晶闸管投切电容器

晶闸管投切电容器( TSC)和晶闸管控制电抗器(TCR)

I言随着煤矿企业原煤产量的大幅度提高，井下采掘、运输等工作向机械化自动化的方向发展，机械化程度和机械设备的效能越来越高，随之而来的变化是机械设备的装机功率也越来越大，供电距离也越来越长。大多存在功率因数低、供电线路长，损耗大、谐波问题、冲击电压降问题。1方案设计1.1工况分析为了解决上述问题，只有采取动态无功补偿及滤波装置，可同时起到提高功率因数、治理谐波和稳定电压3方面的作用。早期大量使用同步调相机作为动态无功补偿装置，使用机械投切的并联电容、电感则是第1代的静止无功补偿装置，一般响应速度以秒计，无法跟踪负荷无功电流的快速变化。随着电力电子技术的发展，晶闸管取代了机械开关，诞生了第2代无功补偿装置，主要以晶闸管投切电容器( TSC)和晶闸管控制电抗器(TCR)为代表。这类装置大大提高了无功调节的响应速度，但仍属于阻抗型装置，其补偿功能受系统参数影响，而TCR本身就是谐波源，容易产生谐波振荡电压放大等严重问题。10kV直挂式SVG属于第3代静止型无功补偿技术。基于电压源型逆变器的补偿装置实现了无功补偿功能的飞跃。它不再采用大容量的电容器、电抗器，而是通

一、SVG相关知识

1、高压动态无功补偿装置补偿分为系统补偿和负荷补偿两种方式。其中系统补偿主要是针对输配电电网，调节电网电压，提高电能质量；负荷补偿主要是针对电力用户终端的无功进行补偿，提高用户的功率因数。

2、SVG技术采用新一代电力电子元器件，采用交流—直流—交流的方式，加配置的移相变压器，和现代计算机控制技术实现动态的计算、控制和补偿，装置具有输出谐波含量低，响应速度快、可靠性高的特点，完全不同与传统的固定式电容器补偿及采用晶闸管控制的SVC补偿装置。

3、SVG产品的技术先进，是当今无功补偿领域最新技术的代表，属于灵活柔性交流输电系统（FACTS）的重要组成部分。

4、SVG本身不节约有功功率，而是通过补偿无功功率，对于用户负荷主要是提高功率因数，减少客户因为功率因数低需要支付的巨额罚款（力率电费），同时提高电力设备的出力；对于电力系统主要是降低线损，稳定电网电压。

5、SVG装置使用后，可去除原来使用的大量电容和电感装置，直接采用动态补偿。

6、SVG装置采用计算机跟踪技术，可控制和消除电网上的大量谐波，降低注入电网谐波含量，达到国标要求。

7、用户原有的SVC及固定电容器也可视将来现场SVG技术升级的情况，保留或拆除。

二、产品介绍

产品采用基于瞬时无功功率理论的无功电流检测方式，逆变主电路采用IGBT组成的H桥功率单元级联拓扑结构，并辅助以小容量储能元件。它由几个电平台阶合成阶梯波以逼近正弦输出电压，这种逆变器由于输出电压电平数的增加，使得输出波形具有更好的谐波频谱，并且每个开关器件所承受的电压应力较小，不需要均压电路，可避免大dv/dt所导致的各种问题。因此这种逆变器可称为“完美无谐波”变流器。

工作原理

SVG的基本原理是利用可关断大功率电力电子器件（如IGBT）组成自换相桥式电路，经过电抗器并联在电网上，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无功电流，实现动态无功补偿的目的。

主要功能

（1）维持受电端电压，加强系统电压稳定性；

（2）补偿系统无功功率，提高功率因数，降低线损，节能降耗；

（3）抑制电压波动和闪变；

（4）抑制三相不平衡。

产品特点

SVG以高可靠性、易操作、高性能为设计目标，满足用户对提高配电电网的功率因数的迫切需要。STATCOM采用新型IGBT功率器件，全数字化微机控制，具有以下特点：

1、安装、设定、调试简便；

2、实时跟踪负荷变化，动态补偿无功功率，提高系统功率因数；

3、采用光纤触发技术，实现一次系统与二次系统的电气隔离，解决干扰问题，做到了高可靠性和控制性；

4、主电路采用IGBT组成的H桥功率单元级联作逆变主电路的结构形式，输出由阶梯正弦PWM波形叠加而成，波形正弦度好；

5、功率电路模块化设计，维护简单，互换性好；

6、动态响应时间快；

7、实时跟踪电网电流的变化，对电网无功功率实现动态无级补偿；

8、投切时无暂态冲击，无合闸涌流，无电弧重燃，无需放电即可再投；

9、保护功能齐全，具有过压、欠压、过流、过热等保护，运行可靠性高；

10、维护量小，运行成本低；

11、控制器实现全数字化，人机界面友好显示，并且具有联网通讯功能；

12、控制器具有高可靠性，而且操作简单，与系统连接时，不需要考虑交流系统相序，补偿装置保护措施齐全；

13、装置电路参数精心设计，发热量小，设备结构紧凑，占地面积小；

14、控制电源采用AC220V经过UPS后单独给装置供电方式，控制电源掉电，可保持正常运行；

15、改善电压质量，稳定系统电压，抑制电压闪变；

16、可并联安装，极易扩展容量。

技术参数

额定容量：0 ~±6000Kvar

额定电压：6KV~10KV~35 KV

系统频率：50Hz

响应时间：≤10ms

损耗：≤3%

输出电流THD：≤3%

无功调节方式：容感性连续可调

防护等级：IP20级或根据用户需求定制

应用领域

SVG广泛应用于石油化工、冶金、电力、煤炭、电气化铁路、风电厂以及其他具有或者靠近冲击性负荷和大容量电动机的工业领域，可以在节能降耗，提高电网安全性和稳定性，提高电网功率因数，改善电能质量，发挥着重要作用。

三、产品应用现场案例

1、±2000Kva r/6KV无功补偿装置在安徽省淮南市谢家集第一煤矿稳定运行。

2、±2000Kvar/10KV动态无功补偿在四川省水电投资经营集团永安电力股份有限公司所属塔山、观桥两个变电所成功应用。

上述单位安装了无功补偿装置后，不仅使电网功率因数由原来0.85以下提高到0.95以上，并且解决了现