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论文名称：浅谈SVC的原理及作用学院：电工学院专业：电气信息类年级：10级任课教师：邹晓松老师姓名：贾俊梅学号：1008040192浅谈SVC的原理及作用贾俊梅（贵州大学，贵州省贵阳市 550025）摘要：现代工业系统中，诸如交流电弧炉、电气化铁路、大型轧钢机等均属于动态变化的非线性负荷。
这类负荷的特点是有功功率与无功功率随时间作快速变化，由于其非线性和不平衡的用电特性，使供电电网的电压波形发生畸变，引起电压的波动、闪变以及三相不平衡，甚至引起系统频率的波动，而且向系统注入大量的谐波，对电网的电能质量构成了严重的威胁。
近年发展起来的静止型无功补偿装置(Static Var Compensation，以下简称SVC)[1]，是一种快速调节无功功率的装置，已成功地应用于冶金、采矿和电气化铁路等冲击性负荷的补偿上。
这种装置在调节快速性、功能多样性、工作可靠性以及投资和运行费用的经济性等方面都比同步调相机有明显的优点，取得了较好的技术经济效益，因而在国内外得到较快的发展与实际应用。
关键词：静止补偿器，静止无功发生器和吸收器，无功补偿，SVCThe principle and function of SVCJia Junmei(Guizhou University, Guizhou Province Guiyang City, 550025)Abstract:the modern industrial system, nonlinear load such as arc furnace,electric railway, large rolling mills are dynamic changes. Characteristics of this type of load is the active power and reactive power with no time for rapid change, because of its nonlinear and unbalanced electrical characteristics, so that the voltage waveform distortion caused by power supply, voltage fluctuation, flicker and three-phase unbalance, and even cause the dynamicwave system frequency, and to inject a large amount of the harmonics, power quality poses a serious threat to. Static type developed in recent yearswattless compensation device (Static Var Compensation, hereinafter referred to as SVC) [1], is a device for quick adjusting wattless power, has been successfully applied to Yu Yejin, mining and electrified railway loadcompensation. This device is in the rapid adjustment, functional diversity, work reliability and the cost of investment and operation economically thansynchronous condenser has obvious advantages, and achieved goodtechnical and economic benefits, thus get the development and practical application of fast at home and abroad.Keywords: static compensator, without static var generator and absorber,wattless power compensation, SVC1、静止无功补偿装置(SVC)的分类及原理SVC目前广泛应用于输电系统和负载无功补偿，根据国际大电网会议将SVC 分为：1、机械投切电容器（MSC）型；2、机械投切电抗器（MSR）型；3、自饱和电抗器型（SR)型；4、晶闸管投切电容器型（TSC)型；5、晶闸管投切电抗器型（TSR)型；6、自换相型（SCC)型；7、晶闸管控制电抗器型（TCR）型。
