TSC型动态无功功率补偿装置

供电系统的高次谐波对电容器的冲击，提高系统 的可靠性 在风机工况条件下使用TSC型无功补偿装置，电 抗器的选型主要考虑滤波作用。 在选择电抗器时应该综合考虑现场的系统背景谐 波情况，在抑制5次及以上谐波的同时，要兼顾减 小对3次谐波的放大作用。
晶闸管模块的作用和选型
角外接法 ：以690V为例，采用两相过零触发控制时晶闸
根据控制量的不同可以分为:
P P 2 Q2
功率因数控制
(补偿精度低)
cos
当系统的功率因数小于目标值时，投入电容可以提高系统 功率因数，反之则减小电容
无功功率控制 (补偿精度高) 以无功功率和电网电压为控制量的双重控制-——
九区法，最适合于风电中的无功补偿控制策略， 且容易实现
TSC型无功补偿技术
电容柜
一般TSC型 电容补偿装 置都是由若 干电容补偿 单元组成， 因此可以组 合成不同补 偿容量，满 足系统无功 变化
TSC——晶闸管无触点开关投切电 容补偿装置
失速型定浆距风力发电机组，均采用异步
感应电动机，因此需要无功补偿装置 进行就地无功补偿，稳定电压，提高风力 发电机组和传输线路效率 具有投入无涌流、切除无过压、响应时间 快和系统稳定性高等特点
TSC控制回路
主要是采集电压、电流信号，通过信号处理作出
电容投切判断，并发出投切动作指令，触发控制 器则在控制指令下在电压过零时触发晶闸管导通 当需要关断时，停止触发信号，则晶闸管在电流 为零时自然关断 系统出现紧急情况时如过温、过流等，控制器能 够及时关断TSC系统以起到保护作用
控制策略
九区法 ——无功功率控制
系统电压作为第一控制量：分为最大值Umax和最小值Umin 系统无功功率为第二控制量：分为消耗的最大值Qx-max和发出的最大值 Qf-max

变电站工程TSC+HVC无功补偿技术规格书02月1.总则1.1本技术规范书用于变电站工程高压( TSC+HVC) 无功功率补偿项目。

在本规范书中提出了该设备的功能、性能, 结构、参数、动力及控制、综合保护方面的技术要求。

解释权归买方。

1.2本技术规范书提出的是最低限度的技术要求, 并没有对一切技术细节作出规定, 没有充分引述有关标准和规范的条文, 供方应提供符合本技术规范和相关的国际、国内有关标准的优质产品, 并提供产品型式试验报告, 对国家有关安全、环保等强制性标准必须满足其要求。

1.3如果供方没有对本规范书中的条文提出书面异议, 则意味着供方提供的产品完全符合本技术规范和有关的国标要求。

否则, 由此引起的异议由供方负责。

1.4本技术规范书所使用的标准如遇有与供方所执行的标准发生矛盾时, 按较高标准执行。

1.5在合同签订后, 需方有权提出因标准、规范、规程、现场条件变化而产生的修订要求, 具体事宜由供、需双方协商确定。

1.6本技术规范书经供需双方确定后作为合同的技术附件, 与合同正文有同等效力。

1.7供方在投标书中应采用国际单位制。

1.8设备采用的专利技术涉及到的全部费用均被认为已包含在设备报价中, 由此引起的专利纠纷和费用全部由供方负责。

1.9供方对变电站工程高压( TSC+HVC) 无功功率补偿成套设备负全责( 包含辅助系统、电控设备、综合保护设备) , 由此引起的引进费用也由供方全额承担。

1.10本工程要求投标方提供高压TSC、HVC的型式试验报告及高压生产许可证, 并具有三套以上煤炭行业的供货业绩。

2.招标项目名称及内容成套装置安装在下列范围内: 宽( 9800) ×深( 1800) ×高( 2600) 3．采用的标准GB50227-95 《并联电容器成套装置设计规范》GB3983.2-1989 《高压并联电容器》JB7111-93 《高压并联电容器装置》DL/T604-1996 《高压并联电容器装置订货技术条件》GB50227-95 《并联电容器装置设计规范》DL462-1992 《高压并联电容器用串联电抗器订货技术条件》GB15166.5-1994 《交流高压熔断器并联电容器外保护用熔断器》JB5346-1998 《串联电抗器》GB10229-1988 《电抗器》GB11032- 《交流无间隙金属氧化锌避雷器》GB311.1-97 《高压输变电设备的绝缘配合》GB2706-89 《交流高压电器动热稳定试验方法》GB5582-93 《高压电力设备外绝缘污秽等级》GB1027-1997 《电压互感器》GB1028-1997 《电流互感器》JB/T8970-1999 《高压并联电容器用放电线圈》GB191- 《包装储运图示标志》GB4208-1993 《外壳防护等级( IP代码) 》IEC-298 《交流金属封闭开关设备和控制设备》GB3906-91 《3～35kV交流金属封闭开关设备》4．使用环境4.1环境温度:环境温度: -40℃—+40℃最大日温差: 25℃最高日平均温度: 30℃4.2海拔高度: ≤m4.3环境相对湿度: 年平均值90%4.4污秽等级: Ⅲ级4.5地震烈度: 8度4.6运输、贮存最低湿度: -40℃4.7安装方式: 户内5．技术参数5.1系统标准电压: 10KV5.2最高工作电压: 12KV5.3额定频率: 50Hz5.4电抗率: 6%5.5相数: 35.6功率因数: 0.95以上5.7测量误差: 电压≤±0.5%, 电流≤±0.5%, 功率因数≤±1%5.8动态响应时间: ≤20mS5.9控制电源输入电压: AC380V±10%, 10A; DC220V±10%, 10A;5.10电容器接线方式: TSC: △形; HVC: Y形5.11投切级数: 17级5.12电流过流: 动态过载能力: 1.30 In( 额定电流) 下长期运行, 过电流是由谐波和 1.1 Un( 额定电压) 的过电压共同作用的结果。

