
率 ，而 是通 过 电力 电子 器 件 的高频 开 关（ 晶 闸管 ） 如 来 实 现 对 无 功 功率 的 补偿 ，特 别 适 用 于 中高 压 电 力 系 统 中的 动态 无 功 补偿 。这 类 装 置 的典 型 代 表
有 ：晶 闸 管 控 制 电抗 器 （ Ｒ） 晶 闸管 投 切 电容 ＴＣ 和 器 （ Ｓ 以及它 们 的 组合 （ Ｒ＋ Ｃ 。这 类装 置 Ｔ Ｃ） ＴＣ ＴＳ ）
抗 器 输 出感 性 无 功 Ｑ 的 大 小 ，感 性 无 功 和容 性 无 功 相 抵 消 ，只要 能 做 到 系统 无 功 Ｑ ：Ｑ （ 统所 系 需 ） ＋ 一 Ｑ 。＝常数 （ ） 或０，则 能实 现 电 网功 率 因数
＝
常数 ， 电压 几乎 不 波动 ，关 键是 准 确控 制 晶闸管
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
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电 潦 彳 左 阌 乏
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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
通道 ，分别用 于滤 除相应 的高 次谐 波 。 （） ４全数 字控 制系统 ： 柜 式结 构 ，用 于 实 时计 算 电网 无功 ，控 制 晶 闸管触发 角大小 ，进 而控 制补偿无 功量 的大小 。
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 “ 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 ， 并产生 负序 电流 。
目前 世界 各 国解 决 这 一 问题 的唯一 途 径就 是
３ ＶＣ的应用 Ｓ
以下举例说 明Ｓ ＶＣ的应用 ：
１ ）电弧炉
在 铁 路 沿 线适 当位 置 安 装Ｓ ＶＣ系统 ，通过 Ｓ 的 ＶＣ 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 。
称 负 荷 ，与静 止 型动 态 无功 补 偿 装 置 配 套 的滤 波 器 能 吸 收 谐 波 和 减小 谐 波 干扰 。在 高 压 输 电系 统
中 ，静 止 型 动态 无功 补偿 装置 的作 用是 提 供 无 功 补 偿 、调 整 电压 ，改 善 系统 电压 水 平 ，改 善 电力
所 需 电流 。对 于 不对 称 负荷 ，利 用ｓｅｎ ｔ理 论 ｔｉｍｅｚ
流。
（） １引起 电网电压 降及 电压 波动 （） ２功率 因数低 （） ３传动装置 会产 生有 害高 次谐 波 安 装Ｓ 可 以完美地 解决上 述 问题 ＶＣ
（） ２产生 高 次谐 波 ，其 中普 遍 存在 如２ 次 偶 、４ 次谐波 与 ３ 、７ 、５ 次等 奇次 谐 波共存 的状 况 ，使 电
功 补偿 装 置 （ ＴＣＲ型 Ｓ ＶＣ） ，用 以消 除 无 功 冲 击 ， 滤 除高 次 谐 波 ，平衡 三 相 电网 。现 以ＴＣ Ｒ型Ｓ ＶＣ
来 说 明Ｓ ＶＣ的工 作原理 。
ｓ ｖ￣ 图接 人 系 统 中 ， 电容器 提 供 固定 的 容 ｃ Ｎ 性 无 功 闸管 变 流 装 置 和 控 制 系 统 能 够 实 现这 个 功 能 ，
采 集 母 线 的无 功 电流 值 和 电压 值 ，合成 无 功值 ，
和 所 设 定 的恒 无 功 值 （ 能是 ０进 行 比较 ，计 算得 可 ）
触 发 角 大 小 ，通 过 晶 闸 管 触 发 装置 使 晶 闸 管 流过
（） １晶闸管变流装置 ：
接 受 来 自控 制 系统 的 信 号 ，改 变 晶 闸管 触 发 角的大小 产生 相 应 的无功 补偿 电流 。
，
（） 偿 电抗器 ： ２补 通 过 晶 闸 管 的 电 流 流 经 补 偿 电 抗 器
时 ，产 生 系统所 需 的感性 无 功 ，用于 平衡 系 统 无功 ，保 持稳 定 的母 线 电压 和 功率 因数 。 （） 次谐 波滤 波装 置 ： ３高
技 术 应 用 ・ 品应 用 产
静止 型动态无功补偿装置及应 用
荣信 电 力 电子 股份 有 限公 司＼ 稿 供
由 一 ＼改 编
０ 引 言
静 止 型 动 态 无 功 补 偿 装置 （ｖＣ 是 目前 广 泛 ｓ ） 应 用 的 无 功 补 偿 装 置 。 它 不再 单独 采 用 大容 量 的 补 偿 电容 器 或 电容 器 组 来 产 生所 需 补偿 的 无功 功
率 ，而 是通 过 电力 电子 器 件 的高频 开 关（ 晶 闸管 ） 如 来 实 现 对 无 功 功率 的 补偿 ，特 别 适 用 于 中高 压 电 力 系 统 中的 动态 无 功 补偿 。这 类 装 置 的典 型 代 表
有 ：晶 闸 管 控 制 电抗 器 （ Ｒ） 晶 闸管 投 切 电容 ＴＣ 和 器 （ Ｓ 以及它 们 的 组合 （ Ｒ＋ Ｃ 。这 类装 置 Ｔ Ｃ） ＴＣ ＴＳ ）
抗 器 输 出感 性 无 功 Ｑ 的 大 小 ，感 性 无 功 和容 性 无 功 相 抵 消 ，只要 能 做 到 系统 无 功 Ｑ ：Ｑ （ 统所 系 需 ） ＋ 一 Ｑ 。＝常数 （ ） 或０，则 能实 现 电 网功 率 因数
＝
常数 ， 电压 几乎 不 波动 ，关 键是 准 确控 制 晶闸管