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    靜態VAR補償器SVC的三種配置

    摘要:靜態無功補償器是并聯連接的靜態無功發生器或吸收器,其輸出經過調整以交換電容性或電感性電流,以維持或控制電力系統的特定參數(通常是總線電壓)。SVC基于晶閘管,沒有柵極...

    靜態無功補償器是“并聯連接的靜態無功發生器或吸收器,其輸出經過調整以交換電容性或電感性電流,以維持或控制電力系統的特定參數(通常是總線電壓)”。SVC基于晶閘管,沒有柵極關斷功能。晶閘管的工作原理和特性實現了SVC可變電抗阻抗。SVC包括兩個主要組件及其組合:晶閘管控制和晶閘管開關電抗器(TCR和TSR)和晶閘管開關電容器(TSC)。SVC是一種電能質量設備,它利用電力電子設備來控制所連接系統的無功功率流。結果,它能夠在電氣系統上提供快速作用的無功功率補償。換句話說,調節靜態無功補償器的輸出以交換電感性或電容性電流,以便控制諸如總線電壓之類的電力系統變量。它們還具有使系統功率因數接近統一的優勢。SVC通常安裝在大型行業(例如焊接廠)附近,并且負載高且變化迅速,并且容易產生閃爍和電壓波動。

    靜態無功補償器(SVC)  基于成熟的晶閘管技術構建。與市場上其他解決方案相比,先進的晶閘管閥設計極為緊湊,并具有卓越的性能。
     
    使用SVC的快速無功功率補償可確保有效的緩解和控制電弧爐鋼廠,礦山繞線機,挖掘機,破碎機和磨床的采礦廠中的閃爍和電壓變化,或者提高輸電能力并在公用事業中實現統一的功率因數。SVC提供量身定制的解決方案,以滿足從3.3KV到38.5kV 250MVAr的客戶要求。

    靜態無功補償器主要用于緩解電壓波動以及由此產生的閃爍。如今,大型行業,特別是煉鋼廠通常將SVC用于電弧爐安裝中的閃爍補償。
     
    另外,靜態無功補償器安裝在電力系統中的適當位置,以通過改善電壓穩定性來增強其傳輸能力,同時在不同的系統條件下保持平穩的電壓分布。SVC還可以通過電壓幅度調制來緩解有功功率振蕩。此外,作為自動阻抗匹配設備,它們還具有使系統功率因數接近統一的額外好處。
     
    因此,SVC通常安裝在高負載和快速變化的負載附近,例如電弧爐,焊接廠和其他容易出現電壓波動和閃爍的行業。

    SVC如何工作?
    可以通過控制系統中流動的無功功率來控制電壓。無功功率可以通過電感電抗(電抗器)消耗,而可以通過電容性電抗(電容器)產生。SVC可以理解為可調阻抗,可按比例提供無功功率,與系統電源電壓成比例??梢酝ㄟ^組合足夠量的電感和電容電抗來修改SVC阻抗。電感由使用Merus晶閘管閥的晶閘管控制電抗器(TCR)提供,而電容部分由固定的電容器組組成。
     
    當電感部分以最大電流工作時,SVC的輸出無功功率為零或電感,從而拉低了連接點的電壓。當電感性部分電流為零時,具有最大容性功率的SVC系統會將連接點的電壓上拉。電容器組還可以用作無源諧波濾波器,可以對其進行微調以減少TCR晶閘管和負載產生的諧波。使用線換向晶閘管時,SVC的反應時間通常為網絡周期的一半。
     
    此外,靜態無功補償器的其他好處包括:
     
    ·          最大化的功率補償
    ·          對系統電壓變化的近乎瞬時的響應
    ·          增加客戶的經濟利益
    ·          使用適當的并聯濾波器消除 諧波并降低電壓失真
    ·          三相系統上的負載平衡
     
    基本操作
     
    靜態無功補償器通過控制從電力系統吸收或注入電力系統的無功功率來調節電壓。例如,當系統電壓低或負載為電感性時,它通過切換電容器組來產生無功功率。因此,滯后負載的無功功率需求由SVC提供,從而減輕了配電線路的負擔。因此,電壓降減小并且負載端子處的電壓將提高。
     
    同樣,當系統電壓較高或負載為電容時,靜態無功補償器會吸收無功功率。在這種情況下,SVC使用電抗器來消耗系統中的VAR,從而降低系統電壓。
     
    設計與配置
     
    靜態無功補償器有三種常見的配置,下面將分別進行介紹。
     
    1.帶有固定電容器的晶閘管控制電抗器(TCR / FC)
     
    此SVC設計由兩個并聯支路組成,兩個并聯支路連接在耦合變壓器的次級側。分支之一由電抗器組成,這些電抗器由交流晶閘管開關控制。另外,電抗器以三角形連接,用于三相應用。另一個分支可以是固定的電容器組或并聯濾波器。
     
    無功功率的變化是通過控制晶閘管的觸發瞬間以及因此通過電抗流動的電流來實現的。
     
    2.晶閘管開關電容器(TSC)
     
    在這種靜態無功補償器設計中,電容器組是相間連接的,每個部分都由可控硅開關。因此,可以獲得無功功率的離散變化,但是不能獲得類似于TCR的連續變化。但是,通過提供適當數量的小部分,可以實現單個步驟所需的無功功率變化分辨率。電容器的開關和初始預充電的同步限制了通常與電容器開關相關的瞬變。通常,對稱操作的反應時間不超過20 ms。
     
    3.晶閘管控制電抗器和晶閘管開關電容器(TCR / TSC)
     
    基本上,這是TCR和TSC的組合。在這種配置中,靜態無功補償器的控制基于電壓零時刻測量負載電流的無功分量。然后,將測得的電流用于確定觸發角,以便SVC吸收或注入補償所需的無功功率。
     
    但是,在測量電抗成分的時刻(一個半周期)和點火時刻(下一個半周期)之間存在時間間隔。其操作模式的固有延遲是其主要限制之一。

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