矿用隔爆型动态无功补偿装置（SVG、TSC）原理介绍及优缺点比较一、原理简介1、静止无功发生器SVG（Static Var Generator）SVG的基本原理是，将电压源型逆变器，经过电抗器并联在电网上。

电压源型逆变器包含直流电容和逆变桥两个部分，其中逆变桥由全控型可关断的半导体器件IGBT组成。

BJS-500/1140型SVG原理简图工作中，通过调节逆变桥中IGBT器件的开关，可以控制直流逆变到交流的电压的幅值和相位，因此，整个装置相当于一个调相电源。

通过检测系统中所需的无功，可以快速发出大小相等、相位相反的无功，实现无功的就地平衡，保持系统实时高功率因数运行。

上图为SVG原理图，将系统看作一个电压源，SVG可以看作一个可控电压源，连接电抗器或者可以等效成一个线形阻抗元件。

表1给出了SVG三种运行模式的原理说明。

表1 SVG的三种运行模式运行模式波形和相量图说明空载运行模式UI = Us，IL = 0，SVG不吸发无功。

容性运行模式UI > Us，IL为超前的电流，其幅值可以通过调节UI来连续控制，从而连续调节SVG发出的无功。

感性运行模式UI < Us，IL为滞后的电流。

此时SVG吸收的无功可以连续控制。

SVG在中低压动态无功补偿与谐波治理领域得到越来越广泛的应用，其具有以下重要功用：● SVG可以补偿基波无功电流，补偿后功率因数可达到0.95以上，使被补偿网络的线电流下降30%以上，大大减小线路损耗，提升移动变压器带载能力，节能效果明显。

● SVG通过补偿基波无功电流，有效降低被补偿网络的无功突变，减小网络电压波动，抑制闪变，使供电电压更加平稳。

● SVG同时也具有有源滤波功能（APF），可对谐波电流进行补偿，能有效抑制被补偿网络中的5、7、11次谐波。

2、晶闸管投切电容器TSC（Thyristor Switched Capacitor）TSC的基本原理是按照一定的寻优模式，设计多组某次或某几次滤波器，基波下各支路呈容性，分级改变补偿装置的无功出力；滤波器某次谐波下调谐，滤该次谐波。

3.2 3串联电抗器抑制谐波放大的原理
为了抑制谐波电流放大，通常在每相电容器电 路中串联一个适当大小的空心电抗器。这样，就 会使整个补偿电容器支路对谐波源基波仍呈电容 性质，保持其无功功率补偿作用不变，不影响系 统(或负载)正常工作。而对高次谐波补偿支路则 呈感性，避免了与系统(或负载)的电流谐振，消 除或减小了由补偿电容所引起的谐波电流放大现 象。
衷心感谢陈老师和师兄师姐的无私帮助！
2.2.1 电压、电流有效值的测量
根据电压、电流有效值的定义式：
因此得到由一周期内的采样值计算电压、电流有效值 的公式为：
式中N为每周期T的采样点数，且N=I+T／AT，AT为 采样时间间隔，电压单位为伏(V)，电流单位为安(A)。
2.2.2 无功功率的控制
无功功率作为控制物理量控制电容器的投切， 是近年才出现的一种控制方式，它是根据所测得 的电压、电流、功率因数等参数，计算出应该投 入的电容容量，在电容器组合方式中选出一种最 接近但又不会过补偿的组合方式，电容器投切一 次到位。如果计算值小于最小一组电容器的容量 (下限值)，则应保持补偿状态不变。只有当所需 容量大于或等于下限值时，才执行相应的投切。
2.1 主电路和装置框架
TSC无功补偿装置主电路通常由若干组电容器 组成，电容器组的常用的主接线方案如下图(以晶 闸管反并联方式的晶闸管阀为例)
图中的(a)—(c)方案为三角型接线，(d)和(e)方案 为星型接线。在复合开关的基础上，根据方案（b） 设计的无功补偿装置主接线图如下图
该装置主要特点是利用两对晶闸管阀可以实现 三组电容器组的投切，下面以C1电容器组投切为 例进行说明。当进行C1电容器组投切时首先合上 开关K4、K5，然后在适当的时机触发两对晶闸管 阀，接着合上开关K1，再使两晶闸管阀依次关断， 最后断开开关K4、K5，这样就完成了一次电容组 的投切。(这里的开关指的是交流接触器)

高压TSC动态无功功率补偿装置技术使用说明书
0TK.466.8116
山东泰开电力电子有限公司
2009年07月
图2 TSC理想投入时刻原理说明
系统说明
整体结构
高压TSC动态无功功率补偿装置采用柜式结构，整套装置具有良好的冷却系统。

