靜止型動態無功補償裝置(SVC)

摘 要:精練爐在冶煉過程中會產生劇烈而頻繁的沖擊無功功率，引起母線電壓波動和閃變，同時還會產生大量的諧波電流注入電力系統，引起電壓畸變，并對其它負荷產生不利影響，為了解決上述問題，需在母線上安裝靜態型動態無功補償裝置(SVC)。

關鍵詞:SVC裝置通用硬件組成工作原理作用

中圖分類號:TM7文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)06(c)-0124-01

1 引言

在電力系統中，供電的質量指標，電網運行的安全可靠性和經濟性是最根本的問題。快速合理地調節電網無功功率，對交流電網的穩壓和系統電壓的調節，合理分配潮流及限制電網過電壓有著十分重要的意義。

近年來，隨著冶金行業、電氣化鐵道等的飛速發展，具有沖擊特性的負荷諸如電弧煉鋼爐，軋鋼機等不斷投入電網，導致電網功率因數下降，波形畸變，電壓波動，產生諧波干擾。為了確保電力系統的安全、穩定運行，可裝備靜止型無功功率補償裝置(SVC)。目前，在電力系統中，SVC主要用于穩定電網電壓，通常是按三相對稱方式工作。而工業用戶中，SVC主要用于緩沖沖擊性負荷及恢復電力網絡有功平衡和無功補償。

2 系統組成

SVC裝置主要由兩個部分組成:TCR部分和FC部分。

1)TCR部分主要有TCR閥組、水冷卻系統、相電抗器。

TCR閥組由并聯晶閘管多個串聯組成，其過電壓保護采用先進的BOD器件，它與其他電子器件一起構成晶閘管二次觸發回路，使晶閘管免受過電壓沖擊而損壞。光電轉換，自動完成各高電位電子單元循檢，高壓光纜傳遞信號。密封循環水冷卻系統提供高純水作為TCR閥的冷卻介質(水一水型)。

相控電抗器是空心、干式、鋁線環氧固化戶外型電抗器，線性度高，噪音小，動熱穩定性好，損耗小，絕緣強度高，散熱好。相當于一個可控的感性負載，通過電子調節器和反并聯連接的可控硅閥的相位控制，改變補償電抗器的電流大小，從而達到動態無功補償的目的。

2)FC部分主要由濾波電抗器、電容器組成。

3 工作原理和作用

3.1 工作原理

TCR與FC分別并接在一條母線上，TCR為感性負載，FC為容性負載，調節器采集進線電源電壓信號和電流信號，將系統的電能參數送至調節器，進行實時跟蹤，當生產線開始生產時，調節器自動跟蹤具有嚴重沖擊無功功率的負荷的工作狀態，發出與沖擊負荷所對應的TCR晶閘管閥六相觸發脈沖，通過晶閘管閥電子單元(高電位電子板)去觸發六相晶閘管閥。

不同的觸發角，改變了流過TCR回路中主電抗器的電流量，從而改變了TCR回路的感性無功功率量。通過TCR回路感性無功功率的跟隨作用，使電網上的無功功率趨近于零，或趨于一定值。下式是無功功率補償的計算式:

ΣQ＝QFC＋Q負載＋QTCR≈0(或某一常數)

其中:QFC為固定電容器兼濾波器的容性無功功率值(固定量)

Q負載為沖擊負荷的感性無功率值(可變量)

QTCR為TCR回路的感性無功功率值(可變量)

由于晶閘管閥及電子設備的動態響應很快，即實現了動態補償的功能。TCR還能使三相不平衡的有功負荷得以平衡，抑制電網的負序分量。

冷卻水裝置分為兩大部分，一部分是內水，一部分是外水，內水是把純水經過過濾后進入閥組，每一個晶閘管有一個水套，這個水把晶閘管在高電壓大電流工作下產生的熱量傳到冷卻水裝置的散熱器，再由散熱器的外水即冷卻水把熱量帶走，從而達到使晶閘管散熱的目的，處于穩定的工作狀態。外水通過板式換熱器冷卻內水，將內水溫度控制在設定范圍內。

3.2 SVC裝置的作用

(1)為供電系統提供連續的無功功率，恒定的功率因數，無“過補”，“欠補”現象，提高生產電力的電能質量，實現電網運行的安全可靠性和經濟性。

(2)消除諧波，減少諧波電流對電網及設備的損害。

(3)響應速度快，可抑制電壓波動及閃變，穩定電壓。

(4)消除電壓三相不平衡度。

(5)治理負序電流。

4 結語

目前，國內許多企業和研究單位加快對靜止型SVC數字調節器的研制和開發，以取代調節特性和響應特性及控制精度較差的模擬調節器。

數字調節器與模擬調節器相比，具有以下優點:由于采用了數字化結構，控制精度和可靠性大大提高;控制功能更加豐富;參數調整便捷;增強了調節器的抗干擾能力。