fc、tsc、svg对比分析(主要无功补偿方式分析)

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1、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

2、，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。12自动投切并联电容器组并联电容器组是最早就出

3、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。调节特性只能投入或者切除并联电容器组，无功变化较大，无法平滑线性调节无功

4、输出。3.晶闸管分级投切电容器方案（TSC）1晶闸管分级投切电容器方案这里研究两个，一是带降压变压器的晶闸管投切电容器方案，二是带降压变压器及分接开关的晶闸管投切电容器方案。1）、带降压变压器的晶闸管投切电容器方案TSC分组可调补偿是根据负荷实际运行无功量，按照一定的投切策略跟踪负荷变化进行投切动作。该方案由若干组并联的晶闸管阀组控制，以实现快速无触点的投切。显然这种型式的补偿装置只能实现容性无功功率的阶跃调节，其调节的精度取决于电容器的分组数。为了提高运行的可靠性，防止电容器和晶闸管损伤，TSC均实现无过渡过程的操作。①TSC技术关键无过渡过程投切电容器，理论上电容器在峰值时

5、导通，在峰值时关断。晶闸管关断后，电容器保持峰值电压值，由于电源电压随时变化，电容器电压也在缓慢地放电，要做到安全、无过渡投切比较困难。具体控制有二种方法：其一：在需要投入电容器时，必须检测电容器的两端电压及电网电压。在电网电压与电容器两端电压相等瞬时，发出触发脉冲；当电容器接成星形时，这时必须有二个晶闸管导通才能构成通路。这种控制方式的难度很大，且电容器两端电压为直流，在高压环境下，检测困难，经常产生过渡过程过电压。严重的过度过程产生的振荡过电压，将达到电源峰值电压的两倍以上，如在低压侧整流变副边进行补偿，过渡过程过电压必然影响调速系统的安全运行。其二：1晶闸管关断后，电容器

6、两端电压从峰值电压，缓慢放电。等电容器两端电压放到小于50V时投入电容器，这时是比较安全的，但根据<<高压并联电容器放电线圈标准JB/T8980-1999>>规定放电时间为5s，电容器投入时必须考虑其放电情况，这样由于受电容器的放电时间的限制，在工程应用中实际的响应时间一般在3-5分钟左右。对于无功快速变动的系统是不适用的。其三：TSC投切的电容器组分组越多，补偿效果越好，成本相对提高。且在频繁投切电容器时，由于阻抗曲线发生频繁变化，很有可能产生谐振，造成灾害性事故。（如去年湖南涟钢棒线厂轧钢系统中采用的TSC装置，由于产生谐振将TSC装置及传动系统全部烧毁，直接经济损失近30

7、00万元，间接损失近2亿元。）该方案的特点：不产生谐波；理论上可以实现过零投切，不会产生像真空开关那样产生严重的过电压；结构简单。2）、带降压变压器及分接开关的晶闸管投切电容器方案该方案通过降压调压变压器，采用分接开关无载调压和晶闸管开关的有载分合直接调节无功元件（滤波器）的无功输出。该方案的特点与带降压变压器的晶闸管投切电容器方案相似，但投资更少，只需一组晶闸管开关，但其过分依赖变压器分接开关，分接开关每天频繁调节，其寿命能否有保证还需进一步研究，另外目前国内尚无此类方案运行，需要研究开发