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1、实 习 报 告电气部分供配电部分一 . 概念高压供配电系统： 是指从取得电源到电能分配至各用户 （高压电动机或低压变压器）的系统。流程：电厂 1000KV500KV220KV 110KV35KV(4 10)KV380V(220V)二 . 基本要求总则 : 安全 ; 可靠 ; 优质 ; 经济1. 应保证生产 ; 满足用户对供电可靠性和电能质量的要求 .2. 接线方式力求简单可靠 ; 操作安全 ; 运行灵活 ; 便于施工 ; 便于维护 ; 节省劳动力 .3. 力求技术先进 ; 投支少 ; 运行经济合理 .4. 便于企业发展和技改技措 .变压器一 . 概念变压器 : 是用来变换交流电压和电流并传输交
2、流电能的一种静止电器.二 . 基本原理1. 电压方程式 :U=E=4.44fN1 zm2.U1/U2=E1/E2=N1/N2=K=I2/I13.总容量 :S=U1I 2=U2I 2三。分类1. 按用途分为：A。升压变压器B 。降压变压器 C。联络变压器2. 按绕组分为：A。双绕组变压器B 。三绕组变压器C 。自藕变压器3. 按相数分为：A。单相变压器B 。三相变压器4. 按绝缘介质分为：1. 油浸式变压器 2 。树脂绝缘式变压器 3 。SF6气体绝缘式变压器电气传动部分电机一 . 概念1. 电气传动 ( 电机拖动 ): 是指通过合理的使用电动机实现生产过程机械设备电气化 ; 自动化的电气设备及
3、系统的技术总称 .2. 电机 : 是一种用来进行电能与机械能相互装换的电磁装置 .3. 同步电机 : 是指转子转速与旋转磁场的方向一致的电机 .二 . 工作原理1. 电磁感应定律 =d/dt2. 电磁力定律 F=BIL3. 电机转速公式 :N=60f/P三 .分类1. 按电流分为：A. 交流电机B.直流电机2. 按步调分为：A. 同步电机B.异步电机3. 异步电机分为 :A. 笼形电机B.绕线转子电机C.交流换相电机四。电机的启动方式A减压启动B 转子串电阻启动C 转子串贫敏电阻启动D 变频软启动五电机的制动方式A机械制动B能耗制动C回馈制动六。电机交流调速方式A变极调速（改变极对数）B 。改
4、变转差率C 。串极调速D. 变频调速七 . 变频器类型A. 电压型变频器B.PWM(脉冲调制 ) 型号C.电流型变频器八 .电力电子器件A.SCR晶闸管B.GTR 晶闸管C.GTO晶闸管D.IGBT交 - 交变频一 . 交 - 交变频的概念1. 定义：交- 交变频调速系统 ：是一种不经过中间直流环节，直接将较高固定频率的电压变换成频率较低而可变的输出电压的变频调速系统。2. 电机转速公式 :N=60f/P3. 定义：交- 交变频器的定义 ：又称为周期变换器（ CYCLE CONVERTER）。是采用晶闸管作为开关元件 , 借助电源电压进行换流 , 通过反并联的晶闸管交替工作来产生低频的交流电压
5、和交流电流的装置 .通常 : 其输出频率只能在电源频率的1/3 1/2 及其以下 . 由于对电源进行直接变换 , 因此 , 输出波形在低频段最好 , 易于实现功率回馈 .4. 数量关系 : 一般而言 ,f2=(1/3 1/2)f1.5. 类型 : 交- 交变频器主要有正弦波电压型和方波电流型两种型号 .6. 适用范围 : 交 - 交变频调速系统特别适合于大容量低转速的传动装置 . 例如 : 轧钢机的主传动和船舶驱动系统 .二 . 交- 交变频基本工作原理1. 单相输出交 - 交变频变频器(1). 原理 :交- 交变频是将两个同类型的整流电路和反并连接, 依靠频率为F1 的交流电源 U1使他们进
