无功补偿技术培训-静止无功功率补偿器
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
无功补偿技术
第四章 静止无功功率补偿器
相控单相交流调压电路
1、电阻性负载
VT1
i0
u
VT2
u0
R
★当电源电压为正半周期ωt=α 时触发 晶闸管VT1，VT1导通，负载输出电 压u0=u；在ωt=π时，电源电压过 零，i0 =0，VT1自行关断， u0=0。
★当电源电压为负半周期ωt= π +α 时触发晶闸管VT2，VT2导通负载输 出电压u0=u；在ωt=2π时，电源电 压 过零，i0 =0，VT2自行关断。
i0 =0，VT1自行关断，u0=0
★但此时VT2的触发脉冲尚未到 达，因此出现了电流的断续， 导通角 180
相控单相交流调压电路
2、电感性负载
VT1
i0
VT2
R
u
u0
★这与 时的工作情况一样，输出电压和电流 波形都是完整的正弦波，电路失去调压的功能，也 处于“失控’’状态。
4.1 概述
1、基本概念： 静止无功功率补偿器（Static Var Compensator-SVC）是指其输出随 电力系统特定的控制参数而变化的并联连接的静止无功功率发生装置或 无功功率吸收装置。
2、 SVC的基本作用： 连续而迅速地控制无功功率，并通过发出或吸收无功功率来控制它
所连接的输电系统的节点电压。 3、SVC的特点：
TCR+TSC TCR+ FC（或MSC） TCR+TSC+FC(或MSC)
往往把这种包含SVC的无功功率补Hale Waihona Puke Baidu系统 称为静止无功功率补偿系统(Static Var System-SVS)
4.2 晶闸管控制电抗器（TCR）
一、晶闸管控制电抗器的基本原理
1、电路工作状态
相当于电感性负载的交流调压器电路，负载
基波分量：I L1
U XL
sin
U XL
2
2 sin 2
等效电抗值：
X
' L
XL
2
2
sin 2
吸收的感性无功功率：
QL
U2 XL
2
2 sin 2
I L1 ,U , X L 为基波 分量、电压有效 值和基波下电抗 器的电抗值
2、晶闸管控制电抗器的基本原理
当 90 时， 全导通， 180
i2
2U cos
XL
iL i1 i2
2U (cos cost)
XL
i0
VT2
R
u
u0
iL 0 对应的角度为 t1
t2 2 导通角为： 2( )
2、晶闸管控制电抗器的基本原理
则iL的瞬时值可用下式表示：
0
iL
2U (cos cost)
XL
0
90 t t t 270
★通过改变控制角α就可以调 节输出电压的大小。
相控单相交流调压电路
2、电感性负载 触发角
VT1
负载阻抗角
arctan(L/ R)
i0
VT2
R
u
u0
★当正半周期VT1关断时，VT2恰 好触发导通，在一个周期中两 只晶闸管轮流导通180°。此 时负载电流i0临界连续，负载 电流是一个滞后电源电压 的纯正弦电流。即任何时刻电 源电压都加在负载上，负载电 压为完整的正弦波，相当于晶 闸管失去控制，无调压作用。
4.1 概述
● SVC的类型：
近10多年来，在世界范围内，其市场一直在迅速而稳定的增长，并 占据了动态无功功率补偿装置的主导地位。
晶闸管控制电抗器(Thyristor Control Reactor-TCR） 晶闸管投切电容器（Thyristor Switch Capacitor-TSC）
SVC基本类型， 其他补偿器是这
★由此可见，在 90 180范围内，调节控制角 的大
小，可以连续、平滑地调节吸收的无功功率QL的大小。
★除基波IL1外，还含3、5、7、9… 奇次谐波，其大小与IL1正比，并
u
为纯电感 90
u 2U sint
●当 90时
流过电抗器的电流波形滞后电源 电压900，晶闸管为全导通，导 通角 180，此时电流波形连 续且为正弦波
iL
2U cost
XL
XL=ωL，电抗 器的基频电抗
VT1
VT2
iL
4.2 晶闸管控制电抗器（TCR）
1、电路工作状态 ●当 0 90时
●静止型。 其主要部件是无转动部分，主要依靠晶闸管等电力电子器件完成调
