TCR型静止动态无功功率补偿技术及应用(1)

　　1概述

　　随着高新技术尤其是信息技术的飞速发展，基于计算机、微处理器控制的用电设备和电力设备在系统中大量投入使用，但是电子设备对系统干扰比机电设备更加敏感，因此对供电质量的要求也更高。一旦出现电能质量问题，轻则造成设备故障或停运，重则造成整个系统的损坏，由此带来的损失是难以估量的。

　　引起电能质量恶化的主要原因是：一方面，大量为提高生产效率、节约能源和减小环境污染而采用的基于电力电子技术的现代化设备的推广应用。例如电气化铁路机车牵引式负荷，属于整流负荷，是典型的谐波源；它采用工频单相式交流供电，又是典型的负序源，同时又具有波动性和不确定性，是典型的电压波动源和闪变源。而且近年来，用户端大量非线性负荷的应用正成为电能质量恶化的另一重要因素，例如从低压小容量家用电器到高压大容量的工业交直流变换装置中存在的各种静止变流器，它是以开关方式工作的，会引起电网电流、电压波形的畸变。另一方面，大型电弧式设备，如电弧熔炉，弧焊设备等，也成为电网系统重要的冲击源和谐波源。

　　传统的静态无功补偿及静态无源滤波装置无法实现补偿无功、滤除谐波、提高功率因数的需求。动态无功补偿技术的推广应用为此提供了可行的途径。动态无功补偿装置可根据系统的负荷情况实时在线投切L-C滤波器组，实现实时快速跟踪补偿系统基波无功，同时滤除谐波无功，为电力系统可靠的运行提供了保障。

　　2TCR型静止型动态无功功率补偿装置

　　2.1特点

　　采用先进的DSP数字技术运行速度＜10ms；控制精度为±0.1度；控制角α范围：105°～165°；采用先进的光电触发技术(光纤通讯)，使高低压电气隔离，提高了抗干扰能力；高电位取能技术，使光纤通讯成为可能；BOD晶闸管保护技术，快速有效的保护晶闸管；高纯水冷却技术，使阀组得到快速的冷却，确保晶闸管可靠的工作及效率，与风冷技术相比大大降低运行费用；系统的兼容性好。

　　2.2功能

　　在面向工业应用中，以抑制闪变、提高电网的功率因数、滤除负荷的谐波、消除三相不平衡电流、改善电网运行电能质量为主要控制目标；在面向电力系统输电网应用中，以稳定系统电压、提高线路输送能力，阻尼功率振荡，提高电力系统稳定性为主要控制目标。

　　2.3工作原理

　　2.3.1原理说明

　　（1）调节器自动跟踪具有严重冲击无功功率的负荷的工作状态，发出与冲击负荷所对应的TCR晶闸管阀六相触发脉冲;

　　（2）通过光电转换及高压光缆的传递，使触发脉冲触发各晶闸管;

　　（3）调节器的六相触发脉冲通过晶闸管阀电子单元（高电位电子板）、去触发六相晶闸管阀;

　　（4）不同的触发角，改变了流过TCR回路中主电抗器的电流量，从而改变了TCR回路的感性无功功率量；

　　（5）通过TCR回路感性无功功率的跟随作用，使电网上的无功功率趋近于零，或趋于一定值。

　　下式是无功功率补偿的计算式:ΣQ＝QFC＋Q负载＋QTCR≈0（或某一常数）；

　　其中：

　　QFC——固定电容器兼滤波器的容性无功功率值（固定量）；

　　Q负载——冲击负荷的感性无功率值（可变量）；

　　QTCR——TCR回路的感性无功功率值（可变量）；

　　（6）由于晶闸管阀及电子设备的动态响应很快，即实现了动态补偿的功能；

　　（7）通过调节器的检测、运算和调节作用，TCR使三相不平衡的有功负荷得以平衡，抑制电网的负序分量。