6、行换相 . 并按一丁的时间间隔交替工作 , 则在负载上得到电压为 U2、频率为 F2 的交流电 . 如需得到正弦波输出 , 和两组变流器平均输出电压按正弦波规律变化 , 其输出频率 F2 低于电源频率 F1.实质上 : 它是是一套三相桥式五环流反并联可逆整流装置 , 只是其触发移相控制信号是幅值和频率可变的交流信号 , 相应的整流输出电压也是幅值和频率可变的交流电压 , 以实现变频 . 该装置中 , 晶闸管的关断是通过电源交流电压的自然换相来实现的 .( 图形 )(2) 一个周期的波形可以分为 6 段: )U00;I00;I00, 变流器工作于第一象限 , 正向组整流 . ) U00, 变流器
7、工作于第四象限 , 正向组逆变 . ) 电流过零 , 无环流死时 .) U00;I00, 变流器工作于第一象限 , 反向组整流 .(3) 如果输出电压和电流之间的相位差 90则能量从电网流向负载 ; 反之 , 则能量从负载流向电网 . 负载电机可以四象限工作 . 在每一个输出周期中 , 有两次电流过零 . 存在两个无环流死区时间 ( 简称死时 ), 死时的长短对输出波形的影响很大 . 若做高输出频率为 20HZ,一个周期长 50MS,则要求每个死时小于 2MS.2. 三相输出交 - 交变频变频器(1). 原理 :相输出交 - 交变频变频器由输出电压彼此相差120的三套单相输出交 - 交变频变频
8、器组成 . 主电路接线方式有两种 : 公共交流母线方式和输出 Y 联结方式 .(2)Y 联结方式的变频器有两个特点 : ) 触发脉冲需大于 30. 由于变频器输出中性点不与负载中性点相连接 , 所以至少要有两个桥 , 四个晶闸管同时有触发脉冲才能建立电流 , 为此要求触发脉冲为双脉冲 . 且宽度大于 30 . ) 可利用直流偏置或交流偏置技术来提高装置的潜力和改善电网侧功率因数 . ) 由于变频器中性点不与负载中性点相连接 , 如果变频器输出的三个相电压中含有同样的直流分量或三次谐波分量 , 均不会在线电压中反映出来 , 而输出到负载上 . 负载电机低速运行时 , 变频器输出电压很低 , 三套
9、整流装置都工作于深控区 . 电网侧功率因数差 .交流偏置技术 : 一个输出周期中 , 整流装置较长时间工作在高输出电压区 , 变频器电网側平均功率因数也提高 15%.准梯形波的幅值比基波幅值低 15%.而电动机端仅接收基波 . 所以负载相电压幅值提高 15%(出力提高 ).(3). 公共交流母线方式的三套单相输出交交变频通过进线电抗器接至 50HZ的公共交流母线 . 三组输出必须相互隔离 , 电动机的三个绕组需分开 , 引出六根线 . 这种方式的特点 : ) 只需一台电源变压器 , 简单 ; 经济 . ) 三套单相变频器完全独立 , 互相影响小 , 触发脉冲为双窄脉冲 . ) 许多交交变频调速
10、电动机的电压为 16001700V.属中压范畴 , 变频器及引线都需要满足中压规范要求 . 采用公共交流母线方式后 , 变频器及引线对地电压为相电压 . 小于 1000V. 属低压范畴 , 执行属低压规范 .D)使用准梯形波后 , 三次谐波电压将加至电动机绕组 , 单若电动机是隐极电动机 , 这种三次谐波也不会对电动机运行带来影响 .3. 交 - 交变频变频器输出频率上限交 - 交变频变频器输出电压电流除含基波外 , 还含有谐波 . 产生谐波的原因有两个 .(1) 交- 交变频变频器的输出波形是可控整流波形 , 含有较大谐波 . 输出频率越高 , 每周期中波动数越少 , 谐波比例越大 .(2)
