晶闸管控制串联电容器补偿装置的控制研究
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Ｊｕｎ ｌ ｆ ｈ ｎ ａ ｇＩｓｔｔ ｏ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｎ ｔ ａ Ｓ ｉ ｃ ） ｏ ｒａ ｏ ｅｙｎ ｎｔｕｅ ｆＥ ｇｎｅｉ （ ａ ｒｌ ｃ ｎ ｅ Ｓ ｉ ｎ ｕ ｅ
Ｖｏ． １６ Ｎ ２ Ａｐ ． ２ ０ ｒ ０１
晶 闸 管 控 制 串联 电容 器 补 偿 装 置 的 控 制 研 究
容器上 电流 的大小 和频 率．
如 果要 求 Ｔ Ｓ 的阀 在 “ 导 通 ” 式 下 长 时 间 ＣＣ 全 模
运 行 ， 需要 在阀上 跨接 １ 特 高速接 触 器 （ Ｓ ， 就 个 ＵＨ Ｃ） 以使 阀上 的导通 损耗 最 小 ． 个 金属 接 触 器类 似 于断 这 路器， 几乎 是无损 耗 的并能进 行多 次投切 操作 ． 它在 晶 闸 管阀导通 后不 久 闭合 ， 在 晶 闸管 阀关 断 前 的很 短 而
时 间里断开 ， 阀突然 过载或 故障情 况下 ， 在 金属接 触器
闭合 以减轻 阀 的压 力 ．
实 际 的 Ｔ Ｓ 系统通 常是 由很 多这 样 的 Ｔ Ｓ ＣＣ Ｃ Ｃ模
图１ Ｔ Ｓ Ｃ Ｃ基本模块
块 级联 接组成 的 ， 同时 还包 括 １个 固定 的串联 电容器
Ｃ ． 用这个 固定 串联 电容器 的 目的主要 是 为 了降低 Ｆ采
电阻器 ， 接在 串联 电容器上 ， 以防止 电容器上 发生 跨 用
过 电压 ． Ｖ不 但能 限 制 电容 器 上 的 电压 ， ＭＯ 而且 能 使 电容器 保持接 入状 态 ， 即使在故 障情 况下也 是如此 ， 从 而有助 于提高 系统 的暂 态稳定性 ．
联 电容器 补偿 ， 采用 串联 电容器 时 ， 生的无 功功率 但 产
Ｓ Ｃ运 行方 式 中 的感 性 微调 模式 ．
成本 ． 由基 本 Ｔ Ｓ Ｃ Ｃ模 块 组 成 的一 个 概 念 性 的 Ｔ Ｓ ＣＣ
系统 如 图 ３所 示 ．
岛 ｃ
图 ３ 典 型 的 Ｔ Ｓ 系统 Ｃ Ｃ
当Ｔ Ｓ Ｃ Ｃ处 于可 变 电 容模 式 时 ， 着 可 变 电抗 器 随 感性 电抗 的增加 ， 效 的容性 电抗 逐渐 减小 ． 等 等效 容性 电抗 的最 小值 在感 性 电抗 取 无 穷 大 时 达 到 ， 就是 当 也 可 变 电抗 器 开路 时达 到 ， 即等 于 Ｆ Ｃ本 身 的电抗 值． ＴＳ Ｃ Ｃ的行 为与上 述 Ｌ Ｃ并 联 电路类 似 ， 区别 在 于
uo从上述分析可以看出在谐振点处tcsc呈现为一个非常大的阻抗并导致很大的电压降落通过在触发角上设置限制值可以避开谐振区域典型的导致谐振的触发角是1450在同步和计时电路中需要配备滤波器以保证交流系统电压中的任何暂态或畸变不会影响tcsc控制系统的性能
第 ６卷第 ２期
２０１ ０年 ４月
沈 阳工程 学 院学报 （自然科 学版 ）