节或投切功能，可以频繁地调节和投切，其动作速度是毫秒级的，远比 机械设备的动作速度要快。
●动态补偿。 能快速、平滑调节容性或感性无功功率，实现动态补偿。其反应速
度很快，能及时跟踪无功功率快速变化做出变化，达到所设计的各种控 制目标
两种的发展
类型 晶闸管投切电抗器（Thyristor Switch ReactoI-TSR）
晶闸管控制高阻抗变压器型（Thyristor Control Transformer-TCT）
饱和电抗器(Saturation Reactor-SR)
● SVC需要在一定条件下才能实现无功功
率的连续动态补偿，通常的方式有：
U IL1 X L
X
' L
XL
U2 QL X L
等效电抗值等于接在线路中电抗本身，吸收的无功功率最大。
当 180 时， IL1 0 QL 0 等效电抗值最大，等效开路，吸收的无功功率最小。
当 90 180时， 增大控制角 增大时，基波电流IL1减小，
等效电抗值XL1增大，吸收的无功功率QL减小。
相控单相交流调压电路
2、电感性负载
VT1
VT2
u
触发角 ★当电源电压为正半周期ωt=α
时触发晶闸管VT1，VT1导
i0
负载阻抗角
arctan(L/ R)
通，负载输出电压u0=u，电 流、i0从零开始上升。
R u0
★在ωt=π时，电源电压过零，
电流并不为零，VT1继续导 通，输出电压出现负值。直到
双向晶闸管处于失控状态，已不能通过控制角 变化来改变，IL大小。
●当 90时：电流波形为间断脉冲波
电感中电流iL将受到控制，即随着 角的增大，
电感电流基波分量IL1相应减小，谐波分量增加。
L U
IL1
TCR吸收的感性无功功率： U2
Q UIL1 L
电抗器的等效电抗增 加，等效电感值随之
可控，
TCR吸收的感性无功 功率可平滑调节
4.2 晶闸管控制电抗器（TCR）
2、晶闸管控制电抗器的基本原理
●当 90 180时：电流波形为间断脉冲波，可表示为：
VT1
iL i1 i2
周期分量： i1
2U cost
XL
非周期分量：i2
2U cos e1 T
XL
忽略电阻时，T=L/R为无穷大，则：
第四章 静止无功功率补偿器
相控单相交流调压电路
1、电阻性负载
VT1
i0
u
VT2
u0
R
★当电源电压为正半周期ωt=α 时触发 晶闸管VT1，VT1导通，负载输出电 压u0=u；在ωt=π时，电源电压过 零，i0 =0，VT1自行关断， u0=0。
★当电源电压为负半周期ωt= π +α 时触发晶闸管VT2，VT2导通负载输 出电压u0=u；在ωt=2π时，电源电 压 过零，i0 =0，VT2自行关断。
i0 =0，VT1自行关断，u0=0
★但此时VT2的触发脉冲尚未到 达，因此出现了电流的断续， 导通角 180
相控单相交流调压电路
2、电感性负载
VT1
i0
VT2
R
u
u0
★这与 时的工作情况一样，输出电压和电流 波形都是完整的正弦波，电路失去调压的功能，也 处于“失控’’状态。
4.1 概述
1、基本概念： 静止无功功率补偿器（Static Var Compensator-SVC）是指其输出随 电力系统特定的控制参数而变化的并联连接的静止无功功率发生装置或 无功功率吸收装置。
2、 SVC的基本作用： 连续而迅速地控制无功功率，并通过发出或吸收无功功率来控制它
所连接的输电系统的节点电压。 3、SVC的特点：
TCR+TSC TCR+ FC（或MSC） TCR+TSC+FC(或MSC)
往往把这种包含SVC的无功功率补Hale Waihona Puke Baidu系统 称为静止无功功率补偿系统(Static Var System-SVS)
4.2 晶闸管控制电抗器（TCR）
一、晶闸管控制电抗器的基本原理
1、电路工作状态
相当于电感性负载的交流调压器电路，负载
基波分量：I L1
U XL
sin
U XL
2
2 sin 2
等效电抗值：
X
' L
XL
2
2
sin 2
吸收的感性无功功率：
QL
U2 XL
2
2 sin 2
I L1 ,U , X L 为基波 分量、电压有效 值和基波下电抗 器的电抗值