内电气间隙满足规范要求。

柜体骨架焊接牢固，焊道均匀，无焊穿、裂缝、夹渣及气孔现象。

柜体内的骨架与基础槽钢之间用螺钉或电焊固定。

柜体内所装的一次及二次元件，均为符合各自技术条件的合格产品。

为防止操作过电压和雷电冲击，
电容器配有放电线圈，能将电容器的电荷泄放掉，减小再次投入电容器组时产生的涌流。

TSC高压动态无功功率补偿装置TK牌高压TSC是一种动态跟踪的新型电容补偿装置,产品采用全数字智能控制系统,国外进口的高电压、大功率晶闸管串连组成高压交流无触点开关,实现电容器组的快速投切，响应时间小于20ms。

产品借鉴国外先进技术，解决了传统补偿装置控制开关易受冲击、使用寿命短、相应速度慢等缺点，设备运行安全可靠，效果好，各项性能指标达到国内先进水平。

高压TSC动态无功功率补偿装置广泛应用于高压交直流输变电系统和冶金、煤炭、港口门机、电气化铁路、重型机械制造等工业、交通冲击性负荷配电网中。

其主要作用就是对冲击性负荷、时变负荷能够实时监测、动态补偿，实现功率因数补偿至0.9以上，稳定系统电压，减少供电系统的网络损耗，提高电能质量等显著特点，可以给用户带来巨大的经济效益和社会效益。

高压TSC的应用领域随着现代电力电子设备和非线性负荷的大量应用,使电网供电质量受到严重影响,尤其是各种电力电子开关器件的大量应用和负载的频繁波动是最主要的干扰源,对电网的稳定造成一系列不良影响:★功率因数低，增加电网损耗，加大生产成本，降低生产效率；★产生的无功冲击引起电网电压降低，电压波动及闪变，严重时导致传动装置及保护装置无法正常工作甚至停产；★导致电网三相不平衡，产生负序电流使电机转子发生振动。

★电容器组谐振及谐波电流放大，使电容过负荷或过电压，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，易击穿；针对以上电网污染，应用我公司生产的高压TSC动态无功功率补偿装置实现了电容投切无过渡、无涌流抑制高次谐波，稳定系统电压。

高压TSC装置应用领域如下：1、远距离电力输送电力系统目前正在趋向于大功率电网,长距离输电,高能量消耗,迫使输配电系统不得不更加有效。

高压TSC可以明显提高电力系统输配电性能,即在不同的电网条件下,为保持一个平衡的电压时,可以在电网的一处和多处适当的位置安装高压TSC,以达到以下的目的：★稳定系统电压★减少传输损耗★增加电网输电能力，使现有电网发挥最大效率★提高瞬变稳态极限2、轧机轧机的无功冲击负荷会对电网造成以下影响：★使功率因数下降★引起电压波动及电压降，严重时使电气设备不能正常工作，降低生产效率★负载的传动装置中会产生有害高次谐波，主要以5、7、11、13次为代表的奇次谐波及旁频,会使电网电压严重畸变高压TSC阀组和高压FC滤波器或抑制谐波型电容装置两者相互结合，可以减少钢厂轧机等负荷对供电系统的电压波动，滤除或抑制轧机产生的谐波，提高系统的功率因数。

HIT WEIHAN高压TSC动态无功功率补偿装置产品简介制造厂名称：哈尔滨威瀚电气设备股份有限公司地址：哈尔滨开发区哈平路集中区渤海路25号日期：二零一二年高压TSC动态无功功率补偿装置产品简介1、无功补偿的目的所谓补偿就是吸收和供给可变的无功功率。

负荷补偿就是对无功功率进行调度以改善交流电力系统的供电质量，以达到功率因数矫正、改善电压质量、调节负荷平衡等目的。

功率因数校正应尽可能靠近需要无功的负荷处产生无功。

通常工业负荷多为感性，吸收无功，功率因数是滞后的，母线电流大于供给负载有功电流值。

在能量转换中，无功功率作为损耗掉了，却不能转化为有用功。

无功功率对供电系统和负荷的运行都是十分重要的。

电力系统网络元件的阻抗主要是电感性的。

因此，粗略地说，为了输送有功功率，就要求送电端和受电端的电压有一相位差，这在相当宽的范围内可以实现；而为了输送无功功率，则要求两端电压有一幅值差，这只能在很窄的范围内实现。

不过大多数网络元件消耗无功功率，大多数负载需要消耗无功功率。

网络元件和负载所需要的无功功率必须从网络中某个地方获得。

显然，这些无功功率如果都要由发电机提供并经过长距离传送是不合理的，也是极不经济的，通常也是不可能的。

由于负荷对于无功功率的需求是变化的，无功的为化会引起电压的变化，导致不同用户的负荷间相互干扰。

一般规定电源电压的变化范围为±5%（平均值），特殊场合，如大负荷的急剧变化所产生的电压降会危害保护设备的正常运行或产生损害视力的电压闪烁现象，规定其范围要比±5%小的多。

超过了规定的电压范围时就要进行补偿。

通常根据负荷要求的最大有功功率来确定系统的规模，而用补偿器调节无功。

无功补偿的作用主要有以下几点：（1）提高系统功率因数，提高系统效率，降低设备容量，减少功率损耗；（2）稳定受电端及电网电压，提高供电质量。

在对轧机、提升机、电弧炉等冲击型负荷的补偿中，可显著稳定系统电压，改善电网的稳定性；（3）无功补偿可以提高变压器出力，提高变压器带载容量；2、无功补偿的种类目前国内外普遍采用的无功功率的方法主要有五种：（1）同步发电机通过调整励磁电流，使其在超前功率因数下运行，输出有功功率的同时输出无功功率。

