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晶闸管投切电容器触发器的技术参数和标准关键词:晶闸管投切电容器触发器 TSC 电容器谐波对于晶闸管投切电容器（TSC）来说，晶闸管的负载是容性的电容器，不是感性的电抗器和电机，不是阻性的电阻器，对于TSC的触发器就不同于电机、电抗器、电阻器的触发器，有特殊的要求。
随着TSC补偿装置结构形式、电压等级、晶闸管结构、选取同步触发的信号等的不同，触发器也有所不同。
好的TSC触发器保证了TSC装置可靠运行，欠缺的TSC触发器，使得整套TSC装置工作不正常。
下面谈晶闸管投切电容器（TSC）的触发器需要注意的技术性能参数要求、标准。
1.专业术语定义：1.1 电网同步电压信号：触发器的同步电压信号取自电网电压。
1.2 晶闸管过零同步信号：触发器的同步电压信号取自晶闸管的阴极、阳极。
1.3 晶闸管触发电流变化率：指的是晶闸管触发电流的陡度，1us上升的触发电流mA数值。
一般>40mA/us。
1.4 触发脉冲宽度（us）：触发电流上升到10％和下降到10％的时间，单位us.一般>50us。
1.5 晶闸管触发电流强度（mA）:一般为晶闸管触发电流的5～7倍，>500mA。
1.6 脉冲列触发：TSC的晶闸管触发电流不是单脉冲或双脉冲，而是一串脉冲，脉冲串的宽度可以是120 、180 、甚至是360 。
1.7 擎住电流：门极触发电流的平台。
要求有一个“肩膀”；“肩膀”越高，即“擎住电流”峰值越大，晶闸管就越能保证导通；“肩膀”越宽，即“擎住电流”有效值越大，晶闸管就越能保证导通。
1.8 触发器的绝缘水平：指触发器能够耐住的电压水平，指的是触发器的输出端电网侧的高电位和触发器的输入低电位之间可承受的电压水平。
1.9 TSC触发器动作时间（ms）：指的是TSC从停止到再触发的时间，快速的触发器为20ms。
不是TSC得到命令到动作的时间。
1.10 TSC 触发器的谐波电流特性：主回路有大量谐波电流时，触发器仍然可以使得晶闸管正常工作。
电工技术|2016年5月下|5低压滤波补偿装置在钢铁企业的应用李洪涛北京华商三优新能源科技有限公司，北京 101106摘要：随着科学技术的日益进步，钢铁企业已拥有用来生产钢板、钢管、型钢和线材等多种类型的现代化轧机，由于其非线性、冲击性以及不平衡的用电特性，使其在运行中引起谐波含量大，功率因数低，电压波动等一系列电能质量问题。
低压晶闸管投切滤波补偿装置，能够滤除系统中的谐波电流，改善电压波形畸变，快速针对系统无功电流的变化，进行无功补偿，从而提高功率因数。
关键词：谐波；功率因数；电能质量；滤波补偿 中图分类号：TN713.8文献标识码：A文章编号：1002-1388(2016)05-0005-02随着科学技术的日益进步，钢铁企业已拥有用来生产钢板、钢管、型钢和线材等多种类型的现代化轧机。
为了满足产品工艺要求，轧机大多采用变频调速交流电动机或者晶闸管变流器供电直流电动机，从而具有冲击性、非线性以及不平衡的用电特性，因此在运行中引起谐波含量大，功率因数低，电压波动等诸多电能质量问题[1]。
综上所述，针对提高供电质量、降低损耗、节约电能，必须采取一定措施。
1 晶闸管投切滤波补偿装置晶闸管投切滤波补偿装置（英文缩写TSF ），是一种利用无触点开关投切电容器组的滤波补偿设备，能够滤除系统中的谐波电流，改善电压波形畸变，快速针对系统无功电流的变化，进行无功补偿，从而提高功率因数。
1.1 TSF 装置的技术特点首先，TSF 装置通过控制可控硅组的通断来实现滤波器组的无触点投切，具有无合闸涌流冲击、无电弧重燃、无需放电即可再投的特点。
