摘要:本文讲述了无功补偿的基本概念,介绍了各种无功补偿装置的原理和应用。
关键词:无功功率;补偿;装置;应用
(上接总第121期P.43)
对于TCR的三相电路来说,一般采用三角形(△)连接方式,如图10所示。△连接方式比其他连接方式的线电流中的谐波电流要小一些。为了保护晶闸管,通常将电抗器一分为二,分别接在晶闸管的两端,当一个电抗器损坏时,另一个电抗器能对晶闸管提供保护。图10所示的△连接方式也称为支路控制的△连接方式,另外还有其他的△连接方式,这里不再介绍。
在图10所示的支路控制△连接的TCR三相电路中,当负载为电感性时,控制角6c的有效移相范围为90°~180°。各线电流Iab、Ibc和Ica的计算公式与式(23)相同,只要将公式中的相电压峰值改为线电压峰值即可。在各相独立控制时,仍可采用图9所示的控制角α、导通角θ和功率因数角ψ之间的关系曲线。
图10所示的支路控制△连接的TCR三相电路实际上是一个6脉波TCR电路,其线电流中所含有的谐波次数为6k±1(k=1,2,…,n)。为了减小线电流中的谐波,可以采用图ll所示的12脉波TCR电路。按图中所示,12脉波TCR电路是通过降压变压器接到供电系统的母线上,降压变压器的副边为两个变压器绕组,其中一个接成△连接方式,另一个接成Y连接方式,而三组晶闸管和电抗器接成△连接方式,它们的供电电压相差30°的相位角。这样,构成了12脉波TCR电路,变压器原边的线电流中所含有的谐波次数为12k±l(k=l,2,…,n)。与6脉波TCR电路相比,减小了线电流中的谐波。在设计降压变压器时,使其有较大的漏抗,该漏抗等效于与晶闸管串联的电抗器。省去电抗器后,两只反向并联的晶闸管直接接到降压变压器的副边绕组上。这种连接形式的TCR称为晶闸管控制变压器(TCT一Thyristor ControlledTrarlsfomer)。TCT的连接方式如图12所示。图中(a)为△连接方式,(b)为Y连接方式。
TCT具有以下优点:
(1)与TCR相比,省去了电抗器,降低了成本;
(2)由于漏抗较大,在变压器副边发生短路时,可以使变压器免受短路应力的影响;
(3)高漏抗变压器具有较大的热容量,可以吸收较大的感性无功功率。
TCR和TCT只能吸收感性无功功率。在实际应用中,往往要与补偿电容器配合使用。但TCT与补偿电容器配合使用时,补偿电容器只能接在降压变压器的原边,要承受母线上的高电压,这势必增加成本。TCR与补偿电容器配合使用的原理图如图13所示。
图13仅表示了单相TCR与补偿电容器配合使用的原理图,图中的S为电力开关。TCR与固定补偿电容器并联使用为基本形式,称为TCR+FC型SVC。通过S的开与关,还可以增加一组或几组投切补偿电容器投入使用。
下面简要说明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组成。电路正常工作时,与电力系统交换的无功功率QS为
式中QZ一负载的无功功率;
QL一感性支路提供的无功功率;
QC一容性支路提供的无功功率。
QC是固定不变的超前的容性无功功率,QL是感性无功功率,QL在控制系统的调节下,随QZ的变化而变化。当QZ增大时,QL减小,当QZ减小时,QL增大,使QS近似为常数。正确设计TCR+FC型SVC电路和控制系统,可以使QS减小到限定的范围内,并且QS的变化量为最小。