TSC无功补偿装置TSC补偿器可以很好的补偿系统所需的无功功率,可以实现无级调节，可快速跟踪冲击负荷的突变，对最佳功率因数进行闭环反馈，实现动态无功补偿、减小电压波动，从而达到节能降耗的目的。

SVC专指使用晶闸管的静止型动态无功补偿装置，包括晶闸管相控电抗器（TCR）和晶闸管投切电容器（TSC），以及这两者的混合装置（TCR+TSC），或者TCR与固定电容器或机械投切电容混合使用的装置。

TSC（晶闸管投切电容器）的基本原理如图所示。

其中左图是其单相电路图，其中两个反并联晶闸管只是起将电容器并入电网或从电网断开的作用，而并联的小电感只是用来抑制电容器投入电网时可能造成的冲击电流的。

在运行中，一般将电容器分成几组，每组都可由晶闸管投切。

这样可根据电网的无功需求投切这些电容器，TSC实际上就是断续可调的吸收容性无功功率的动态无功补偿器。

当TSC 用于三相电路时，可以是Δ连接，也可以是Y连接。

每一相都可以设计成如右图所示的那样分组投切。

在TSC 系统中，晶闸管阀一般采用 2 只晶闸管反并联的方法，达到 2 只晶闸管轮流触发的效果，起到了接通和断开补偿回路的作用。

这种反并联的方式可靠性高。

晶闸管阀承受的最大反相电压为电源电压的峰值。

TSC 投入电容的时刻即交流电源电压与电容预先充电电压相等的时刻。

此时，晶闸管上电压为零，光电耦合器输出脉冲，并与投入指令作逻辑“与”运算后决定是否去触发晶闸管，以保证晶闸管的平稳导通。

TSC 投入的指令撤消时，晶闸管在电流过零时断开，直到微控制器下次发出投入指令，TSC 才会在零电压处重新投入。

脉冲信号由送能变提供，送能变由上下两节组成，分别为反并联的两组晶闸管提供脉冲信号，从而实现整个周期的补偿（晶闸管的接通需要两个条件1是触发脉冲2是正向导通），由于TSC的晶闸管需要较大的触发脉冲所以单独配备送能变，当系统需要无功补偿时送能变发出触发脉冲使晶闸管导通从而进行电容器的投切。

Ｔ Ｃ低压动态无功补偿技术坝状及其 应用 Ｓ
重 庆钢铁 股份 有 限公 司 吴银 兵
［ 摘 要］ 本文介绍 了动态无功补偿 装置的组成 、 实现 的功 能、 主要指标及应 用。 ［ 关键词 ］ 态无功补偿 谐波 应用 动
一
、
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ引 言
四 、 际应 用 实
无功补偿技 术在制造业 、 金 、 冶 化工 、 电力 、 汽车 、 造船 、 通信 、 型 大 公共建筑供配 电系统 中被广泛 的应用 ， 以改善用 电负荷 的功率 因数 ， 实 现节 能和电网供 电质量 的稳定 ， 因此无功补偿技术一 直以来是人们 重 点研究 的课题 。随着经济 的不断发展 ， 电力 负荷 的 日益增 长 ， 不稳 定负 荷和非线 性负荷的增多 ， 其负荷具有 快速的无功变化 特征。传统 的接 触器投切 电容器组进行无功补偿 的方式 已经不 能实现 动态无 功的快 速 跟踪和补偿 ， 其补偿速度慢 、 投入浪涌 电流大 、 除时产 生过电压 ， 切 装置 使用 寿命 短维护成本 高 ， 应用领域 受到极大 的限制 。九十年代开始 出 现 了智能复合开关 的投切方式 、 定程度 上解决 了零 电流投 切 ， 在一 但对 于大量 的非周期 的快速无 功变 化仍然 未从根本上加以解决 。随着可控 硅技术 ， 计算机及通信技术 、 感技术 的发展为动态无功补偿技术的发 传 展 和实际应用奠定了基础 。国际上 以以色列 Ｅｓｅ 公 司的动态无功补 ｌ ｃ ｐ 偿 技术为代表 ， 国内也涌现 了不 少的动态无功 补偿 装置 的生 产和研发 公司， 动态无 功补偿装置成 功的应用实现 了动态无功 的精确 快速补偿 和滤除谐波 的双重功能 ， 大地改善 了电网质量和提高输 电线路 的传 极 输 能力 、 变压器 的负载能力 ， 高 了电力设备 的运行效率 、 提 降低了电能 损耗 ， 取得 了良好 的社会效益和经济效益 。 二、 无功 负荷和谐 波的危 害 １ 功 功 率 的影 响 ． 无 （） １ 降低 发电机 有功功率 的输 出 。２ 降低输 、 电设 备 的供 电能 （） 变 力。 ３ 造成线路电压损失增大和电能损耗 的增加 。４ 造成低功率 因数 （） （） 运行和电压下降 ， 电气设备容量得不到充分发挥 。 使 ２谐 波 的 危 害 ． （） １ 对供电变压 器和电动机的危 害 由于 电流 的趋肤效应 ， 增加铜损 ； 由于高频涡流 ， 加铁损 。使变 增 压器和 电动机发热增加 ， 温升变高 ， 谐波所 引起 的额外损耗会导致 变压 器的基波 负载容量下降 ， 电动机效率降 低 ， 甚至变压器损 坏 、 电动机不 能正常工作。 （） ２ 对供电电缆及电子设 备的危 害 由于 电流的趋肤效应 ， 增加铜损 ， 电缆发热增加 ， 使 效率 降低 ， 至 甚 烧毁 电缆 。高次谐波 的影响 ， 电子设 备受到干扰 ， 生误动作 ， 敏 使 产 灵 电子设 备的损坏 ； 波电流的存在 ， 谐 可能产生并联谐振 ， 造成 电容 器过 载， 甚至烧毁 电容器 三 、 压 动 态 无 功 补 偿 技 术 低 动态无功补偿装置 由信号采集 系统 、 信号处 理系统（ 控制器 ）电子 、 开关 、 电容器 电抗器 四大部分组成 。 低压 动态无功补偿 从技术上讲 主要解决信号 的快速采集 、 信号的 快速运 算处理 （ 制器 ） 控 和准确发 出指令 、 最短 时间和能够频繁准 确投 切开关 ， 远程通信和监控 。 电子 开关模块技术 ， 传感技术 ， 算机技术和通信技术的发展 已经 计 使得动态无功补偿技术 要解决 的核心技术问题集中到了实现信号 的快 速运算功 能的控 制器 ， 而国内和国外技术的差距就在控制器方面 ， 主要 体 现在精确运算 速度和功能 开发 上面 ， 国内产品 以其较 高的性价 比 但 和 良好的售后 服务也得到 了广泛 的应用 ， 由于动态无功补偿 的控制是 以检测零点电流（ 电流波两个相邻 的零点 电流有半个 周波时间 ） 实现零