第二，滤波器组通过控制器控制投切，可实现滤波器组自动由低次到高次投入，再由高次到低次切除的顺序操作过程。
第三，滤波支路具有过流、速断、过热、不平衡等多种保护手段。
第四，滤波与无功补偿兼顾，同时抑制电压波动和闪变，降损节能，有效改善电能质量[2]。
1.2 TSF 装置的工作原理TSF 装置综合了晶闸管投切电容器和滤波器的特点，既补偿无功功率又净化电网谐波含量。
基于晶闸管投切电容器的无功补偿研究毕业论文目录第1章课题讨论1.1 选题背景1.2 研究现状1.3 无功补偿的合理配置原则和目前无功补偿的不足1.3.1 无功补偿的合理配置原则1.3.2 目前无功补偿的不足1.4 本文研究的主要容以及工作：1.5 意义第2章TSC型动态无功补偿器的原理2.1 无功功率补偿的概述2.1.1 无功功率补偿的原理2.1.2 低压无功功率补偿的分类2.2 TSC型无功补偿器的原理2.2.1 SVC的定义及分类2.2.2 TSC（晶闸管投切电容器）的基本原理2.2.3 投入时刻的选取第3章系统设计3.1 主电路的设计3.3.1 电容器的接线方式3.3.2 电容器的分组方式3.3.3 电容器投切单元3.2 实现方案3.3 实验步骤3.3.1 接线3.3.2 调试步骤3.4 波形图3.5 数据记录3.6 结果分析第4章基于NISTLAB的控制器系统仿真4.1仿真软件介绍4.2 仿真模型的建立4.3 仿真结果及其分析4.4 本章小结参考文献致谢第1章课题讨论1.1 选题背景随着电力电子技术及计算机控制技术的发展,各种新型的自动、快速无功补偿装置相继出现,晶闸管投切电容器(TSC)就是一种广泛应用于配电系统的动态无功补偿装置。
与机械投切电容器相比,晶闸管的开、关无触点,其操作寿命几乎是无限的,而且晶闸管的投切时刻可以精确控制,可以快速无冲击地将电容器接入电网,大大减少了投切时的冲击电流和操作困难,其动态响应时间约为 0.01～0.02S。
TSC 能快速跟踪冲击负荷的突变,随时保持最佳馈电功率因数,实现动态无功补偿,减小电压波动,提高电能质量,节约电能。
另外,TSC 虽然不能连续调节无功功率,但具有运行时不产生谐波而且损耗较小的优点。
若输出无功功率需要连续调节,或者要求能提供感性无功的情况下，TSC 常与TCR 配合使用。
随着国民经济的迅速发展，对能源需求提出了越来越高的要求。
同时，为适应国家可持续发展的战略要求，提高能源利用率，降低生产成本受到企业的高度重视。
TSVG在汽车制造中的应用及节能效果验证作者：***来源：《科技资讯》2023年第23期作者简介：曾鸣（1987—），男，本科，高级工程师，二级建造师，研究方向为能源和低碳政策和技术研究、智慧能源和节能工程应用等。
摘要：针对汽车制造业中大量采用的冲击性、非线性负荷设备造成的谐波影响对企业的生产工作和设备使用带来的巨大影响和经济损失等问题，已有不少相关文章提出利用动态无功功率发生器（TSVG）来解决。
为了进一步说明TSVG在汽车制造行业应用中能够有效实现谐波治理，对某汽车企业选定的经过谐波治理后的冲压车间C线的测试点进行了谐波测试，验证了TSVG通过治理谐波获得的节能效果。
