变电站10kV动态无功补偿装置的研究

电力系统中的冲锋陷阵性载荷会对于电网形成的电压稳定、电压闪变及谐波等动能品质问题，可控硅静态无功弥补装置SVC应用晶闸管可控硅的开关道理，刹时地改观无功功率，用以弥补或者吸引负载所需的无功。低压静态无功弥补装置国际研讨曾经较为宽泛，但10kV的静态无功弥补装置眼前研讨较少。白文将FC+TCR 型的电容-电感型静态无功弥补装置用来 10kv 的静态无功弥补。在电力系统冲锋陷阵型载荷较大的趋向下，可控硅静态无功弥补装置能够好转对于10kV母线电压的影响情况。
跟着本国当代化建立的发展，对于电力的需要日益增多，比年来，本国电网正朝着大定量、高电压的位置发展，从繁多的地点小电网逐步发展变化大海域联网的系统，获得了硕大的经济上风。同声，大定量、大规模电力系统所面临的问题也日益一般，电力系统稳固性一旦受到毁坏，必将形成硕大的经济丧失和苦难性的前因[1-2]。电力系统的各节点无功功率失调决议了该节点的电压程度，因为当今电力系统的用户中具有着少量无功功率屡次变迁的设备;如拉延机、电弧炉、电气化铁道等。同声用户中又有少量的对于系统电压稳固性有较高请求的精细设备：如电脑、医用设备等。因而急迫需求对于系统的无功功率进行弥补。 
在实践使用中，依据载荷变迁的需求，容电器分批输入或者切除，即便用开关设备特性变比组别测量仪如接触器分级地调理无功功率。内中10kV无功弥补装置眼前首要采纳整流输入，此种办法运用中不灵敏，消耗大[3-4]。因而，封闭动态的无功弥补装置必将变化此畛域的发展趋向。可控硅静态无功弥补装置 SVC(Static　Var　Compensator)应用晶闸管可控硅的开关道理，刹时地改观无功功率，用以弥补或者吸引负载所需的无功。它的最大特征是能够陆续地调理无功功率的输出，到达无冲锋陷阵弥补。因为能完成无冲锋陷阵弥补，可控硅静态无功弥补装置能防止一般容电器投切时所导致的系统谐振，进步动能品质[5-6]。低压静态无功弥补装置在国际已有多个厂家研发顺利并使用于生产，但10kV的静态无功弥补装置在国际尚未有顺利运行案例。 
眼前，10kV无功弥补装置均采纳整流输入或者切出，使不得灵敏调理。白文研讨了采纳FC+TCR 型无功弥补装置进行稳固电压，防止了电力系统冲锋陷阵型载荷对于动能品质的影响。直流高压发生器 
SVC无功弥补的根本道理 
SVC支使用晶闸管的运动型静态无功弥补装置，SVC 的弥补道理是经过掌握晶闸管触发角，改观接入系统中的 SVC等效电纳的大小，从而使SVC 到达调理无功功率的手段。采纳晶闸管掌握的运动无功弥补装置依据晶闸管掌握对于象首要能够分成晶闸管投切容电器(TSC)和晶闸管掌握内阻器(TCR)，以及混杂式(TCR+TSC)等范例。 
SVC的弥补道理是经过掌握晶闸管触发角，改观接入系统中的SVC等效电纳的大小，从而使SVC到达静态调理无功功率的手段。TCR晶闸管掌握内阻器的电流波形和接线图如图1所示。Th1、Th2为两个反并联的晶闸管，辨别在电源电压波的两个半周内导通,掌握触发角α在90°~180°范畴内调理。
90°时产生的理性无功最大，180°时产生的理性无功为零。因为内阻器是纯理性载荷,因而电流滞后电压90°，产生了理性无功。TCR相控内阻器由晶闸管的阀串和内阻器串联形成，三相接线方式多数采纳三角联接。此外工事实践中当定量较大时将内阻器分成等定量的分身体，串接在晶闸管阀串的两头，那样可使得晶闸管在前阻器败坏时失去额定的保护。 
因为共同的TCR只能吸引理性的无功功率，因而常常与并联容电器合作运用，使得总的无功功率为与并联容电器无功功率对于消后的净无功功率，因此能够将弥补器的总体无功电流偏偏置到可吸引留性无功的范畴内。在 FC+TCR 中，容电器定量为负载所需求的无功总定量，而电感为可变电感。 