11、 无环流死时 , 使电流过零不平滑 . 带来低次谐波 . 输出频率越高 , 每周期中死时所占比例越大 , 谐波比例越大 . 评价谐波的指标有两个 : 输出电流畸变绿和电动机转矩相对脉动频率 .4. 影响交 - 交变频的器的输入功率因数的原由(1) 和输出电压幅值与变频器输出最大整流电压 ( 理想空载直流电压 ) 之比成比例 .(2) 负载电动机功率因数越低 , 越差 . 这是因为在输出同样的电压和电流幅副值情况下 , 功率因数越低 , 电流瞬时值越大时 , 对应的电压瞬时值越低 ; 而电压高时对应的电流就小 .5. 特性 : 采用交 - 交变频器供电的矢量变换控制系统 , 可以得到良好的静、动
12、特性 . 利用高速自关断器件组成交 - 交变频调速系统 , 可以具有更高的技术指标 .6. 处理环流的方式 :(1) 无环流工作方式无环流系统就是控制正反两组触发脉冲 , 使其一组工作 , 另一组封锁 . 以实现无环流运行 . 无环流控制方式可以类似直流系统一样 , 采用逻辑无环流或错位无环控制方式 .(2) 可控环流工作方式可控环流工作方式是在负载电流较小的时间内 , 让正反组整流器按有环流方式工作 . 并设置不太大的限制环流电抗器来限制这个小环流 . 当负载电流增加到某一设定值时 , 封锁另一组脉冲 . 即在每一个周期内采用有环流和无环流方式交替工作 .三 . 交- 交变频器主电路参数的计
13、算1. 整流变压器计算(2). 在空载及最小触发延迟角 min=0. 条件下 , 交流变频器输出最大可能的交流线电压有效值 ( 理想空载交流输出电压 ) 为:U0.max=1.65*Kb*U20式中 : U20: 整流变压器二次线点压有效值.Kb: 交流偏置提高输出电压系数, 采用交流便置时 : Kb=1.15; 不采用时 : Kb=1.(2). 变压器容量S=4.26ImU202. 晶闸管的电压和电流的计算(1).晶闸管的电压裕量KV=UTN/1.414*U20式中 : UTN: 晶闸管的额定电压U20:整流变压器二次线点压有效值.KV=2.1-2.5.(1).晶闸管并联支路的计算在大功率可
14、控整流装置中 , 晶闸管常并联工作 , 且多采用桥并方式 , 并联支路书计算也就是并联桥数的计算 .N1.414 Im.max/ KBIBN式中 : Im.max: 电动机最大电流的有效值.KB: 均流系数 .IBN: 每桥额定电流 .四 .交- 交变频器的 控制1. 交交变频的特点交交变频调速系统如图1 所示，由三组反并联晶闸管可逆桥式变流器组成， 它沿续着晶闸管变流器的电网自然换流原理，具有过载能力强、效率高、输出波形好等优点，但同时也存在着输出频率低 ( 最高频率小于 1/2 电网频率 ) ，电网功率因数低， 旁频谐波影响等缺点。交交变频区分为有环流和无环流方式， 可驱动同步电机或异步电
15、机。对于大功率传动系统 : 因其对控制要求较高 , 基本上都采用矢量控制技术.2 交、直流调速的比较轧钢机交流传动较传统的直流传动有许多优点：（1）交流电机的单机容量不受限制，而直流电机的极限是5000kW/500r/min ；（ 2）同等功率情况下，交流电机的转动惯量比直流电机的要小得多，如宝钢有台 24500kW的直流电机，它的转动惯量GD2=76.8tm2，而 9MW交流同步电机单电机传动，GD2=17.2tm2，为直流电机的 1/4.5 。因此交流电机的加速性能要大大超过直流电机；（3）交流调速的动态性能好， 速度响应由直流的1530rad/s提高到 40100rad/s ；（4）交流