关键词：汽车制造业动态无功功率发生器治理谐波节能效果中图分类号：U466Abstract： In response to the prolems of the significant impact and economic losses caused by the harmonic influence caused by the widely-used impact and nonlinear load equipment in the automobile manufacturing industry to the production and equipment use of enterprises， many related articles have proposed to use the dynamic reactive power generator TSVG to solve these problems. In order to further demonstrate that the TSVG can effectively achieve harmonic control in the automobile manufacturing industry， the harmonic test is conducted on the testing point of the C line of the stamping workshop selected by an automobile enterprise after harmonic control， and the obtained energy-saving effect of the TSVG through harnessing harmonics is verified.Key Words： Automotive industry; Dynamic reactive power generator; Harnessing harmonic; Energy-saving effect近年来，汽车制造业的快速发展带动了全球能源消耗的剧增。
有几种无源滤波器治理无功补偿产生的谐波为了滤除电网中的谐波，就要为谐波提供一条释放路径，即能保留基波而又使谐波短路，也就是使谐波通过滤波器直接流回谐波源而不注入系统。
1）对某次谐波频率设置一组LC无源单调谐滤波器，它由适当数值的电容、电感和电阻组合而成，通过设置参数，使得在需要滤除的谐波频率上装置的感抗和阻抗相等而抵消，即让滤波器在调谐频率上呈现低阻抗，使该频率谐波可顺利通过谐波器并返回谐波源，从而达到滤除谐波的目的。
对于非调谐的基波和其它次谐波，滤波器呈现高阻抗。
2）使用高通滤波器，它对于某一频率以后的所有频率都呈现低阻抗，因此可滤除多种高次谐波，实际应用中，可根据供电系统中谐波的组成划分，设置两组LC滤波器，一组为单调谐波器，用来滤除含量加大的某次谐波，另一组为高通滤波器，可对高次谐波实现减幅。
3）晶闸管投切电容器TSC是一种兼有谐波治理功能的动态无功功率补偿装置，它的性能良好，但线路组成比较复杂，故障点多，维护量较大。
4）固定电容器加晶闸管相控电抗器（FC+TCR）。
该装置根据局部电网的功率因数设置固定电容器，根据谐波的阶次，由电抗器串联固定电容器组成LC谐波吸收回路，根据电网功率因数变化量来调节相控电抗器的大小。
相对TSC而言，该装置线路简单，故障率低，运行稳定。
5）新开发的晶闸管投切滤波器TSF，它兼有传统TSC和电力滤波器的优点，并且可抑制因负载变动而引起的电网电压波动。
晶闸管投切滤波器的研制
白金花;张晓鹏;张亚迪
【期刊名称】《电力系统装备》
【年(卷),期】2008(000)006
【摘要】配电网功率因数低和存在大量谐波电流是困扰用户和供电系统的严重问题.文中提出了一种新型的滤波兼无功补偿装置--晶闸管投切滤波器,该装置不仅能够动态补偿负荷所消耗的无功功率,还能吸收负荷所产生的大量谐波电流.
