静止无功补偿器中的晶闸管阀组设计
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TSC无功补偿装置的设计摘要:晶闸管投切电容器(TSC)是静止无功补偿技术的发展方向。
根据笔者设计的一种TSC无功补偿装置,分析了TSC装置常用的主电路的特点,介绍了电容器投切判据与信号检测、零电压投入以及晶闸管触发电路等关键问题的解决方案。
关键字:无功补偿晶闸管TSC零电压触发DESIGN ON A TSC REACTIVE POWER COMPENSATION DEVICE Abstract:Thyristor switchedcapactor(TSC)is a new direction of the staticvar compensator(SVC)technology.Basing on a designproject for TSC reactive power compensation device, the characteristics of itsvarious main circuits are analysed.Some key problems on developing TSC deviceare introduced,i.e.the criterion of switched capactor,the data detectionmethod,zero-voltage switching-on,and the triggering circuit for thyristors.key words:reactive power compensation;thyristor;thyristor switched capactor;zero-voltage triggering 1引言静止无功补偿装置(SVC)是配电网中控制无功功率的装置,它根据无功功率的需求,对无功器件(电容器和电抗器)进行投切或调节。
传统的无功补偿装置采用机械开关(接触器或断路器)投切电容器,开关触头易受电弧作用而损坏。
摘要随着我国工业化程度的加快,越来越多的大型无功设备用在工业现场,在这些机器使用的时候不仅消耗大量的无功功率,而且会产生大量的谐波污染电网。
为了治理这些谐波污染,必须对系统进行无功补偿,无功补偿不仅可以稳定电压,消除谐波。
而且还可以节约电能,这对能源匮乏的现实社会来说具有深远的意义。
本文主要做了一下几个方面的工作:(1)介绍无功电源的种类,阐明了电力无功补偿的原理及作用。
(2)列举了静止无功补偿器的种类及其各自的优缺点,分析TCR型静止无功补偿器的工作原理,为TCR相关参数的确定提供理论依据。
(3)完成了TCR型SVC的晶闸管控制电抗器部分和并联电容器组部分的相关参数计算,为后面的仿真模块提供数据依据。
(4)采用MATLAB电力系统仿真软件,建立SVC仿真模型并进行仿真与研究。
验证所设计的静止无功补偿器的无功补偿效果。
关键词:无功补偿,FC+TCR,仿真ABSTRACKPower is an important energy, it is very important in our lives.With the industrialization developing of China, more and more large reactive power machines be used in industrial fields. Beside these machines not only consume a large amount of reactive power, but also It will generate a lot of harmonic pollution grid. In order to control these harmonic pollution, have to reactive power compensation system can not only stabilize the voltage reactive power compensation, harmonic cancellation. But also can save energy, which has far-reaching implications for the social reality of energy shortages.The Bachelor's Thesis done these following work:(1)Describes the types of reactive power, Explanation the ruler of Reactive power compensation.(2)Show the kinds of Reactive power compensator,Pros and Cons.(3)Calculate these parameters of TCR and FC.Provide the basis for the Simulation.(4)using MATLAB software to build simulation models for Power system.Key words: Reactive power compensation, FC + TCR ,Simulation目录摘要 (1)ABSTRACK (2)1 绪论 (1)1.1论文研究的背景及意义 (1)1.2静止无功补偿器的发展概况 (2)1.3本文所涉及到的研究内容 (2)2 无功补偿的介绍 (4)2.1无功补偿的原理及作用 (4)2.2无功补偿装置的分类 (4)2.2.1运动装置 (4)2.2.2静止装置 (4)2.2.3静止无功补偿器 (5)3 静止无功补偿的原理及分类 (6)3.1静止无功补偿器的简介 (6)3.2静止无功补偿器的原理及应用 (6)3.3 SVC的分类 (7)3.3.1自饱和型电抗器型 (7)3.3.2晶闸管控制电抗器 (8)3.3.2晶闸管投切电容器型 (9)3.3.2晶闸管控制高漏抗变压器 (10)4 FC+TCR的参数计算及实例运用 (11)4.1有关参数的计算 (11)4.1.1关于TCR支路的有关计算 (11)4.1.2关于FC支路的计算 (14)4.2具体工程实例的运用 (16)4.2.1工程背景 (16)4.2.2 FC支路的设计 (16)4.2.3 TCR支路的设计 (18)5 系统仿真设计与分析 (20)5.1系统模块的搭建 (20)5.1.1 FC部分仿真模块搭建 (20)5.1.2 TCR模块 (20)5.1.3整体搭建框架 (21)5.2仿真结果及分析 (22)总结 (24)参考文献 (25)答谢 (26)1 绪论1.1论文研究的背景及意义电能的质量,指的是电能的电压,频率及波形等,随着工业化程度的发展,越来越多的大型设备被用在工业现场,由此而带来的是对电能的污染:设备投入、切除对电网的冲击引起电网波形畸变,电压波动,电压闪变以及三相电压不平衡等。
