無功補(bǔ)償裝置及應(yīng)用(四)

摘要：本文講述了無功補(bǔ)償的基本概念，介紹了各種無功補(bǔ)償裝置的原理和應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：無功功率；補(bǔ)償；裝置；應(yīng)用

(上接總第121期P．43)
對(duì)于TCR的三相電路來說，一般采用三角形(△)連接方式，如圖10所示。△連接方式比其他連接方式的線電流中的諧波電流要小一些。為了保護(hù)晶閘管，通常將電抗器一分為二，分別接在晶閘管的兩端，當(dāng)一個(gè)電抗器損壞時(shí)，另一個(gè)電抗器能對(duì)晶閘管提供保護(hù)。圖10所示的△連接方式也稱為支路控制的△連接方式，另外還有其他的△連接方式，這里不再介紹。
在圖10所示的支路控制△連接的TCR三相電路中，當(dāng)負(fù)載為電感性時(shí)，控制角6c的有效移相范圍為90°～180°。各線電流Iab、Ibc和Ica的計(jì)算公式與式(23)相同，只要將公式中的相電壓峰值改為線電壓峰值即可。在各相獨(dú)立控制時(shí)，仍可采用圖9所示的控制角α、導(dǎo)通角θ和功率因數(shù)角ψ之間的關(guān)系曲線。

圖10所示的支路控制△連接的TCR三相電路實(shí)際上是一個(gè)6脈波TCR電路，其線電流中所含有的諧波次數(shù)為6k±1(k=1，2，…，n)。為了減小線電流中的諧波，可以采用圖ll所示的12脈波TCR電路。按圖中所示，12脈波TCR電路是通過降壓變壓器接到供電系統(tǒng)的母線上，降壓變壓器的副邊為兩個(gè)變壓器繞組，其中一個(gè)接成△連接方式，另一個(gè)接成Y連接方式，而三組晶閘管和電抗器接成△連接方式，它們的供電電壓相差30°的相位角。這樣，構(gòu)成了12脈波TCR電路，變壓器原邊的線電流中所含有的諧波次數(shù)為12k±l(k=l，2，…，n)。與6脈波TCR電路相比，減小了線電流中的諧波。在設(shè)計(jì)降壓變壓器時(shí)，使其有較大的漏抗，該漏抗等效于與晶閘管串聯(lián)的電抗器。省去電抗器后，兩只反向并聯(lián)的晶閘管直接接到降壓變壓器的副邊繞組上。這種連接形式的TCR稱為晶閘管控制變壓器(TCT一Thyristor ControlledTrarlsfomer)。TCT的連接方式如圖12所示。圖中(a)為△連接方式，(b)為Y連接方式。

TCT具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)與TCR相比，省去了電抗器，降低了成本；
(2)由于漏抗較大，在變壓器副邊發(fā)生短路時(shí)，可以使變壓器免受短路應(yīng)力的影響；
(3)高漏抗變壓器具有較大的熱容量，可以吸收較大的感性無功功率。
TCR和TCT只能吸收感性無功功率。在實(shí)際應(yīng)用中，往往要與補(bǔ)償電容器配合使用。但TCT與補(bǔ)償電容器配合使用時(shí)，補(bǔ)償電容器只能接在降壓變壓器的原邊，要承受母線上的高電壓，這勢(shì)必增加成本。TCR與補(bǔ)償電容器配合使用的原理圖如圖13所示。

圖13僅表示了單相TCR與補(bǔ)償電容器配合使用的原理圖，圖中的S為電力開關(guān)。TCR與固定補(bǔ)償電容器并聯(lián)使用為基本形式，稱為TCR+FC型SVC。通過S的開與關(guān)，還可以增加一組或幾組投切補(bǔ)償電容器投入使用。

下面簡(jiǎn)要說明TCR+FC型SVC的工作原理。
TCR+FC型SVC由感性支路TCR和容性支路FC組成。電路正常工作時(shí)，與電力系統(tǒng)交換的無功功率QS為

式中QZ一負(fù)載的無功功率；
QL一感性支路提供的無功功率；
QC一容性支路提供的無功功率。
QC是固定不變的超前的容性無功功率，QL是感性無功功率，QL在控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)下，隨QZ的變化而變化。當(dāng)QZ增大時(shí)，QL減小，當(dāng)QZ減小時(shí)，QL增大，使QS近似為常數(shù)。正確設(shè)計(jì)TCR+FC型SVC電路和控制系統(tǒng)，可以使QS減小到限定的范圍內(nèi)，并且QS的變化量為最小。