高压动态无功补偿装置在提高电网功率因数中的应用发布时间：2021-11-18T06:31:59.432Z 来源：《新型城镇化》2021年21期作者：霍世伟[导读] 装置投运后达到稳定系统电压，减少线路损耗，提高电能质量的目的。

呼伦贝尔山金矿业有限公司内蒙古根河市 022357摘要：无功功率对供电系统和负荷的运行都是十分重要的。

无功补偿就是吸收和供给可变的无功功率，负荷补偿就是对无功功率进行调度以改善交流电力系统的供电质量，以达到功率因数矫正、改善电压质量、调节负荷平衡等目的，功率因数校正尽可能靠近需要无功的负荷处产生无功。

本文就呼伦贝尔山金矿业有限公司TSC高压动态无功补偿装置在提高电网功率因数中的应用进行简要分析。

关键词：动态无功补偿；TSC；功率因数TSC高压动态无功补偿装置适用于频率 50Hz，标称电压1.14kV、6 kV、10kV的供配电系统中，采用中压晶闸管投切补偿电容器的动态无功功率补偿装置，装置可动态快速补偿系统无功功率，有抑制特定的谐波电流对补偿电容器影响的作用，装置投运后达到稳定系统电压，减少线路损耗，提高电能质量的目的。

一、装置结构及工作原理1、结构概述1.1高压 TSC 型 SVC动态无功功率补偿和滤波装置由控制柜、可控硅阀组柜、电容柜组成，在使用现场用螺栓将柜体连接成一体。

控制柜的深度与电容柜相等，控制柜的后半部兼做电源进线柜，高压电源电缆和控制电缆从进线柜的底部引入，入口有电缆密封胶圈。

1.2控制柜后半部主回路装有隔离开关、带电显示器、电流互感器等。

可控硅阀组柜装有：可控硅阀组、触发脉冲发生装置、光纤传递、故障保护板、熔断器、过电压保护器等。

电容柜装有熔断器、高压真空接触器、电抗器、电容器、放电线圈、避雷器等。

1.3 隔离开关、各柜门装有电磁锁，满足高压“五防”要求。

2、工作原理2.1采用大功率可控硅串连组成的无触点开关对多级电容器组进行快速过零投切，对各种负荷均能起到良好的补偿效果。

首 先 将 检 测 电 压 信 号 送 入 电 压 互 感 器 Ｈ Ｔ ０ Ｎ 经真 有 效 值 检 测 ： Ａ ６ ７计 算 电 Ｐ ２ ５ Ｂ， 芷片 Ｄ ３
为控 制核 心 ， 计一 种 Ｔ Ｃ型 动态无 功补 偿器 。 设 Ｓ
１ 无功 补 偿 器 硬 件 设 计
基 于 ＰＣ的 Ｔ Ｃ型 动 态无 功 补 偿 器 由检 测 Ｉ Ｓ 电路 、 制 电 路 和 辅 助 外 围 电 路 组 成 ， 图 １ 控 如
ｏ ｃ ｌａｉｎ ｏ ｈ ｏ ｄ ｔｏ ｆｌｇ ｏ ｄｉｇ ａ ｃ ｒ ｉ ｌ． Ｔｈ ｓｄ ｖ ｃ ｏ ｌ ｏ ｐ ｎ ａｅ ｔｅ ｐ ｗｅ ａ ｔｒａ ｄ ｉ ｒ ｖ ｓ ｉｌｔｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｎ ｉｉ ｎ ｏ ｉｈｔｌ ａ ｎ ｃ ｏ ｄｎｇＹ ｉ ｅ ｉｅ ｃ ｕ ｄ ｃ ｍ ｅ ｓ ｔ ｈ ｏ ｒｆ ｃｏ ｎ ｍｐ ｏ ｅ ｐｏ ｒｑ ａ ｉ ｃ ｎｔｏｌｎ ｈ ｔｙ ｉｔｒ ｃ ｓｉｇ ｉ ｓａ ｔ ｗｈｉｈ ｈａ ａ ｌ ｔｏ ｄ ｎ ａ ｅ ， ｓ ｃ ａ ｒ ｐｄ ｙ ａ ｃ ｗｅ ｕ ｌｔ ｂｙ ｏ ｒ ｌｉｇ ｔ ｅ ｈ ｒｓｏ ａ ｔｎ ｎ ｔ ｎ ， ｙ ｃ ｄ ｏ ｆａ ｖａ ｔ ｇ ｓ ｕ ｈ ｓ ａ ｉ ｄ ｎ ｍｉ ｒ ｓ ｎ ｅ ａ ｎ ｉ ｐ ｃ ， ｔ． Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｏ ｅｔ ｔｔ ｅｈａ ｄ ｒ ｓｇ ｆＴＳ ｙ ｅ ｄ ｎａ ｃ ｒ ａ ｔｖ ｏ ｐ ｎ ａｏ ｅ ｐｏ ｓ ｎｄ ｎｏ —ｍ ａ ｔ ｅｅ ｅ ｒ ｓ ｌｓｐｒ ｖ ｈａ ｈ ｒ ｗａ ｅｄｅ ｉｎ ｏ Ｃ ｔｐ ｙ ｍｉ ｅ ｃｉｅ ｃ ｍ ｅ ｓ ｔｒ ｉ ａｉ ｎｄ ｔ ｅ ｗｈｏｅ ｓ ｓｅ ｆｉ ｓ ｓａ ｌ ｎ ｅｉｂ ｙ ｓｖ ｌｄ ａ ｈ ｌ ｙ ｔ ｍ ｌ ｔｂ ｙ ａ ｄ ｒｌａ ｌ ． ｔ ｒ