16、电机的效率比直流电机提高23%；采用交流调速可提高生产效率，综合节能30%（耗电 / 吨钢）； 交交变频器在热连轧机上的应用图 2 是一个热连轧钢机驱动的典型图例。图 2热连轧钢机驱动典型图例图 1交交变频同步电机调速系统SIMADYND传动控制系统简介控制系统在轧机主传动中是十分关键的技术环节，为了提高系统的可靠性、可维护性、实时性、改善控制性能， 同时为了使整套系统的控制技术达到国际先进水平。控制系统采用西门子公司的 SIMADYN D全数字控制系统实现电机控制，并以通讯线加以连接，在系统中实现监视和统一管理。SIMADYN D控制系统完成对电机的调速控制，包括同步电机的矢量控制、电机的启
17、停控制和电机保护， 建立通讯网将 SIMADYN 设备及上位机有机地连接起来，实现本地现场数据采集，故障显示、诊断及综合控制和集中管理。同步电机磁场定向控制系统的框图见附图 3，定子电流由磁场定向控制系统分解为两个独立的直流分量，即电流的转矩分量 I M 和激磁分量 I T。与直流调速相同 , 转矩分量设定值由速度调节器决定, 激磁分量设定值由电机功率因数COS 及电流模型计算出来。 与同步电机同轴相联的光电编码器检测电机的转子位置信号 Cos 和 Sin ，由转子模型单元计算出负载角Cos和 Sin ，以及励磁电流给定值 I fd 。转子位置角 与负载角 相加可得磁场定向旋转角。根据当前电机
18、运行的实际反馈值及系统设定值，计算出给定电流的转矩分量及激磁分量，给定电压的转矩分量和激磁分量，再经过矢量的旋转变换和2/3 变换，形成三相定子电流给定值I a、 I b、I c，这些值送入带电流断续自适应调节，电压前馈控制的电流调节系统。SIMADYN D 控制柜包括一套完整的硬件及软件，系统接收光电码盘反馈回的速度及位置信号， 在 PM6模板内完成速度控制及工艺运算， 在另一 PM6模板内完成矢量变换控制运算， 然后形成定子三相电流的设定值及转子激磁设定值， 输入给EP22及 PM6+ITDC模板，由 EP22进行三相电流调节运算，由 PM6+ITDC模板完成转子激磁电流调节运算。 并输出
19、晶闸管功率柜的触发脉冲， 通过晶闸管功率柜控制同步电机。SIMADYN D 控制系统硬件配置在主传动系统中，每台同步电机都配有一套SIMADYN 控制系统，以完成各自的电机控制、保护和故障诊断等任务。SIMADYN D控制系统硬件由双高度欧洲标准尺寸的高抗干扰和容错性的插入式线路板组成，模板按功能分为通用处理器板、特殊任务处理器板、存储器板、数字输入 / 输出板、模拟输入 / 输出板，根据不同的任务需要可任意配置。各处理器之间的数据传送通过 C总线和 L 总线两种总线来完成， 每个处理器模板都有它自己的程序和数据存储器， 可以独立地完成分配给它的任务， 并实现多处理器并行工作。外部开关信号通过
20、输入 / 输出模块连接，这些标准接口模块提供电气隔离、信号的匹配和变换，用于操作监视和服务的外围装置通过总线或串行接口联接起来。同时， SIMADYN D还提供多种通讯手段与其他设备、系统进行数据传输，包括控制装置与上位机间的通讯、 控制装置之间的通讯以及与下位机间的数据传输等等。SIMADYN D控制系统硬件配置如附图1 和附图 2 所示。机箱：提供24 个槽位用于插装标准模板，并提供两个内部通讯总线，实现硬件模板之间的内部通讯。微处理器模板：根据处理器的不同功能，选配三块处理器模板PM6及一种专用的电流调节处理器模板EP22，实现如下功能：P1PM6：通用处理器模板，用于速度控制。P2PM