SVC 静止无功补偿原理解析（二）一、静止无功补偿简述静止无功补偿器（SVC ）于20 世纪70 年代兴起，现在已经发展成为很成熟的FACTS 装置，其被广泛应用于现代电力系统的负荷补偿和输电线路补偿（电压和无功补偿），在大功率电网中，SVC 被用于电压控制或用于获得其它效益，如提高系统的阻尼和稳定性等；这类装置的典型代表有：晶闸管控制电抗器（TCR ）和晶闸管投切电容器（TSC ）。
静止同步无功补偿器是目前技术最为先进的无功补偿装置。
它不再采用大容量的电容器，电感器来产生所需无功功率，而是通过电力电子器件的高频开关实现对无功补偿技术质的飞跃，特别适用于中高压电力系统中的动态无功补偿静止无功补偿器是一种没有旋转部件，快速、平滑可控的动态无功功率补偿装置。
它是将可控的电抗器和电力电容器（固定或分组投切）并联使用。
电容器可发出无功功率（容性的），可控电抗器可吸收无功功率（感性的）。
通过对电抗器进行调节，可以使整个装置平滑地从发出无功功率改变到吸收无功功率（或反向进行），并且响应快速。
二、SVC的组成部分1.固定电容器和固定电抗器组成的一个无功补偿加滤波支路，该部分适当选择电抗器和电容器容量，可滤除电网谐波，并补偿容性无功，将电网补偿到容性状态。
2•固定电抗器3.可控硅电子开关可控硅用来调节电抗器导通角，改变感性无功输出来抵补偿滤波支路容性无功，并保持在感性较高功率因数。
三、（SVC）静止无功补偿装置的用途静止无功补偿器（SVC）是一种由电容器和各种类型的电抗器组成的无功补偿装置，用电子开关来实现无功功率的快速平滑控制。
SVC的应用可以分为2个方面：系统补偿和负荷补偿。
当作为系统补偿时，他的作用主要有：维持输电线路上节点的电压，减小线路上因为功率流动变化造成的电压波动，并提高输电线路有功功率的传输容量和电网的静态稳定性；在网络故障情况下，快速稳定电压，维持线路输电能力，提高电网的暂态稳定性；增加系统的阻尼，抑制电网的功率振荡；在输电线路末端进行无功功率补偿和电压支持，提高电压稳定性等等。
静止型动态无功补偿装置(SVC)作者：姜峰来源：《科技创新导报》2011年第20期摘要:精练炉在冶炼过程中会产生剧烈而频繁的冲击无功功率,引起母线电压波动和闪变,同时还会产生大量的谐波电流注入电力系统,引起电压畸变,并对其它负荷产生不利影响,为了解决上述问题,需在母线上安装静态型动态无功补偿装置(SVC)。
关键词:SVC装置通用硬件组成工作原理作用中图分类号:TM7 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)06(c)-0124-011 引言在电力系统中,供电的质量指标,电网运行的安全可靠性和经济性是最根本的问题。
快速合理地调节电网无功功率,对交流电网的稳压和系统电压的调节,合理分配潮流及限制电网过电压有着十分重要的意义。
近年来,随着冶金行业、电气化铁道等的飞速发展,具有冲击特性的负荷诸如电弧炼钢炉,轧钢机等不断投入电网,导致电网功率因数下降,波形畸变,电压波动,产生谐波干扰。
为了确保电力系统的安全、稳定运行,可装备静止型无功功率补偿装置(SVC)。
目前,在电力系统中,SVC主要用于稳定电网电压,通常是按三相对称方式工作。
而工业用户中,SVC主要用于缓冲冲击性负荷及恢复电力网络有功平衡和无功补偿。
2 系统组成SVC装置主要由两个部分组成:TCR部分和FC部分。
1)TCR部分主要有TCR阀组、水冷却系统、相电抗器。
TCR阀组由并联晶闸管多个串联组成,其过电压保护采用先进的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。
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。
密封循环水冷却系统提供高纯水作为TCR阀的冷却介质(水一水型)。
相控电抗器是空心、干式、铝线环氧固化户外型电抗器,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。
