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晶閘管投切電容器的原理

來源:希拓電氣(常州)有限公司    日期:2019-04-24    瀏覽量:載入中...

       晶閘管投切電容器(TSC)是利用晶閘管作為無觸點開關(guān)的無功補償裝置,它根據(jù)晶閘管具有準確的過程,迅速并平穩(wěn)的切割電容器,與機械投切電容器相比,晶閘管具有操作壽命長,開、關(guān)無觸點,抗機械應(yīng)力能力強和動態(tài)開關(guān)特性優(yōu)越等優(yōu)點。晶閘管的投切時刻可以準確控制,能迅速的將電容器接入電網(wǎng),有力的減少了投切時的沖擊電流的優(yōu)點。


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       晶閘管投切電容器(TSC)按電壓等級劃分為:低壓補償方式和高壓補償方式。低壓補償方式適用于1 kV及以下電壓的補償,高壓補償方式(即補償系統(tǒng)直接接入電網(wǎng)進行高壓補償)則對6~35 kV電壓進行補償。

       晶閘管投切電容器(TSC)按應(yīng)用范圍劃分為:負荷補償方式和集中補償方式。負補償方式是直接對某一負荷進行針對性動態(tài)補償以消除對電網(wǎng)的無功沖擊,集中補償方式是對電網(wǎng)供電采取系統(tǒng)的補償,以解決整個電網(wǎng)無功功率波動的問題。

       目前,晶閘管投切電容器(TSC)只有兩個工作狀態(tài):投入和切除狀態(tài)。在投入狀態(tài)下,雙向晶閘管導(dǎo)通,電容器并入線路中,TSC向系統(tǒng)發(fā)出容性無功功率;切除狀態(tài)下,雙向晶閘管(或反向并聯(lián)晶閘管)阻斷,TSC的支路并不起到任何作用,不輸出無功功率。TSC主電路設(shè)計除了滿足分級快速補償要求外,還應(yīng)考慮限制并聯(lián)電容器組的合閘涌流和抑制高次諧波等問題。TSC的關(guān)鍵技術(shù)是如何保證電流無沖擊,常見的接線方式有兩種:晶閘管與二極管反并聯(lián)接線方式和晶閘管反并聯(lián)接線方式。

       在晶閘管投切電容器(TSC)系統(tǒng)中,晶閘管反并聯(lián)方式是促使兩個晶閘管輪流觸發(fā),接通和斷開補償回路。晶閘管反并聯(lián)方式的可靠性非常高,即使是某項損壞了一個晶閘管,也不會導(dǎo)致電容器投入失效或錯誤。晶閘管和二極管反并聯(lián)方式與晶閘管反并聯(lián)方式相比之下,速率較差,但經(jīng)濟且操作簡便。晶閘管閥能承受的反相電壓對于晶閘管反并聯(lián)方式是將電容器上的殘壓放掉時的電源電壓的峰值,晶閘管和二極管反并聯(lián)方式是電源電壓峰值的2倍。

       晶閘管投切電容器(TSC)系統(tǒng)中,為了限制因晶閘管誤觸發(fā)或事故情況下引起的合閘涌流,主電路中須安裝串聯(lián)電抗器,以抑制高次諧波和限制短路電流。而串聯(lián)電抗器后,電容器端的電壓會升高,所以額定電壓應(yīng)選擇電容器高于電網(wǎng)的。電抗器的類型有空芯電抗器和鐵芯電抗器兩種,其中,而鐵芯電抗器限流效果較差,但造價低,空芯電抗器的限流效果很好,但造價也很高。所以選擇時,應(yīng)通過經(jīng)濟、技術(shù)等方面比較來確定。

       晶閘管投切電容器(TSC)主回路接線方式根據(jù)晶閘管閥和電容器的連接可分為三相控制的三角形接法、星形接法和其他組合接法。其中三角形與星形的組合接法既綜合了前兩種接法的優(yōu)勢,也可提升補償裝置的運行質(zhì)量,因此更為常用。

       根據(jù)電容器電壓不能突變的特性,晶閘管投切電容器(TSC)系統(tǒng)投切當電網(wǎng)電壓和電容器殘壓相差較大的時候,則很容易產(chǎn)生沖擊電流。當沖擊電流與正常穩(wěn)定電流之比小于1.7倍時,可以認為沖擊電流對晶閘管和電容器的使用無影響。投切停止后,電容器上有電網(wǎng)峰值電壓,晶閘管在電網(wǎng)電壓和電容器直流電壓的雙重作用下,存在過零電壓,過零點觸發(fā)晶閘管是理想狀態(tài),不會產(chǎn)生沖擊電流。

       晶閘管投切電容器(TSC)的檢測系統(tǒng)用于檢測電網(wǎng)與負載系統(tǒng)的相關(guān)變量,包括相位采樣部分、電壓與電流有效值測算部分、待補無功量與無功功率計算部分等。目前比較先進的技術(shù)則是利用微機同步相位控制技術(shù)和自適應(yīng)晶閘管觸發(fā)技術(shù)進行檢測。當檢測到電容器兩端電壓與電網(wǎng)電壓大小等同,極值一樣時,瞬時投入電容器,電流過零時晶閘管會自然斷開,無需對電容器預(yù)先充電,也無需加裝限流電抗器及專門的放電電阻,則可隨時實現(xiàn)無投切電容器。

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