TSC高压动态无功功率补偿装置TK牌高压TSC是一种动态跟踪的新型电容补偿装置,产品采用全数字智能控制系统,国外进口的高电压、大功率晶闸管串连组成高压交流无触点开关,实现电容器组的快速投切，响应时间小于20ms。

产品借鉴国外先进技术，解决了传统补偿装置控制开关易受冲击、使用寿命短、相应速度慢等缺点，设备运行安全可靠，效果好，各项性能指标达到国内先进水平。

高压TSC动态无功功率补偿装置广泛应用于高压交直流输变电系统和冶金、煤炭、港口门机、电气化铁路、重型机械制造等工业、交通冲击性负荷配电网中。

其主要作用就是对冲击性负荷、时变负荷能够实时监测、动态补偿，实现功率因数补偿至0.9以上，稳定系统电压，减少供电系统的网络损耗，提高电能质量等显著特点，可以给用户带来巨大的经济效益和社会效益。

高压TSC的应用领域随着现代电力电子设备和非线性负荷的大量应用,使电网供电质量受到严重影响,尤其是各种电力电子开关器件的大量应用和负载的频繁波动是最主要的干扰源,对电网的稳定造成一系列不良影响:★功率因数低，增加电网损耗，加大生产成本，降低生产效率；★产生的无功冲击引起电网电压降低，电压波动及闪变，严重时导致传动装置及保护装置无法正常工作甚至停产；★导致电网三相不平衡，产生负序电流使电机转子发生振动。

★电容器组谐振及谐波电流放大，使电容过负荷或过电压，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，易击穿；针对以上电网污染，应用我公司生产的高压TSC动态无功功率补偿装置实现了电容投切无过渡、无涌流抑制高次谐波，稳定系统电压。

高压TSC装置应用领域如下：1、远距离电力输送电力系统目前正在趋向于大功率电网,长距离输电,高能量消耗,迫使输配电系统不得不更加有效。

高压TSC可以明显提高电力系统输配电性能,即在不同的电网条件下,为保持一个平衡的电压时,可以在电网的一处和多处适当的位置安装高压TSC,以达到以下的目的：★稳定系统电压★减少传输损耗★增加电网输电能力，使现有电网发挥最大效率★提高瞬变稳态极限2、轧机轧机的无功冲击负荷会对电网造成以下影响：★使功率因数下降★引起电压波动及电压降，严重时使电气设备不能正常工作，降低生产效率★负载的传动装置中会产生有害高次谐波，主要以5、7、11、13次为代表的奇次谐波及旁频,会使电网电压严重畸变高压TSC阀组和高压FC滤波器或抑制谐波型电容装置两者相互结合，可以减少钢厂轧机等负荷对供电系统的电压波动，滤除或抑制轧机产生的谐波，提高系统的功率因数。

品质优秀的以色列ELSPEC动态电容补偿柜TSC低压动态无功补偿是采用晶闸管作为开关，投切电力电容器组、实现无功补偿的装置。

该装置能有效改善用电负荷的功率因数，具有显著的节能效果；同时在TSC系统中采用特定的电感器，可有效防止谐波放大、有效吸收大部分谐波电流，达到谐波治理的目的。

一、Elspec公司介绍Elspec是在国际上领先进行动态无功补偿和滤波的公司，在全球有4个工厂（以色列、葡萄牙、美国），总部位于以色列Caesarea Industrial Park，主要市场在欧洲、亚洲、美洲，具有遍及全球的业绩、全球性的销售网络，Elspec公司在全世界70多个国家有销售，北美的通用电气、施耐德用Elspec的产品OEM后去销售，西门子每年从Elspec采购1000万美金的设备，可以看出该产品在国际上的地位。