10 kV静止无功补偿器的设计与研制张海波1 ,陈建业1 ,刘艳村2 ,逯帅1,王赞基11.清华大学电机工程与应用电子技术系,北京 100084;2.广东顺德特种变压器厂,广东顺德 520083摘要:随着电网互联的发展和负荷密度的增加,提高电力系统运行稳定性和电压质量的要求日益迫切。
电力电子技术的发展使得静止无功补偿装臵(SVC)在该领域发挥了巨大的作用。
文中对TCR+TSC型SVC样机的设计进行了详细的介绍,分别讨论了主电路、控制系统、监测系统等部分的原理与设计。
运行试验的结果表明,样机设计效果良好。
0 前言电力系统的互联和远距离、大容量输电已成为电力工业发展的一个重要趋势。
随着负荷用电密度的增加和区域电网互联的发展,最大限度地发挥输电线路的设计容量和提高系统运行稳定性的问题日益突出;在配电系统中,大功率冲击性负荷和不平衡负荷的影响也日益严重,造成了系统电压波动,影响了其他电气设备的正常运行和用电的经济性。
静止无功补偿器(SVC)作为70年代发展起来的一种并联无功补偿装臵,在国内外的输配电系统中有着十分广泛的应用,目前在世界范围内已有超过500套装臵投入运行,对电力系统电压稳定和改善电能质量起到了明显的作用。
1 SVC的用途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臵,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。
当作为负荷补偿时,SVC的作用有:抑制负荷变化造成的电压波动和闪变;补偿负荷所需要的无功电流,改善功率因数,优化电网的能量流动;补偿有功和无功负荷的不平衡。
TCR+FC型SVC静止动态无功补偿装置简介随着国民经济的发展和现代化技术的进步,电力网负荷急剧增大,对电网无功功率的要求与日俱增。
特别是如轧机、电弧炉等冲击、非线性负荷的不断增加,加上电力电子技术的普遍应用,使得电力网发生了电压波形畸变、电压波动闪变和三相不平衡等,产生了电能质量降低、网络损耗增加等不良影响。
因此解决好电网的无功功率因数补偿和谐波滤波问题,对于提高电能质量、安全运行、降低损耗、节能、充分利用电气设备的出力等具有重要的意义。
1、谐波的危害:1.电能的生产,传输和利用效率降低,电器设备过热,产生附加的振动和噪声2.绝缘老化,寿命缩短3.设备故障,引起电力系统局部发生串联谐振或者并联谐振4.谐波发生放大,造成电容器过热,膨胀甚至产生破裂5.继电保护和自动化控制装置误动作,使电能计量失准,造成混乱6.对通信和电子设备产生干扰。
2、简介90年代以来,随着高压晶闸阀的制造技术日趋成熟,绝大部分用户采用TCR+FC型SVC这种动态无功补偿及滤波装置来改善电网电能的质量。
晶闸管控制电抗器型静止动态无功补偿装置是一种可以自动调节的无功功率补偿装置。
它具有3个主要功能:抑制电压波动,改善功率因数,吸收电网谐波。
TCR+FC型SVC全称如下:图1:TCR+FC型SVC主回路接线图无源单调谐滤器FC以其结构简单、成本低、运行维护方便等特点被广泛应用于负荷冲击不大的有污染的供电系统中,具有吸收电网谐波和补偿无功功率两个功能。
安装于母线或者设备侧,设备组合方便,性能稳定。
TCR(Thyristor Controlled Reactor)是晶闸管投切电抗器型静止无功补偿装置。
由于单独的TCR只能吸收感性的无功功率,因此往往与并联电容器配合使用。
并联电容器后,使得总的无功功率为TCR与并联电容器无功功率抵消后的净无功功率。
3、TCR型补偿装置工作原理TCR型动补装置的补偿原理见图2所示。
图中Q C为电容器功率,Q L为负载感性无功功率,Q LS为补偿器所提供的感性无功功率。
TCR 型静态无功补偿器的系统设计Design of TCR-SVC System李海生, 安万洙(辽宁荣信电力电子股份有限公司,辽宁鞍山 114041)摘要:首先讲述了我公司TCR (晶闸管控制电抗器)型SVC (静态无功补偿器)在我国的运行情况,然后讲述了SVC 控制系统的原理,并详细地讲述了控制系统的软硬件设计,最终得出结论,本系统具有运行可靠、技术先进、使用方便和经济合理的优点,对净化国家电网起到了不可估量的作用,适合在很多工业场合下大力推广。
关键词:晶闸管控制电抗器;静态无功补偿器Abstract: It first introduces the running complexion of our company ’s TCR-SVC,And then introduces the theory, the software and hardware design of SVC control system,Finally draws a conclussion that the system have the advantage of running credibility,advanced technique,using convenience,economy and reasonable.It has great function to purify our country ’s electric power system, adapt to extend at many indurstry situations.Keywords: TCR; SVC1 引言随着现代工业的迅速发展,电力机车、交流电弧炉、轧钢机以及其他大型半导体变流装置等冲击性负荷得到越来越广泛的应用,随之带来的冲击无功分量和高次谐波分量直接导致了系统电压的波动和闪变,给电网造成了严重的污染。
为了抑制无功,研究具有响应速度快、经济性能好的无功补偿装置具有十分重要的意义。