静止无功补偿器
静止无功补偿器（Static Var Compensator，SVC）是一
种电力系统中用来补偿无功功率的装置。
它通过改变电流
的相位和大小来调整电力系统中的无功功率，以维持系统
的电压稳定。
静止无功补偿器主要由功率电子器件（比如可控硅和可控
开关等）、电力电容器以及控制系统组成。
当系统的无功
功率不平衡或者电压波动时，静止无功补偿器能够通过控
制电容器的电压和电流来实现电力系统的无功功率的调节。
静止无功补偿器在电力系统中的应用可以提高电力系统的
稳定性和可靠性，并且可以减少系统的无功损耗和电压波动。
它可以用于电力变电站、输电线路、大型工业用电系
统等场合。
静止无功补偿器是电力系统中的重要设备，它可以有效地改善电力系统的无功功率问题，提高电力系统的运行效率和稳定性。
SVC无功补偿装置在电网中的应用摘要：在经济以及科学技术的不断发展下，电力在各个领域的应用更加广泛，在取得一系列成绩的同时，也出现了一些非常明显的问题，尤其表现在电网功率的输出方面。
本文通过阐释SVC无功补偿装置的概念及基本原理，分析其构成技术特征和具体应用，不断提高电压的质量。
关键词：SVC；无功补偿装置；电网；应用一、SVC无功补偿装置的概念及基本原理1、SVC无功补偿装置的概念SVC无功补偿装置就是静止无功补偿装置，简称为静补。
这种装置由电容器及各种电抗元件组成，在与系统并联的过程中，供应或吸收无功功率。
装置不是由机械活动部件作为其主要组成部分，它可以通过输出无功功率，在不断改变的同时，使电力系统的某些参数维持或者控制在一定的数值范围内。
2、SVC无功补偿装置的工作原理电网输出的功率决定了无功补偿的原理。
对支路中串联的功率进行控制，使可控硅的触角维持在一定数值，使流经电抗器支路的电流发生改变，最终不同大小的无功功率在补偿作用下形成。
构成装置的主要原件有光电触发控制系统、主电抗器系统、阀控系统和保护原件等，需要注意对触角的控制和管理。
当晶体阀管的触角在90°―180°之间时，可以对触角进行直接控制，这时候，导通角在180°以下；当晶体阀管的触角等于90°时，补偿装置吸收的无功功率达到最大值，称为短路功率；当晶体阀管的触角等于180°时，在可以调节的范围内，处于最大值，此时，吸收的无功功率最小，称为空载功率。
对晶体阀管的触角进行调节，使主电抗器的电路量不断发生改变，在动态连续的过程中，主动对无功功率进行有效调节。
对TCR型SVC动态无功功率补偿装置来讲，通过加固定滤波电容器组，对晶体阀管进行有效控制，输出可控范围内的功率进行必要的补偿。
这种型式装置输出的无功功率比?^特殊，属于净无功功率，将TCR与FC各自输出的无功功率进行抵消，在补偿装置可以吸收容性无功的范围内，对装置总体的无功功率进行调节。
1、引言S V C 全称为静态无功补偿装置即Static Var Compensator ，主要型式有TCR 和TSC 以及两者结合。
输配电系统装设SVC 的主要用途是在动态或稳态情况下提供系统电压支持和HVDC 换流站的无功控制，同时也用于阻尼输电系统的功率振荡、平衡系统的三相电压和抑制由于负荷变化引起的波动。
一般SVC 装置通过降压变压器对35KV 电压等级进行补偿。
2、SVC 原理概述2．1 SVC 主接线图1为220KV 干练变电站SVC 回路主接线示意图，该回路共由三个支路组成，其中包括TCR 支路（即称晶闸管和电抗器组成）的相控支路、三次滤波支路和五次滤波支路。
TCR 支路为SVC 中最重要的组成部分，我们可以通过对晶闸管导通关断角大小的控制来改变该回路所输出感性电流的大小从而改变输出的感性无功。
由于TCR 支路中所输出的电流包含一定量大小的谐波成分以三、五次为主，因此需要对输出的电流进行必要的滤波从而防止本地电能质量的下降。
之所以把TCR 支SVC 静态无功补偿装置的原理和应用沈小平 上海交通大学路接成三角形也考虑到谐波的问题因为三角形接线可以使三次谐波不向外流出，但实际情况并没有那么理想因此需要三次滤波支路进行必要的滤波。
2．2 TCR 控制原理我们都知道晶闸管阀导通时，阀两端电压为零，流经阀的电流全部流过TCR 支路。
以半个周波为例当触发角为110°时，导通角为70°此时阀两端无压范围角为70°；当触发角165°时，导通角为15°此时阀两端无压范围角为15°；因此当触发角越小导通角越大，由于回路中串有电感，电流大小不能突变，导通角越大时阀导通电流有相对宽裕的范围升高到较大值，当导通角为30°或更小时，阀电流升到较大值的范围小，有时甚至没有升到较大值时阀已截止，即导通角越大电流越大。