【总页数】2页(P58-59)
【作者】白金花;张晓鹏;张亚迪
【作者单位】徐州供电公司;徐州供电公司;武汉大学电气工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN7
【相关文献】
1.滤波器装置中晶闸管快速投切的设计与实现 [J], 刘洪高;马琪;高军
2.晶闸管投切滤波器（TSFC）技术研究 [J], 章学胜
3.基于有源电力滤波器和晶闸管投切电容器的混合补偿系统的研究 [J], 梅柏杉;傅闯;姚钢;虞江;蒋焊坤
4.基于CAN总线的晶闸管投切滤波器系统 [J], 高军;刘洪高;吴为麟
5.晶闸管投切滤波器TSF的研究 [J], 蔡超;张亚迪
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48江苏电器 (2007 No.3)作者简介：蔡超（１９８５－ ），男，硕士研究生，研究方向为嵌入式微处理器的应用，工业控制； 张亚迪（１９８１－ ），男，博士研究生，研究方向为电能质量与控制、电力电子在电力系统中的应用、灵活交流输电技术。
０ 引言 配电网功率因数低和存在大量谐波电流是困扰用户和供电系统的严重问题。
因为功率因数降低会导致电网损耗的增大，谐波电流会使电机的寿命减小和影响其它电力用户。
提高功率因数所采用的主要装置有：投切电容器组、ＳＶＧ（静止无功补偿器）和可控电抗器。
投切电容器组的特点：（１）采用机械式投切电容器组，投切时会产生很大的冲击电流和拉弧过电压，动态响应速度慢，达不到快速补偿的目的，接触器动作次数有限，使用寿命短，可靠性差［１］；（２）在负荷谐波电流较大的情况下，电容器组易发生谐波放大现象或可能与系统发生串联谐振。
ＳＶＧ的特点：（１）响应速度快，时间为０．０２ｓ；（２）结构较复杂，成本较高，可靠性有待提高；（３） 输出无功功率连续可调。
消除或抑制负荷谐波电流的装置主要是无源和有源滤波器（其中典型代表为ＡＰＦ），前者结构简单，可靠性高，但存在易于系统发生谐振等缺点；后者结构复杂，成本较高，不会与系统发生谐振，但成本较高、可靠性不高［２］。
本文提出一种新型谐波、无功补偿器ＴＳＦ，不仅能够动态地补偿负荷所消耗的无功功率，还能吸收负荷所产生的大量谐波电流。
１ ＴＳＦ滤波器的结构和基本工作原理 ＴＳＦ装置是一种动态无功和谐波补偿装置［３］，它利用电力电子器件作为开关器件将串联电容和电感与系统连接起来，通过改变电力电子器件的导通角达到改变负荷大小的目的［４－５］。
图１所示为ＴＳＦ装置的原理结构图。
家控制系统来避免投切振荡，从仿真试验和实际运行的结果来看采用新控制系统后，不仅装置的投入过渡过程大大减小，而且负荷的电流波形总畸变率有了明显地降低，功率因数达到国家要求。
仿真和实验结果表明了ＴＳＦ在改善电能质量方面的有效性和可行性。
晶闸管投切滤波器ＴＳＦ的研究分析了晶闸管投切滤波器ＴＳＦ （Ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｆｉｌｔｅｒｓ）其主接线和特点，采用专电能质量；功率因数；谐波；晶闸管投切滤波器蔡超，张亚迪（武汉大学，湖北 武汉 ４３００７２）中图分类号：Ｔ－６５２．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７－３１７５（２００７）０３－００４８－０４摘 要：关键词：Research of the Thyristor Switched FiltersAbstract: TSF (Thyristor Switched Filters) main circuit and characteristics is analyzed. Then expert systems are applied to the control system in order to avoid operation surge. According to the results of simulations experiments and actual run, the transition procession current’s peak value are cut