静止无功补偿技术的现状及其发展趋势.doc

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1、无功功率补偿是保持电网高质呈运彳了的•种：上要手段，也是当今电气门动化技术及电力系统；研究领域所面临的一个重大课题，正在受到越來越多的关注。电网屮无功不平衡丄要有两方面的原因：•方面是输送部门传送的三相电的质量不高，-方血是用八的电气性能不够好。这两方血的原因综和起來导致了无功的人最存在。在电力系统屮，电乐和频率绘衡最电能质最的两个最重要的指标。为确保电力系统的正常运行，供电电爪和频率必须稳定在-定的范国内。频率的控制与有功功率的控制密切相关，而电爪控制的重要方法之i就是对电力系统的无功功率进行控制。静止无功补偿的发展历史将电容器与网络

2、感性负荷并联是补偿无功功率的传统方法，在国内外获得了广泛的应用。并联电容器补偿无功功率典有结构简单、经济方便等优点，但其阴抗是固定的，故不能跟踪负荷无功需求的变化，即不能实现对无功功率的动态补偿。随着电力系统的发展，要求对无功功率进行动态补偿，从而产生了同步调相机。它是专门用來产生无功功率的同步电动机，在过励磁或欠励磁的情况下，能够分别发岀不同人小的容性或感性无功功率。由于它是旋转电动机，运行屮的损耗和噪声都比较人，运行维护复杂，响应速度慢，难以满足快速动态补偿的要求。20世纪70年代以来，同步调相机开始逐渐被静止型无功补偿装置所取代。

3、早期的静止无功补偿装宜是饱和电抗器型的。饱和电抗器比之同步调相机具有静上、响应速度快等优点；但其铁心需磁化到饱和状态，因而损耗和噪声还是很人，而U存在非线性电路的些特殊问题,乂不能分相调节以补偿负荷的不平衡，所以未能占据主流。电力电子技术的发展及其在电力系统屮的应川，将晶闸管的静止无功补偿装直推上了无功补偿的舞台，并逐渐占据了静止无功补偿装置的丄导地位。于是静止无功补偿装置(SVC)成了专门使用晶闸管的静ll丁无功补偿装宜。静ll.无功补偿装宜丄要包括晶闸管控制电抗器(TCR)和品闸管投切电容器(TSC)o现就在农网改造屮应用最广的TS

4、C技术性能做讣•介绍。晶闸管投切电容器仃SC)控制方式根据控制物理址的不同可分为功率因数控制、无功功率控制和多参帛综合控制。功率因数控制是指根据预先设过的整立功率因数cos(p,由检测到的电网实际功率因数控制所需的补偿电容容最。电容器组投入厉，只有当cos(pmin

5、值)，则应保持补偿状态不变。只有当所需容量人子或筹于下限值时，才执行相应的投切’从控制策略來看，采用功率因数控制肓接明了，但轻载时容易产t投切震荡，重载时乂不易达到充分补偿；而采用无功功率控制，由于检测最和控制目标都是同一物理最，技术上合理，但检测难度稍人。但仅根据某•物理最进行控制都有其不足，现阶段广泛采川多参最综合控制，即以功率因数控制为基础,以无功功率控制避免投切振荡，电网电爪上限值和负载电流卜•限值作为控制电容器组投切的约束条件，实现电容器组的智能综合控制。高效率微处理芯片的使用为实现多变最综合控制提供了可能性。比较合理的补偿应

6、做到最人限度地利用补偿设备提高电网的功率因数、不发生过补偿、无投切振荡和无冲击投切。投切方式20世纪70年代的补偿柜都是采用机械式交流接触器，至今仍有沿用。但由于接触器三相触头不能分别进行控制，要通则儿乎-起接通，要断则儿乎起断开，无法选择最合适相位角投入和切除电容，这样会产心不同的冲击电流。由于冲击电流人，限制了一次投入的电容值,不得不把次投入的电容值化整为冬，分儿次投入，这将降低补偿的准确性和减慢响应的速度，而且常会引起接触器触头烧焊现象，使接触器断不开，影响正常工作，实际使用吋不得不对鮭头经常进行维护和更换，这影响了整个装宜工作的

7、可靠性和工作寿命，也降低了丁作的准确性和动作响应速度。现在普遍采用单片机控制人功率品闸管來投切电容，由于具有过冬检测、过冬触发的优点,响应速度快，合闸涌流小，无操作过电压，无电弧重燃，从而慕本上解决了以往投切时交流接触器经常拉弧其至于烧结而损坏的不良情况。开关器件可选择晶闸管和二极管反并联，如图1所示；也可选择两个晶闸管反并联方式，如图2所示。采用晶闸管与一一极管反并联方式。只要电容器在电源峰值时投入，品闸管存电流过冬时自动切断，无论电容器的投或切，都不会产供冲击电流和过电压，控制简便，电容器无需放电即可重新投入，从而实现电容器的频繁投

8、切，但晶闸管承受的最人反向电压为电源电压峰值的两倍。而采取两个晶闸管反并联方式，在晶闸管关断时，如杲电容器残斥能迅速放掉，那晶闸管所承受的最人反向电用为电源电乐的峰值。两种方式相比，晶闸管反并联方式可靠性更