图5-14a中无功补偿器SVC由高次谐波陷波电路元器件Lh、Ch、机械开关投切电容C0、晶闸管投切电容TSC和晶闸管相控电抗器TCR组成。对基波而言,陷波电路Lh、Ch是容性电路,等效为一个电容,其基波电容电流为ich,因此它与C0、C1、C2、C3共同从电网输入基波容性电流I·C,或共同向电网输出感性补偿电流-I·C。TCR则从电网输入感性电流IL,因此整个无功补偿器SVC向电网输出的感性无功补偿电流ISVC为
式中,。 (5-36)
投入或切除VT1、VT2、VT3,可以调控容性补偿电流IC的大小。对TCR(VT4)进行相控,可以连续控制感性电流IL的大小,因此可以连续调控整个SVC向电网输出的等效的感性补偿电流的大小和性质。若数值IC>IL时,ISVC为向电网输出感性的补偿电流;当|IL|>|IC|时,ISVC为负值,即从电网向补偿器输入感性电流。如果负载感性无功电流为感性IF,要求补偿感性负载电流,则应使补偿器总的等效输出补偿电流ISVC为感性,以补偿负载感性电流IF,使电源线路中的感性无功电流、无功功率减小。这时,根据实际运行时负载感性无功电流IF的大小和系统运行对输电线末端感性无功电流的要求值IQ,可以得到所需的总的等效感性输出补偿电流ISVCref。由图5-14a可知,ISVCref(感性)=IF(感性)-IQ(感性),适当地选定TSC的投入或切除的数目,即投入或切除S0、VT1、VT2、VT3中的一个或几个,再同时调控TCR的触发延迟角,连续调控IL(I1)的大小(参见式(5-30)),即可连续调控总的补偿电流ISVC跟踪指令值ISVCref,并且在达到稳态时ISVC=ISVCref=IF-IQ。如果负载的等效无功电流IF已是容性电流,则应断开图5-14中的机械开关投切电容支路MSC(断开S0),关断VT1、VT2、VT3,仅调控TCR的IL,使IL与IhC的差值(IL-IhC)跟踪指
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图5-14 SVC控制系统
令电流ISVCref。通常可根据实际系统运行情况的需要设置几个TCR支路,既满足运行要求,又能优化补偿器SVC的运行,减少功耗,简化操作。
图5-14b给出了TSC-TCR型静止无功补偿器SVC基本触发控制框图。图中首先根据无功负载电流IF和要求的线路无功IQref,确定补偿指令ISVCref的大小和性质(容性还是感性),计算投入几个TSC,以及TCR的延迟触发延迟角α。为了使投入TSC时暂态过程尽量短,冲击电流小,电容电压振荡小,应检测TSC中晶闸管两端电压VT,使VT=vs-VC0=0时触发晶闸管;对TCR的触发延迟角α的控制也应采取措施防止误触发。
TSC的控制系统在得到投入指令后要等到一个电源周期中电源电压瞬时值vs=Vmsin(ωt+θ)=VC0(电容器上残压)时,才触发晶闸管。因此单相TSC支路对指令的响应时间可能长达一个电源周期T=20ms(f=50Hz),对三相TSC,对指令Iref的响应时间可能缩短到1/3周期约7ms。
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