down greatly with new control system. With the TSF was used, the current total harmonic distortion is obviously reduced, and the power factor met the national requirements. The results of simulations and experiments show that TSF is feasible and effective on improving power quality.Key words: power quality; power factor; harmonic; thyristor switched filters (TSF)CAI Chao, ZHANG Ya-di（Wuhan University, Wuhan 430072, China ）晶闸管投切滤波器ＴＳＦ的研究 江苏电器 (2007 No.3) 本装置共分为断路器、晶闸管串联各次滤波器组、控制驱动保护、风机（散热）四大部分。
为了更好地实现对系统谐波的实时控制及对无功功率进行分级补偿，在此，我们将滤波器分成若干组：５次滤波器两组，７次滤波器两组，１１次滤波器一组。
这样做的好处是，可根据需要，对不同时刻的无功状况，进行不同组态的组合投切［６］。
１．１ 主电路拓扑结构 为了能够同时滤除负荷电流中正序分量和负序分量，ＴＳＦ装置一般都采用三相中性点不接地系统。
其电气主接线的形式多样，按连接方法可以分成：三角形和星形两大类；按电力电子开关器件也可以分成：两个反并联晶闸管和晶闸管与二极管反并联两大类。
具体的主电路结构如图２所示。
图２所示的主接线均为星型接法，ａ）图所示为滤波器通过反并联晶闸管与系统相连。
晶闸管两端电压过零，控制器发出导通信号，触发晶闸管导通。
由于滤波器中存在电感，关断时电容残压可能大于系统电压峰值。
再次触发晶闸管，其两端电压会没有过零点，不能导通。
所以在电容器两端需要加装放电电阻，因此不能实现滤波器快速频繁地投切。
图２ｂ）所示为滤波器通过晶闸管与二极管反并联和系统相连。
二极管先导通，系统给电容器充电，使电容两端电压达到系统电压的峰值，再当晶闸管两端电压过零，触发其导通。
该方式无须等待电容器放电，可以简单实现滤波器的快速投入和切除。
但存在装置上电时会有一定过渡过程（二极管导通），对电容和电感会产生冲击，响应时间最大需要０．０２ｓ，响应速度不快等不足。
采用的主接线型式如图３所示，滤波器通过两个反并联晶闸管与系统相联，三组电容器为三角形接法，并提出晶闸管ａ、ｂ、ｃ为两端电压过零导通，当系统电压达到最大值时触发晶闸管ｄ、ｅ、ｆ，使装置达到最小过渡过程投入。
本方案通过对晶闸管不同时刻导通不仅减小装置投切的过渡过程而且加快其响应速度（达到１０ｍｓ），还利用三角形接法解决了由于各相导通先后不同而造成中性点电位上升，使得其它相不能导通的问题。
该补偿装置兼有ＴＳＣ和滤波器两者的优点，有以下几个特点： （１）通过在电容器支路加装电抗器，可以同时起到限流和滤波的作用［７］； （２）采用ＴＳＦ的最小的投切角度触发策略实现滤波器组最小无过渡过程投入的目的； （３）在控制策略方面选用智能控制专家系统，能有效地避免投切振荡。
１．２ 控制系统 由于本装置的被控对象是滤波器的投切状态，这是一个离散变量，而通过连续的数学模型所得出的投切状态不能完整表达出来，因此所出的结果往往不能满足实际的需要，这时专家和运行人员的经验、判断是至关重要的［８］。
经过对负荷的谐波畸变率进行分析，得出负荷电流中的５次谐波含量最大，７次和１１次谐波较大，其余谐波含量较小。
因此本装置共分为五组滤波器，图１ ＴＳＦ装置的原理结构图图２ ＴＳＦ的主电路接线图图３ 改进后ＴＳＦ的主电路接线图晶闸管投切滤波器ＴＳＦ的研究4950江苏电器 (2007 No.3)假设装置补偿的总无功容量为Ｑ，５ａ表示５次滤波器ａ组，容量为１／２Ｑ，５ｂ表示５次滤波器ｂ组，容量为１／４Ｑ，５ｃ表示５次滤波器ｃ组，容量为１／８Ｑ，７次和１１次各一组，容量均为１／１６Ｑ，可组合成１０种补偿状态，具体见表１。
