晶闸管投切电容器(TSC)

晶闸管投切电容器在电网中的应用摘要：随着我国经济的快速发展，各种大功率整流、变频等工业电子设备的广泛应用，在电网建设和运行过程中，电网电压波形畸变、功率因素低、谐波严重，对电网造成大量污染，造成很大的损耗。

采用晶闸管投切电容器对配电系统进行无功补偿，可有效提高电网功率因素，降低变压器和输电线路的功率损耗，增强变压器输送能力，提高电网输电效率，节能降耗，减少电网建设和运行成本。

关键词：电网晶闸管投切电容器无功补偿节能降耗一、引言随着我国经济的快速发展，各种大功率整流、变频等工业电子设备的广泛应用，在电网建设和运行过程中，电网电压波形畸变、功率因素低、谐波严重，对电网造成大量污染，造成很大的损耗。

为了提高电网的传输能力，稳定供电电压，提高电能利用率，节电降耗，保护环境，减少成本，有效途径就是对配电系统进行无功补偿，提高功率因数。

随着电力电子技术的发展，高压晶闸管的诞生和广泛应用，新型的静止无功补偿设备—晶闸管投切电容器（Thyristor Switch capacitor一TSC）逐步取代了机械式开关投切电容器。

晶闸管开关是无触点的，操作寿命几乎是无限的，有效提高电容器和开关设备的使用寿命，且晶闸管的投切时刻可以精确控制，能够快速、频繁、无冲击地将电容器、电抗器等设备接入电网，大大减小了投切时的冲击涌流和操作困难，并可实现分相补偿。

二、TSC 工作原理TSC型补偿器是一种断续可调的发出无功功率的动态补偿装置，其基本原理如图1所示。

常用的是三相电路，可以是三角形连接，也可以是星形连接。

两个反并联的晶闸管起着把电容器C并入电网或者从电网断开的作用，串联的电感L 很小，用来抑制电容器投入电网时可能出现的冲击电流。

在实际工程应用中，为避免容量较大的电容器组同时投入或切断会对电网造成较大的冲击，一般把电容器分成几组，这样可以根据电网对无功功率的要求而改变投入电容器的容量，成为断续可调的动态无功功率补偿器[1]。

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。

中英文对照外文翻译(文档含英文原文和中文翻译)图1 单相TSC 装置示意图1sin()C di wt L idt dt φ+=+⎰图4 串联电压测试的方框图晶闸管动作后的电压波形如图5所示，电压负半波是反向的。

从波形图中我们可以看出电压波形的正负半波周期是不对称的。

其中在正半波周期存在电压峰值，这是由于接通时电容器存在残余电压。

图5 电压测试信号波形晶闸管两端电压过零检测的过程如下：V a、V b和V c进行比较，如果有V a>V图6 无电压残余时的过电压波形电子管阀间过电压产生的原因是有些电子管的损坏，或者系统电压的过大。

在投入之间，电子管间的端电压将被检测。

如果有过电压的产生，触发信号将被停止，并且故障信号发出。

Equivalent circuit of a single-phase The mathematic equation for the circuit issin()di wt L dt φ+=+Where the initial current for the inductance isFigure 4 Block diagram of voltage detection for valves in seriesthe voltage signal across the valves after processing iswith the negative half cycle being reversed.From the waveform we can see that the positive half cycles are not symmetrical to the negative ones, and there is a peak clipping in the positive half cycle. This is due to the effect of the residual5 The waveform of the detected voltageThe zero crossing point of the voltage across the valves is detected by means of the algorithm Three sampling voltage points with regular interval, V a, V b and V cvoltage waveform ac- the valvesThe cause that makes the valve unit over-voltage is due to the breakdown of some valve, or theswitch-on, the voltage across eachthere is an over voltage, the trigger signal is disabled, and fault signal is issued. The voltage across the valve is continuously sampled with equal interval. The sampling data are not only used for the。

*收稿日期:2007 04 10谈晶闸管投切电容器TSC 的触发电路王忠清1,杨建宁2(1.江阴兴澄特种钢铁有限公司,江苏江阴2144322.北京金自天正智能控制股份公司产品部,北京100070)摘 要:介绍了晶闸管投切电容器的原理和快速过零触发要求,分析了两类晶闸管的触发电路的特点和存在的问题,指出了一种新型的从主回路晶闸管获取晶闸管电压过零信号的电路框图,以该电路为支撑又产生了一系列触发电路,取得了很好的触发效果。