Elspec的动态电容柜在同类产品中最为先进，Elspec的Equalizer产品在业内唯一能真正做到5-20ms投切全部电容器组。

采用无触点电子开关及专利的过零检测、投切技术，具有真正的Real time 和 Transient-free的优秀品质，克服了浪涌冲击电流、装置使用寿命大大提高，电容器平均统计寿命长达10年之久，技术、性能领先于许多“准实时动态补偿柜”，受到了世界各国的青睐。

在科技水平发达的美、日、德、俄、英等国的许多行业都有十分出色的业绩。

Elspec于98年进入中国，在20多个省市、有非常出色的业绩，在制造业、冶金、化工、电力、石化、汽车、造船、建筑、通信、医院、机场等各个领域广泛应用，形成了良好的口碑，节能效果、运行性能等得到普遍认可。

几年来在四川攀枝花钢铁、河北华龙钢管、河南安阳钢铁厂、外高桥造船基地、长兴岛造船基地、沪东造船厂、辽宁锦州铁路、上海大众汽车、上海通用汽车、东风汽车公司、广州本田汽车、辽宁锦州石化、中海油中石化油田、云南红塔建材、唐山移动通信、宁波慈溪广电大厦、上海电视台、上海国际会议中心、苏州大学附属第一医院、江阴模塑集团、哈尔滨轻合金公司等各类工厂、大型建筑、企事业单位推广应用，节能效果、运行性能等得到普遍认可。

Ｉ Ｍ， ｓ ＝ 如果 ｔＬ ２＜ ， ｉ ｎ ｏ Ｃ＜ １ 电流 ２
容 器需 要 经 过变 压 器接 入 电 网 ， 文基 于 Ｓｍｕｉｋ 本 ｉ ｌ ／ ｎ
ＭＡ Ｌ Ｂ对 １ Ｖ高压无功补偿装置进行 了仿 真 。 ＴＡ ０ｋ 图 ４为 １ Ｖ 高 压 三 相 无 功 补 偿 装 置 系 统 仿 ０ｋ
（ ． ｈ ｎ ｓ ａ ｏ ｒＳ ｐ ｌ ｒａ ｆ ａ ｇ ｏ ｇＰ ｗｅ ｉ ｏｐ ｒｔ ｎ ２ Ｚ ｏ ｇｈ ｎ Ｐ ｗｅ ｕ ｐｙＢｕｅ ｕ ｏ ｎ ｄ ｎ ｏ ｒＧｒｄ Ｃ ｒ ｏａｉ Ｇｕ ｏ
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式 中 ： ＝ ／／ Ｃ 为 电路 的振荡 频率 ； 。１、
， 为 电路稳 定后 的电流 峰值 。 Ｉ ｌ １ 为 了使 电 流无 需 暂态 过 程直 接 进 入 稳态 。 须 必
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Ｖｏ ＿５ ｏ ３ ｌ Ｎ ． １
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２ １年 ３ ０２ 月
然 而 ， 投切 瞬 时晶 闸管 两端 电压为 ０这一 条 件却 在 相 对 比较 容 易 实 现 。 当 晶 闸 管 两 端 电 压 为 ０时 ．
ＸＵ ｎ －ｆ ｎ ， Ｐｉ ｇ ａ ＣＨＥＮ ｈ ｎ － ｅ ＸＩ Ｚ ｏ ｇ ｒ ｎ ， ＡＯ ｎ Ｘｉ ｇ
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＿ １ Ｖ
２０ ００ ｌ２ ２５
２ 开 卷 、卷取 整 流 变
投 切 高 压 电容 器 组 ，响应 时 间快 。能 够 跟踪 冲击
性 负 荷 的无 功 变 化 从 而 实现 对 负 荷 的有 效 动 态 补
偿 。 中铝河南 铝业 有 限公 司洛 阳冷 轧厂 ｌｋ Ｏ Ｖ供 电
１ １５ ． ２ ８ ０冷扎 机及重 卷切 边机 负荷参数 １５ ８ ０冷 轧 机 及 重 卷 切 边 直 流 总 容 量 约 为
行 ，Ｉ 母 线 所 带 负荷 为 ２５ 段 ００冷 粗 轧 机 ，Ｉ 段母 Ｉ
线 所带 负 荷为 １５ ８ ０冷轧 机 ．总设备 安 装 有功 功率
１２ Ｏ Ｗ ，其 中整 流 负 荷 有 功 功 率 １６ １Ｗ。 系 ４ ３ｋ １８ｋ 统 现 在 的运 行方 式 是 Ｉ 母 线 同 时给 ２ ５ 段 ０ ０冷 粗 轧 机 和 １５ ８ ０冷 轧 机供 电 ，Ｉ 段 母 线 平 时 停 止 供 电 。 Ｉ 其 负荷 主要参 数为 ： １１ ２ ５ ． ０ ０冷粗 轧机负 荷参数 ２５ ０ ０冷 粗轧机 直流 电机 总容 量为 ７ ８ ｋ ，交 ５０Ｗ
系统 采用 高 压 Ｔ Ｃ动态 无 功 功率 补 偿 装 置后 ，功 Ｓ 率 因数 由 ０５ ．９提 高到 了 ０９ ．５以上 ，解决 了每 月 电
力 局 的罚款 问题 ．取得 了良好 的应用 效果 。
４ ０ ｋ ，交 流 为 １４ ｋ １１Ｗ ５ ９ Ｗ。具 体参数 如 （ ２ 。 表 ）
表 １ ２５ ０ ０负荷 主 要 参数 序
号
变 压器 名 称 主传 动 整 流 变 开卷 机 整 流 变
卷 取 机 １整 流 变
额 定容 量 电机 功 率