上述 对 Ｌ Ｃ并 联 电路 的分 析是 基 于纯 正 弦 的 电压 和 电
不同 Ｔ Ｓ Ｃ Ｃ模 块 中 的 电容 器 ｃ 、 ： 可 以具 ｃ …Ｃ 有 不 同的值 ， 以提 供较 宽 范 围的 电抗控 制 ． 与反 并联 的 晶 闸管相 串联 的电抗 器 被 分 为 ２半 ， 以便 在 电抗 器 发 生 短路 时能起 到保 护 晶 闸管 阀 的作 用 ．
１ Ｔ Ｓ 的结 构 ＣＣ
Ｔ Ｓ Ｃ Ｃ模 块 由 １ 串联 电容 器 Ｃ与 １个 晶闸管 控 个
制 的电抗器 Ｌ 并联 组成 ， 图 １ 如 所示 ． 而实 际 的 Ｔ Ｓ ＣＣ 模 块还包 括通 常与 串联 电容 器 一起 安 装 的保 护 装置 ，
如 图 ２所 示．
关键词 ：晶闸管控 制 ； 串联 电容器 ；Ｃ Ｃ； Ｔ Ｓ 运行控制
中 图 分类 号 ： Ｍ７ １ Ｔ ６ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ６３—１０ （０ ０ ０ ０ ４ ０ １７ ６ ３ ２ １ ）２— １０— ３
晶闸管控 制 的串联 电容 器 （ Ｃ Ｃ） Ｔ Ｓ 补偿 是一 种 比 较 好 的串联补偿 方式 ， 是柔 性交 流输 电 系统 （ ＡＣ Ｓ Ｆ Ｔ ） 的一个重要 的里 程碑 ． 统 的 补偿 方 式 一般 均 采 用并 传
葛廷友 ， 颖 刘
（ 大连 水产 学院 职业技 术 学院 ， 宁 大连 １６ ０ ） 辽 １３ ０
摘 要 ：串联补偿方式可 以有效地解决控 制线路 的潮流 问题． 通过分析 晶闸管控制 串联 电容 器（ Ｃ Ｃ） Ｔ Ｓ 的结构、 运行 原
理和性能 ， 设计 出了基波 电流的锁相环 Ｐ Ｌ电路和应 用与线路 电流 同步锁相 环控制 方法 ， 串联 电容 器补偿装置控 制 Ｌ 为
与线 路 电流的二 次方成 正 比 ； 而采用并 联 电容器 时 ， 产 生 的无功功 率与母 线 电压 的二次 方 成 正 比… ． 联 电 并 容器 的典型 连接点是 线路 中点 ， 而对 串联 电容器来 说 ，
只要选 择适 当的控 制 方法 就 可 以提 高 电网传 输 能力 ．
通过分 析 Ｔ Ｓ Ｃ Ｃ的结 构 和 性 能 ， 步设 计 出 Ｔ Ｓ 的 初 ＣＣ 运 行控制 方法 ， 在一 定程 度 上解 决 了 电力 系统 中出现 的环流 、 流等 问题 ． 潮
图 ２ ＴＣＳ 买 际 模 块 Ｃ
同样跨 接 在 电容 器上 的还有 １ 断路 器 Ｃ 用 以 个 Ｂ，
控制 电容器 是否 接人 线 路． 发生 严 重 故 障或 设备 工 在 作不 正 常 时 ， Ｂ 就 将 电 容器 旁 路 ． 外 ， Ｃ 另 电路 中还 装 有 １ 限流 电抗器 Ｌ ， 以 限制 电容器 旁路 操 作 时 电 个 用
金属 氧化物 可变 电阻器 （ Ｖ） 质 上 是非 线 性 ＭＯ 本
收稿 日期 ： ０ ０— ｌ １ ２ １ ０ 一１ 作 者 简 介 ： 廷 友 （ ９ ３一）男 ， 宁 瓦 房 店 人 ， 教授 ， 士 研 究 生 葛 １６ ， 辽 副 博