关键词:晶闸管投切电容器TSC ; 触发电路中图分类号:T M 531.4 文献标识码:B 文章编号:1002 0349(2007)04 0030 07The Trigger C ircuit for Thyristor Sw itched Capacitor (TSC )WANG Zhong q i n g 1,YANG Jian n i n g2(1.X ingcheng Special S teel Co .,Ltd .,Ji a ng Y in 214432;2.Production Depart m en,t Be ijing A riti m e Inte lligent Contro l Co .,Ltd .,Beiji n g 100070,China)Abst ract :This article introduces the pri n ciple of the thyristor s w itched capacito r and t h e require m en t for a fast zero trigger .The characteristics and the ex isted proble m s of t w o types o f trigger circuits for thyristor w ere ana l y zed .A c ircu it fra m e d iagra m for a ne w l y designed m echan is m of acqu iring t h e ze ro thyr i s tor vo ltage si g na l fr o m the thy ristor i n the m a i n closed circu it i s plotted .B ased on th is cir cu i,t a series o f tri g ger circu its w ere generated and exce ll e nt tri g ger effects w ere achieved.K eyw ords :Thyristor Sw itched Capacito r (TSC );Tri g ger circuit 在快速无功补偿和谐波滤波装置中,要用晶闸管投切电容器TSC ,本文[1]分析了三种TSC 的主电路。

谈晶闸管投切电容器（TSC）的触发器的技术参数和标准2011-01-18 01:38:41| 分类：触发电路|字号订阅［摘要］本文试图从负载要求、补偿装置结构、电压等级、晶闸管结构等不同的角度，阐述晶闸管投切电容器（TSC）的触发器的技术性能参数要求、标准，以推动TSC触发器技术的进步。

[关键词]晶闸管投切电容器（TSC）；触发器；The technical requirements and standards of the trigger in a Thyristor Switched Capacitor（TSC）, Jianning Yang(Beijing XINRONGZONGHENG Science & Technology Development Co., LtdADD：Room 401， Unit.3， Building No.6， SHANSHUIWENYUAN 3th Residential Quarter ，East HONGYAN Road, Chaoyang District, Beijing 100122, China)Abstract： The authors of this article have tried to observe the technical performance, parameters, requirements, and standards of the trigger in a Thyristor Switched Capacitor (TSC), from various viewpoints of the load requirements, thestructure of compensation devices, the voltage levels, and the thyristor structure, in order to advance the technology of the trigger in a TSC.Keywords：TSC（Thyristor Switched Capacitor）, Trigger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。

几种无功补偿方案的对比分析荣信电力电子股份有限公司二、补偿方案选择1. 固定并联电容补偿①固定无功补偿方案是补偿无功功率的常规方法。

装置具有结构简单、经济方便等优点，其补偿无功的容量是设计根据计算的平均负荷大小而确定的，是一个不可调的固定量，通常由电抗器和电容器串联组成，其功能主要是补偿负荷产生的感性无功，并对三次谐波有一定的抑制作用。

一般采用机械开关控制电容器的投切，投切时的冲击电流和操作过电压大，易发生谐振，因此不能频繁投切。

由于固定补偿装置的补偿容量不能随负荷而变化，“欠补”和“过补”交替发生，计费方式又为“反转正计”，使得变电所平均功率因数达不到0.9的要求，造成力率罚款，并使供电设备的能力不能充分发挥。

目前我国普遍采用的方案是在变电所设置固定电容并联补偿。

该方案主要问题是在无负荷和轻负荷的区段，过补偿十分突出，投入固定并联补偿电容后，功率因数比不投时还低，无法达到经济功率因数的要求，变电所因功率因数大幅下降，而遭受巨额罚款，固定电容器补偿还会导致空载时电压抬升，反而恶化电压质量。

②从以上分析结论可知，变电所采用固定补偿方案解决不了功率因数问题，不能随负荷的无功波动随机的调节补偿的容性无功，所以不具备抑制谐波和电压波动。

要解决功率因数问题，抑制谐波和电压波动，必须放弃固定补偿方案，寻求新的补偿方案。

2 自动投切并联电容器组并联电容器组是最早就出现的静止型无功补偿方式，因其结构简单等特点而得到了广泛的应用，一般的并联电容器组都是应用在负荷较为平稳的场合，由手工进行投切，每天的投切次数不超过10次。

自动投切并联电容器组则根据系统所需无功自动进行投切操作，其投切次数可达每天数十次，甚至数百次。

其工作特点如下：响应速度刚切除后的电容器组，需待放电完全后才能再次投入，至少需要数十秒以上。

损耗只有并补电容器和串联电抗器产生损耗，因此损耗非常小。

约在0.1%左右。

谐波电流不产生也不滤除谐波电流。

三相不平衡并联补偿电容器组是三相完全平衡的，因此不能改善不平衡度。