近年来，随着大功率非线性负荷的不断增加，电网的无功冲击和谐波污染呈不断上升的趋势，无功调节手段的缺乏使得母线电压随运行方式的改变而变化很大。

导致电网的线损增加，电压合格率降低。

此外，随着电网的发展，系统稳定性的问题也愈加重要。

动态无功补偿技术是一种提高电压稳定性的经济、有效的措施。

SVC的补偿原理是通过控制晶闸管触发角，改变接入系统中的SVC等效电纳的大小，从而使SVC达到调节补偿无功功率的目的。

采用晶闸管控制的SVC装置根据晶闸管控制对象主要可以分为晶闸管投切电容器(TSC)和晶闸管控制电抗器(TCR)，以及两者混合式(TCR+TSC)等类型。

TSC（Thyristor Switched Capacitor，TSC）TSC单相原理图如图1所示。

2个反并联晶闸管串联电容器并联接人电网系统中。

分析和实验研究表明，TSC最佳投切时间是晶闸管两端电压为零的时刻，即电容器两端电压等于电源电压的时刻，此时投切电容器，电路冲击电流为零。

为保证更好的投切效果，应对电容器预先充电，充电结束后再投人电容器。

在工程实际中一般将电容器分组，每组都可由晶闸管投切，这样可根据电网的无功需求投切电容器，运行时不会产生谐波，且损耗较小。

运行实践证明此装置具有较快的反映速度"体积小、重量轻，对三相不肀衡负荷可以分相补偿，操作过程不产生有害的过电压、过电流。

但是，对于抑制冲击负荷引起的电压闪变，单靠TSC投入电网的电容量变化进行调节是不够的，所以TSC装置一般与电感相并联，其典型设备是TSC+TCR补偿器。

这种补偿器以电容器作分级粗调，以电感作相控细调，又设有3次和5次谐波滤波器，大大减小了谐波。

TCR(Thyristor Controlled Reactor,TCR)图2所示为TCR单相原理图’将2个反并联晶闸管与1个电抗器相串联再接入电网中。

这种电路结构并联到电网中相当于交流调压器接电感性负载，这种结构的无功补偿装置具有反应时间快、无级补偿、运行可靠、能分相调节、适用范围广及价格较便宜等优点，因此实际应用最广。

低压TSC可控硅动态无功补偿装置（EPFT-TSC）产品简介晶闸管投切电容器方式的无功功率自动补偿装置(TSC)是目前国内普遍采用的低压无功功率自动补偿装置。

我公司（北京艾普飞特科技有限责任公司）生产的EPFT-TSC系列可控硅无功补偿装置是一种动态跟踪补偿的新型电子式无触点可控硅电容投切装置，利用大功率晶闸管组成低压双向可控硅交流无触点开关，可实现对多级电容器组的快速过零投切。

在TSC装置电容器支路中串联适当的电感，可有效防止谐波放大、吸收部分谐波电流，起到谐波抑制的作用。

同时该系列装置可以采用三相独立的控制技术有效解决了三相不平衡冲击负荷补偿的技术难题，装置响应时间小于20ms，实现功率因数补偿至0.9以上的目的。

EPFT-TSC系列可控硅无功补偿装置是无功补偿领域中的升级换代产品。

主要适用于工矿企业、石油、汽车、造船、发电厂、变电站、钢铁、冶金、化工、建筑、通信医院机场等负荷频繁变化的场所。

技术特点：◆采用双向反并联晶闸管，实现电压、电流过零投切，无冲击，无涌流和过电压，不引入暂态谐波；◆可以三相平衡循环、组合投切，又可分相循环、组合投切；◆采用DSP数字化控制器；◆在线参数设置；◆在线综合测量，实现检测负荷V、I、P、Q、cosΦ及投切级数；◆开关频率高，寿命长，响应迅速，响应时间≤20ms；◆断电自动恢复；◆过压/欠压保护、快速熔断器过流保护以及晶闸管过热保护。

技术参数：额定电压：0.4KV额定频率：50HZ动作相应时间：≤20ms晶闸管耐压：1800V电容选配：三相电容10KV AR~30 KV AR；单相电容3KV AR~10 KV AR。

其他规格需特殊订货装置尺寸：700mm(宽)×550mm(深)×190mm(高)柜体尺寸：800mm(宽)×800mm(深)×2200mm(高)。

不限柜型，可以与国内外各种柜型配套。

工作环境条件：环境温度：-25℃～+40℃相对湿度：＜90%（+25℃），无凝露最大日温差：20℃安装地点：户内安装海拔高度：＜1000米型号说明：EPFT — TSC—/ —级数代号额定容量系统电压柜体结构（P 屏，X 箱） 晶闸管投切电容器 企业代号注：如果负载中的谐波以5次及以上谐波为主，串联电抗器的串抗率选7%如果负载中的谐波以3次及以上谐波为主，串联电抗器的串抗率选14%也可根据用户需要，串抗率特殊订做。