第２ 期
葛廷友 ， ： 闸管控 制 串联 电容 器补偿 装 置的控 制研 究 等 晶 感值 大 于 固定 电抗 器 本 身 的值 ， 这种 情 况 对 应 于 Ｔ — Ｃ
Ｖｏ． １６ Ｎ ２ Ａｐ ． ２ ０ ｒ ０１
晶 闸 管 控 制 串联 电容 器 补 偿 装 置 的 控 制 研 究
容器上 电流 的大小 和频 率．
如 果要 求 Ｔ Ｓ 的阀 在 “ 导 通 ” 式 下 长 时 间 ＣＣ 全 模
运 行 ， 需要 在阀上 跨接 １ 特 高速接 触 器 （ Ｓ ， 就 个 ＵＨ Ｃ） 以使 阀上 的导通 损耗 最 小 ． 个 金属 接 触 器类 似 于断 这 路器， 几乎 是无损 耗 的并能进 行多 次投切 操作 ． 它在 晶 闸 管阀导通 后不 久 闭合 ， 在 晶 闸管 阀关 断 前 的很 短 而
时 间里断开 ， 阀突然 过载或 故障情 况下 ， 在 金属接 触器
闭合 以减轻 阀 的压 力 ．
实 际 的 Ｔ Ｓ 系统通 常是 由很 多这 样 的 Ｔ Ｓ ＣＣ Ｃ Ｃ模
图１ Ｔ Ｓ Ｃ Ｃ基本模块
块 级联 接组成 的 ， 同时 还包 括 １个 固定 的串联 电容器
Ｃ ． 用这个 固定 串联 电容器 的 目的主要 是 为 了降低 Ｆ采
电阻器 ， 接在 串联 电容器上 ， 以防止 电容器上 发生 跨 用
过 电压 ． Ｖ不 但能 限 制 电容 器 上 的 电压 ， ＭＯ 而且 能 使 电容器 保持接 入状 态 ， 即使在故 障情 况下也 是如此 ， 从 而有助 于提高 系统 的暂 态稳定性 ．
联 电容器 补偿 ， 采用 串联 电容器 时 ， 生的无 功功率 但 产
Ｓ Ｃ运 行方 式 中 的感 性 微调 模式 ．
成本 ． 由基 本 Ｔ Ｓ Ｃ Ｃ模 块 组 成 的一 个 概 念 性 的 Ｔ Ｓ ＣＣ
系统 如 图 ３所 示 ．
岛 ｃ
图 ３ 典 型 的 Ｔ Ｓ 系统 Ｃ Ｃ
当Ｔ Ｓ Ｃ Ｃ处 于可 变 电 容模 式 时 ， 着 可 变 电抗 器 随 感性 电抗 的增加 ， 效 的容性 电抗 逐渐 减小 ． 等 等效 容性 电抗 的最 小值 在感 性 电抗 取 无 穷 大 时 达 到 ， 就是 当 也 可 变 电抗 器 开路 时达 到 ， 即等 于 Ｆ Ｃ本 身 的电抗 值． ＴＳ Ｃ Ｃ的行 为与上 述 Ｌ Ｃ并 联 电路类 似 ， 区别 在 于
uo从上述分析可以看出在谐振点处tcsc呈现为一个非常大的阻抗并导致很大的电压降落通过在触发角上设置限制值可以避开谐振区域典型的导致谐振的触发角是1450在同步和计时电路中需要配备滤波器以保证交流系统电压中的任何暂态或畸变不会影响tcsc控制系统的性能
第 ６卷第 ２期
２０１ ０年 ４月
沈 阳工程 学 院学报 （自然科 学版 ）
上述 对 Ｌ Ｃ并 联 电路 的分 析是 基 于纯 正 弦 的 电压 和 电