当晶闸管全导通时，电感歧路相等于一度纯电感，耗费最大无功功率。SVC系统输出最小无功功率。这时晶闸管的导通角为零。假如增大导通角,电感歧路的电流就减小，这时电流出现连续性。当电感歧路为彻底割断，电感歧路吸引零无功，SVC弥补系统输出最大无功功率。那样，经过改观晶闸管的导通角就能够陆续调理无功功率。 
根本道理引见 
电容-电感型静态无功弥补装置的掌握根本道理如图3 所示。囊括四个全体： 
1)TCR 基波电流参考值打算;即依据装置的无功电流(或者功率)需要，打算内中的TCR基波电流(或者功率或者内阻)参考值，假如装置的参考投入为无氧化锌避雷器测试功电流需要，实时测得 FC 歧路的电流有用值，则 TCR 歧路电流的参考值即为前端减少后者。
2)触发提早角打算，即依据TCR 的无功电流或者内阻的参考值变更失去晶闸管的触发提早角。 
3)同步定计，即向脉冲掌握需要同步用的标准信号,它与投入交流电压频次相反、有流动的相位关系，掌握器依据该标准信号产生晶闸管触发脉冲。 　　4)晶闸管触发脉冲产生，即依据“触发提早角打算”模块产生的触发提早角，构成晶闸管门极触发脉冲，在恰当时辰导通晶闸管，使 TCR 歧路任务。 
电容-电感型静态无功弥补装置一次全体首要由容电器、内阻器、晶闸管、空开、接触器等构成;二次全体首要由数据搜罗板(DAS)、数据解决板(DSP)、电源模块、驱动模块等构成。晶闸管的作用首要掌握内阻器的输出电流。装置发动后，先搜罗系统的电压量、电流量、接触器地位，打算出系统的功率因数。依据实践功率因数给出掌握信号，由驱动模块驱动晶闸管，使晶闸管维持呼应的导通角，从而掌握整套装置的无功输出，使系统的功率因数满意请求。 
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弥补定量肯定 
FC和TCR定量的挑选主如果依据10kV母线载荷的实测数据状况和主变的功率消耗，依照载荷在主变定量的40%~85%范畴内变迁时，功率因数维持在0.97~0.99的设想指标进行打算。 
掌握阳台挑选 
掌握器采纳西门子数控系统。此系统是西门子公司生产的通用掌握系统，可*性高，使用较为宽泛。 
掌握战略 
以稳固10 kV母线无功为主要手段，并对于电压稳定进行改正，采纳闭环掌握。经过PT检测母线电压，CT检测母线电流,经过掌握器打算系统现在的无功功率值，再依据检测到的母线电压，打算在限制的电压范畴内弥补所需的无功功率。经过对于晶闸管守旧立场的调理，满意稳固系统无功的首要手段。采纳闭环掌握能够完成快捷呼应和准确调理，使SVC到达最优的弥补成效。 
TCR晶闸管触发掌握 
触发信号系统采纳光纤传输，以有用防止电磁干扰，保障触发信号的可*传输，触发系统采纳脉冲变压器技术。
保护系统 
TCR系统的保护由西门子数控系统来实现，首要囊括阀串形态的监测、过电流保护、过电压保护、欠电压保护、三相不失调保护、电光速断保护等。 
FC系统的继电保护由保护柜来实现，该保护系统以PLC为核心掌握器，其特征为进度快、保险可*，缩小了机器式继电保护装置的维护量微机继电保护测试系统(6相) 
FC系统的保护有过电流、过电压、欠电压、容电器三相不失调保护和接地保护。思忖到变电站未来施行无人值守，在SVC系统和变电站综合自动化系统间增多了通信接口，以完成SVC的远动掌握。 
白文研讨了电容-电感型静态无功弥补装置的根本道理，给出了弥补定量确实定办法，引见了掌握与保护系统的构成。 
10kV静态无功弥补装置投运以来，产品运行稳固，抑止了因为冲锋陷阵性载荷导致的电压稳定和电压闪变，弥补成效显然优于保守的流动容电器弥补，为SVC系统在变电站的推行运用积攒了设想和运来潮历。