一般SVC 晶闸管阀正相触发角在110°～165°之间，负相触发角在290°～345°之间。
图2为晶闸管导通关断时电流示意图。
图2这里必须指出TCR 触发角a 的可控范围是90度到180度。
当触发角为90度时，晶闸管全导通，此时TCR 中的电流为连续正弦波形。
当触发角从90度变到接近180度时，TCR 中的电流呈非连续脉冲波形，对称分布于正半波和负半波。
当触发角低于90度时，将在电流中引入直流分量，从而破坏并联阀正负半波的对称运行。
而当触发角为180度时，电流减小到零。
为了能保证正负半波对称波形的质量，干练站SVC图1装置的TCR 支路的触发角保留一定裕度，触发角的范围为110度至165度。
2．3 SVC 装置控制调节方式S V C 装置控制调节方式分为两类，一类称为恒无功调节，另一类称为恒电压调节。
恒无功调节方式下SVC 装置相当于一台固定容量的抵抗装置如同一般的35KV 电抗器，如要求发30MVAR 的感性无功时，对自动化系统进行设置后即可实行。
恒电压调节方式则相应要复杂一些，图3为电压调节方式下调节特性曲线。
图3图中的折线部分为SVC 的电压电流特性曲线，系统特性的网络端口等效为斜线1、2、3，系统电压为主变220kV 侧电压。
A1点称为参考电压，该点为SVC 的初设运行点。
折线A －B 段为SVC 的正常运行范围。
假设在初始运行点，系统曲线1与SVC 特性交于A1点，此时SVC 既不发出感性无功，也不发出容性无功。
当系统特性变化为上面的一条斜线2时（即系统电压升高），如果没有SVC ，系统电压将为A2’点；如装设了SVC ，通过调节晶闸管触发角，使SVC 吸收无功，系统曲线2将与SVC 特性交于A2点，由图中所示，SVC 减小了系统电压的波动。
同样，当系统特性变化为下面的一条斜线3时（即系统电压下降），调节晶闸管触发角使S VC 发出无功，可将系统运行点补偿到A3点。
由此可见，通过对SVC 的调节，可使无功量的调整均为平滑调节，且对系统电压的较大波动可起到抑制作用。
折线A －C 段表示：当系统电压降到A 点时，TCR 的晶闸管已完全关闭，相当于电抗器退出运行，SVC 特性变为电容器特性，即电容电流与电压成比例，当电压继续下降到C 点时，为防止系统切除故障由电容产生过电压，则必须将电容器也退出，此时三次，五次滤波支路将退出运行。
折线B －D 段表示：当系统电压升高到B 点时，TCR 的晶闸管完全导通，相当于电抗器全部投入，如电压继续升高，将切除电容器，则SVC 特性变为电抗特性沿B －D 变化。
在达到D 点时，考虑到电抗器自身的过热能力，需采取立即切除或限制电抗器电流的措施。
在上图中，折线A －B 段的斜率由SVC 控制装置确定，使其能在正常电压范围内，向系统提供适当的无功补偿容量。
同时，折线A －B 段斜率和A 、B 、C 、D 各点的电压等将通过系统研究和模拟仿真试验来确定，并针对干练变在系统不同运行方式等情况予以确定。
那么如果动态特性曲线没有斜率的话，为了保持电压为恒定值，若此时系统-负荷线发生了一个小的变化（即SVC 母线看出去的系统等效空载电压从斜线2至斜线3），就会导致SVC 的无功功率从其可控范围的一端跳到另一端，这样SVC 将频繁地达到其无功功率的限制值，若SVC 容量不够时电压控制的有效性就受到相应的限制。
当特性曲线加入一定的斜率后，SVC 能在外部交流系统-负荷线作大范围变化时，仍然保持在线性控制范围内。
3、SVC 装置的运行要点3.1 SVC 运行操作注意事项（以干练站为例）正常运行方式由于SVC 装置在投入后会产生奇次高次谐波，其中以3次、5次为主，因此在TCR 支路投入前必须根据实际情况投入相应的3次或5次滤波支路，干练站实际为先投入5次支路然后投入TCR ，3次支路改为自动方式。
非正常运行方式:1）3次滤波支路和5次滤波支路同时运行;2）3次滤波支路单独运行;3）5次滤波支路单独运行。
TCR 解闭锁逻辑：1）监控，调节系统无故障；2）TCR 支路隔离刀，断路器合位,保护未动作；3）5次滤波支路或3次滤波支路隔离刀，断路器合位，保护未动作。
TCR 合闸允许逻辑：1）监控，调节系统无故障，水冷投入；2）TCR 支路隔离刀，断路器分位,保护未动作；3）5次滤波支路或3次滤波支路隔离刀，断路器合位，保护未动作。