不同 Ｔ Ｓ Ｃ Ｃ模 块 中 的 电容 器 ｃ 、 ： 可 以具 ｃ …Ｃ 有 不 同的值 ， 以提 供较 宽 范 围的 电抗控 制 ． 与反 并联 的 晶 闸管相 串联 的电抗 器 被 分 为 ２半 ， 以便 在 电抗 器 发 生 短路 时能起 到保 护 晶 闸管 阀 的作 用 ．
１ Ｔ Ｓ 的结 构 ＣＣ
Ｔ Ｓ Ｃ Ｃ模 块 由 １ 串联 电容 器 Ｃ与 １个 晶闸管 控 个
制 的电抗器 Ｌ 并联 组成 ， 图 １ 如 所示 ． 而实 际 的 Ｔ Ｓ ＣＣ 模 块还包 括通 常与 串联 电容 器 一起 安 装 的保 护 装置 ，
如 图 ２所 示．
关键词 ：晶闸管控 制 ； 串联 电容器 ；Ｃ Ｃ； Ｔ Ｓ 运行控制
中 图 分类 号 ： Ｍ７ １ Ｔ ６ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ６３—１０ （０ ０ ０ ０ ４ ０ １７ ６ ３ ２ １ ）２— １０— ３
晶闸管控 制 的串联 电容 器 （ Ｃ Ｃ） Ｔ Ｓ 补偿 是一 种 比 较 好 的串联补偿 方式 ， 是柔 性交 流输 电 系统 （ ＡＣ Ｓ Ｆ Ｔ ） 的一个重要 的里 程碑 ． 统 的 补偿 方 式 一般 均 采 用并 传
葛廷友 ， 颖 刘
（ 大连 水产 学院 职业技 术 学院 ， 宁 大连 １６ ０ ） 辽 １３ ０
摘 要 ：串联补偿方式可 以有效地解决控 制线路 的潮流 问题． 通过分析 晶闸管控制 串联 电容 器（ Ｃ Ｃ） Ｔ Ｓ 的结构、 运行 原
理和性能 ， 设计 出了基波 电流的锁相环 Ｐ Ｌ电路和应 用与线路 电流 同步锁相 环控制 方法 ， 串联 电容 器补偿装置控 制 Ｌ 为
与线 路 电流的二 次方成 正 比 ； 而采用并 联 电容器 时 ， 产 生 的无功功 率与母 线 电压 的二次 方 成 正 比… ． 联 电 并 容器 的典型 连接点是 线路 中点 ， 而对 串联 电容器来 说 ，
只要选 择适 当的控 制 方法 就 可 以提 高 电网传 输 能力 ．
通过分 析 Ｔ Ｓ Ｃ Ｃ的结 构 和 性 能 ， 步设 计 出 Ｔ Ｓ 的 初 ＣＣ 运 行控制 方法 ， 在一 定程 度 上解 决 了 电力 系统 中出现 的环流 、 流等 问题 ． 潮
图 ２ ＴＣＳ 买 际 模 块 Ｃ
同样跨 接 在 电容 器上 的还有 １ 断路 器 Ｃ 用 以 个 Ｂ，
控制 电容器 是否 接人 线 路． 发生 严 重 故 障或 设备 工 在 作不 正 常 时 ， Ｂ 就 将 电 容器 旁 路 ． 外 ， Ｃ 另 电路 中还 装 有 １ 限流 电抗器 Ｌ ， 以 限制 电容器 旁路 操 作 时 电 个 用
金属 氧化物 可变 电阻器 （ Ｖ） 质 上 是非 线 性 ＭＯ 本
收稿 日期 ： ０ ０— ｌ １ ２ １ ０ 一１ 作 者 简 介 ： 廷 友 （ ９ ３一）男 ， 宁 瓦 房 店 人 ， 教授 ， 士 研 究 生 葛 １６ ， 辽 副 博
第２ 期
葛廷友 ， ： 闸管控 制 串联 电容 器补偿 装 置的控 制研 究 等 晶 感值 大 于 固定 电抗 器 本 身 的值 ， 这种 情 况 对 应 于 Ｔ — Ｃ