2、晶闸管控制电抗器的基本原理
当 90 时， 全导通， 180
i2
2U cos
XL
iL i1 i2
2U (cos cost)
XL
i0
VT2
R
u
u0
iL 0 对应的角度为 t1
t2 2 导通角为： 2( )
2、晶闸管控制电抗器的基本原理
则iL的瞬时值可用下式表示：
0
iL
2U (cos cost)
XL
0
90 t t t 270
★通过改变控制角α就可以调 节输出电压的大小。
相控单相交流调压电路
2、电感性负载 触发角
VT1
负载阻抗角
arctan(L/ R)
i0
VT2
R
u
u0
★当正半周期VT1关断时，VT2恰 好触发导通，在一个周期中两 只晶闸管轮流导通180°。此 时负载电流i0临界连续，负载 电流是一个滞后电源电压 的纯正弦电流。即任何时刻电 源电压都加在负载上，负载电 压为完整的正弦波，相当于晶 闸管失去控制，无调压作用。
4.1 概述
● SVC的类型：
近10多年来，在世界范围内，其市场一直在迅速而稳定的增长，并 占据了动态无功功率补偿装置的主导地位。
晶闸管控制电抗器(Thyristor Control Reactor-TCR） 晶闸管投切电容器（Thyristor Switch Capacitor-TSC）
SVC基本类型， 其他补偿器是这
★由此可见，在 90 180范围内，调节控制角 的大
小，可以连续、平滑地调节吸收的无功功率QL的大小。
★除基波IL1外，还含3、5、7、9… 奇次谐波，其大小与IL1正比，并
u
为纯电感 90
u 2U sint
●当 90时
流过电抗器的电流波形滞后电源 电压900，晶闸管为全导通，导 通角 180，此时电流波形连 续且为正弦波
iL
2U cost
XL
XL=ωL，电抗 器的基频电抗
VT1
VT2
iL
4.2 晶闸管控制电抗器（TCR）
1、电路工作状态 ●当 0 90时
●静止型。 其主要部件是无转动部分，主要依靠晶闸管等电力电子器件完成调
节或投切功能，可以频繁地调节和投切，其动作速度是毫秒级的，远比 机械设备的动作速度要快。
●动态补偿。 能快速、平滑调节容性或感性无功功率，实现动态补偿。其反应速
度很快，能及时跟踪无功功率快速变化做出变化，达到所设计的各种控 制目标
两种的发展
类型 晶闸管投切电抗器（Thyristor Switch ReactoI-TSR）
晶闸管控制高阻抗变压器型（Thyristor Control Transformer-TCT）
饱和电抗器(Saturation Reactor-SR)
● SVC需要在一定条件下才能实现无功功
率的连续动态补偿，通常的方式有：
U IL1 X L
X
' L
XL
U2 QL X L
等效电抗值等于接在线路中电抗本身，吸收的无功功率最大。
当 180 时， IL1 0 QL 0 等效电抗值最大，等效开路，吸收的无功功率最小。
当 90 180时， 增大控制角 增大时，基波电流IL1减小，
等效电抗值XL1增大，吸收的无功功率QL减小。
相控单相交流调压电路
2、电感性负载
VT1
VT2
u
触发角 ★当电源电压为正半周期ωt=α
时触发晶闸管VT1，VT1导
i0
负载阻抗角
arctan(L/ R)
通，负载输出电压u0=u，电 流、i0从零开始上升。
R u0
★在ωt=π时，电源电压过零，
电流并不为零，VT1继续导 通，输出电压出现负值。直到
双向晶闸管处于失控状态，已不能通过控制角 变化来改变，IL大小。
●当 90时：电流波形为间断脉冲波
电感中电流iL将受到控制，即随着 角的增大，
电感电流基波分量IL1相应减小，谐波分量增加。
L U
IL1
TCR吸收的感性无功功率： U2
Q UIL1 L
电抗器的等效电抗增 加，等效电感值随之
可控，
TCR吸收的感性无功 功率可平滑调节
4.2 晶闸管控制电抗器（TCR）
2、晶闸管控制电抗器的基本原理
●当 90 180时：电流波形为间断脉冲波，可表示为：
VT1
iL i1 i2
周期分量： i1
2U cost
XL
非周期分量：i2
2U cos e1 T
XL
忽略电阻时，T=L/R为无穷大，则：