T CR 联跳逻辑：TCR 支路不允许单独运行，当5次滤波支路或3次滤波支路退出时，将联跳T CR 支路断路器。
5次或3次支路自动投切原则；1）5次或3次滤波支路隔离刀为合位；2）5次或3次滤波支路断路器实行投切电容器时，时限为10分钟；3）5次或3次滤波支路保护未动作。
3.2 SVC 保护跳闸异常处理方法3次，5次滤波支路电流保护跳闸：检查支路电流记录，确认是否出现超过保护定值的过流，若未出现，应检查对应支路保护单元过流保护是否工作正常，若确实出现过流，应检查一次设备，若熔丝熔断应予以更换，并重新测试电容值，变化应小于2％。
TCR 支路电压保护跳闸：检查电压记录，确认是否出现低于保护定值的电压，若未出现，应检查对应支路保护单元过压、失压保护是否工作正常，若确实出现异常，应分析产生原因。
TCR 支路过流保护跳闸：检查支路电流记录，确认是否出现超过保护定值的过流，若未出现，应检查对应支路保护单元过流保护是否工作正常，若确实出现过流，应检查一次设备，重点检查相控电抗器是否出现匝间短路、阀体是否出现短路、控制系统是否工作正常。
水冷系统告警或故障跳TCR ：检查水冷系统参数是否正常，水冷系统各主要部件是否正常，PLC 控制部分是否工作正常，传感器是否工作正常（对比传感器指示与水冷系统触摸屏幕指示值是否一致）。
单个阀回报异常告警：尝试复归信号，若可清除该告警，则仅需记录该告警信息，不需做其他处理，若间隔约10秒到60秒后故障再次出现，则应在TCR 检修时检查对应阀的触发、回报光纤是否正常，并更换对应位置的TE 板。
某个阀正反双向回报异常告警：尝试复归信号，若可清除该告警，则仅需记录该告警信息，不需做其他处理，若间隔约10秒到60秒后故障再次出现，则应在TCR 检修时检查对应的阀（数字万用表200k Ω档测试）正反向电阻，若小于10k Ω则说明该阀故障，应通知厂家检修。
S V C 监控系统告警或跳T C R 断路器：检查监控系统是否工作异常，根据故障指示寻找故障点，排除故障后恢复TCR 投运。
4、SVC 装置的优缺点优点I/O 点数也应留有适当裕量，但备用的I /O 点数不能太多，否则会使成本增加，可按实际需要的10%～15%考虑。
4.4 编程器和外部设备的选择在系统的实现过程中，PLC 的编程问题是非常重要的。
用户应当对所选择PLC 产品的软件功能及编程器有所了解。
通常情况下，小型控制系统一般选用价格便宜的简易编程器，如果系统较大或多台PLC 共用，可以选用功能强、编程方便的图形编程器。
如果有个人计算机，可以选用能在个人计算机上运行的编程软件包。
同时，为了防止因干扰、锂电池电压下降等原因破坏RAM 中的用户程序，可以选用EEP-ROM 模块作为外部设备。
五、PLC 软件系统设计的方法编制 PLC 控制程序的方法很多，这里主要介绍几种典型的编程方法。
1、图解法编程图解法是靠画图进行 PLC 程序设计。
常见的主要有梯形图法、逻辑流程图法、时序流程图法和步进顺控法。
（1）梯形图法：梯形图法是用梯形图语言去编制PLC 程序。
这是一种模仿继电器控制系统的编程方法。
其图形甚至元件名称都与继电器控制电路十分相近。
这种方法很容易地就可以把原继电器控制电路移植成 PLC 的梯形图语言。
这对于熟悉继电器控制的人来说，是最方便的一种编程方法。
（2）逻辑流程图法：逻辑流程图法是用逻辑框图表示PLC 程序的执行过程，反应输入与输出的关系。
逻辑流程图法是把系统的工艺流程，用逻辑框图表示出来形成系统的逻辑流程图。
这种方法编制的PLC 控制程序逻辑思路清晰、输入与输出的因果关系及联锁条件明确。
逻辑流程图会使整个程序脉络清楚，便于分析控制程序，便于查找故障点；便于调试程序和维修程序。
（3）时序流程图法：时序流程图法是首先画出控制系统的时序图（即到某一个时间应该进行哪一项控制的控制时序图），再根据时序关系画出对应的控制任务的程序框图，最后把程序框图写成 PLC 程序。
时序流程图法很适合于以时间为基准的控制系统的编程方法。
（4）步进顺控法：步进顺控法是在顺控指令的配合下设计复杂的控制程序。
一般比较复杂的程序，都可以分成若干个功能比较简单的程序段，一个程序段可以看成整个控制过程中的一步。
从整个角度去看，一个复杂系统的控制过程是由这样若干个步组成的。
系统控制的任务实际上可以认为在不同时刻或者在不同进程中去完成对各个步的控制。