２ 装置的应用 ＴＳＦ装置在武汉某钢厂投运使用后，取得了良好的效果。
设备外形如图４所示。
２．１ 两种主接线方式过渡过程的比较 图５ａ）所示为图２ｂ）型主接线公共节点处的电流波形。
控制器在ｔ＝０．０８ｓ时，发出ＴＳＦ投入控制信号，但由于控制信号有很小的一个时间延迟，ＴＳＦ只能在ｔ＝０．１ｓ才会被投入。
ｔ＝０．１～０．４ｓ，装置投入运行后，滤除电流中的大量谐波，系统电流经过６个周期过渡过程才恢复平稳，过渡过程时间为０．１２ｓ，电流过渡过程的最大值为１４０Ａ。
图５ｂ）表示的是图３型主接线公共节点处的电流波形，控制器在ｔ＝０．０８ｓ时，ＴＳＦ立刻投入运行。
装置的过渡过程时间为０．０４ｓ，电流过渡过程的最大值为１００Ａ。
仿真试验证明，本文所采用的主接线形式和触发角，电流过渡过程最小。
２．２ 装置补偿效果 图６表示的是公共节点处的电流波形。
ａ）图所示装置没有投入，负荷电流中含有大量的谐波，波形总畸变率高达２４．３％，此时功率因数仅为０．７５。
ｂ）图为装置投入运行时的公共节点电流波形，负荷电流的大量谐波已被滤除，波形总畸变率为５．２％，此时功率因数为０．９０５。
试验表明ＴＳＦ能够有效的减小谐波和提高功率因数。
图４ ＴＳＦ装置外形图图５ 两种主接线电流过渡过程图６ 补偿前后公共节点电流级数１２３４５６７８９１０５ａ００００１１１１１１容量Ｑ０１／８１／４３／８１／２５／８３／４７／８１５／１６１５ｂ００１１００１１１１５ｃ０１０１０１０１０１７００００００００１１１１０００００００００１表１ ＴＳＦ装置的１０种补偿状态组名晶闸管投切滤波器ＴＳＦ的研究51 江苏电器 (2007 No.3)３ 结语 分析了晶闸管投切滤波器ＴＳＦ的主接线和特点，改进了装置的主接线电路，并从理论上推导出电流最小过渡过程的初相角。
设计出基于瞬时无功理论检测系统，实时检测出负荷的无功功率和基于智能控制专家系统的控制系统，有效避免投切振荡。
通过仿真和试验表明，补偿后负荷的功率因数从０．７５提高到０．９０５，谐波含量由２４．３％降低到５．２％。
参考文献［１］ 谷永刚，肖国春，裴云庆，等．晶闸管投切电容器 （ＴＳＣ）技术的研究现状与发展［Ｊ］．电力电子技术，２００３， ３７（２）．［２］ 李江，孙海顺，程时杰．基于灰色系统理论的有源 滤波器的预测控制［Ｊ］．中国电机工程学报，２００２， ２２（２）．［３］ 石新春，杨梅玲，喻德忠，等．一种采用零压型开 关的ＴＳＣ低压无功补偿装置［Ｊ］．电网技术，２０００， ２４（１２）．［４］ 韩英铎，严干贵，姜齐荣，等．信息电力与ＦＡＣＴＳ 及ＤＦＡＣＴＳ技术［Ｊ］．电力系统自动化，２０００，２４（１９）： １－６．［５］ Ｇｒａｄｅ Ｗ Ｍ， Ｓａｍｏｔｙｊ Ｍ Ｊ， Ｎｏｙｏｆａ Ａ Ｈ． Ｓｕｒｖｅｙ ｏｆ ａｃｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ ｌｉｎｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ－ ｏｌｏｇｉｅｓ ［Ｊ］， ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ ｏｎ Ｐｏｗｅｒ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ， １９９０，５（３）：１５３６－１５４２．［６］ 袁佳歆，陈柏超，万黎，等．基于ＤＳＴＡＴＣＯＭ改善 配电网电能质量的研究［Ｊ］．电网技术，２００４，２８ （１９）．［７］ 陈柏超．新型可控饱和电抗器理论及应用［Ｍ］．武 汉：武汉水利电力大学出版社，１９９９．［８］ 赵刚，雷林绪，施围．晶闸管投切电力滤波器组的 工程应用［Ｊ］．电工技术，２００１（２）．收稿日期：２００６－１２－０１４ 结语 本次设计的火电厂吹灰控制器具有如下特点：硬件结构简明，程序方面清晰明了，通俗易懂，同时综合考虑了吹灰器运行特点、互锁保护线路以及故障报警等诸多方面，真正实现了有效的在线自动控制；除此之外，设计的简易模型较好地模拟出了吹灰器运行的全过程，对吹灰器本身的物理特质根据研究需要（主要用于测试控制性能）进行了大胆的简化。