21、6：通用处理器模板，用于矢量运算。EP22：特殊处理器模板，专门用于定子电流调节。P3PM6：通用处理器模板，用于励磁电流控制及逻辑控制和保护功能。输入输出模板：选配输入输出板EA12、EB11，其中：EA12用于模拟量的输出EB11用于数字量的输入输出通讯缓冲板：选用MM4通讯缓冲板，它支持L 及 C两种系统总线。通讯板：选用 CS7作为通用通讯模块，其上配置不同通讯子板完成不同通讯功能。软件存储子板：选用MS5存储器。(a) 机箱 SR24.3机箱是 SIMADYN D的硬件基础，共提供 24 个槽位用于插装标准模板，并提供两个内部通讯总线， 以实现硬件模板之间的内部通讯以及与外部设备通讯
22、。 机箱内带有向模板供电的电源。(b) 微处理器模板SIMADYN 提供 PM6处理器模板三块及一种专用的电流调节处理器模板EP22，分别实现如下功能：- P1 PM6：通用处理器模板，用于速度控制。- P2 PM6：通用处理器模板，用于矢量运算。- EP22：特殊处理器模板，专门用于定子三相电流调节。- P3 PM6：通用处理器模板，用于励磁电流控制，同时完成逻辑控制和保护功能。(c) 输入输出模板输入、输出模板用于过程信号及监测信号的输入或输出。 这些标准接口模板通过输入输出接口模块与外部的继电器和执行机构等相连，同时提供电气隔离、信号的匹配和变换，以供处理器使用。本项目选配了输入输出板I
23、T41 、IT42 、ITDC、EA12、 EB11，其中：- IT41 属于高速计数模板，提供光电码盘脉冲输入和开关量输入输出。- IT42 用于模拟量输入输出和开关量输入输出，主要用于矢量控制所需的三相电流和三相电压的输入。- ITDC属于专用模板，用于励磁电流控制。- EA12用于模拟量的输出，主要用于调试。- EB11用于数字量的输入输出。通讯缓冲板通讯缓冲板支持各处理器板通过内部总线进行数据传输，它是机箱内所有处理器板的通用数据存储器，有待传输的数据被写入或读出该缓存。选用 MM4通讯缓冲板，它支持L 及 C 两种系统总线。(d) 通讯板通讯板用于 SIMADYN 与其它设备或系统的
24、通讯，以及多个 SIMADYN 系统之间的通讯。不同的通讯板支持不同的通讯协议。SIMADYND 作为传动控制设备完成数据传输以及统一的信息管理，完成设备的本地通讯任务， SIMADYN D控制系统选用一块 CS7作为通用通讯模块，其上配置不同通讯子板完成不同通讯功能。本项目通讯板的配置：-通讯子板 SS4 完成 SIMADYN D与编程器的通讯。通讯子板 SS4 +SS31完成 SIMADYN D与 OP面板的通讯。通讯子板 SS52 完成 SIMADYND 与 DP网络的通讯，可以包括上级电机侧 ET200、操作台 ET200。PLC系统、(e) 软件存储子板每一块微处理器板上都插有其相应
25、的软件存储子板， 用于存储系统软件及用户的应用软件。本系统选用 MS5和 MS41分别作为 PM6及 EP22的存储器。其中，EP22的软件是不可见，不可修改的。(f) 输入输出接口模块输入输出接口模块提供SIMADYN 与现场信号传输的信号匹配以及信号的电气隔离，有模拟量、数字量输入/输出接口模块，以及码盘脉冲、触发脉冲等专用接口模块。本系统选用了SB70、 SB61、 SU10、 SU11， SU12，SA60、SE20.2、SE25等接口模块。1. SE20.2 是 SIMADYN D 是控制系统与晶闸管变流器之间的接口 . 它提供触发脉冲 . 并取得和监视电流和电压的实际值 .2. M
26、M4:是通信缓冲存储器 , 它把 CBUS和 LBUS 联系起来 .IT41 模块用于接收速度反馈用脉冲编码器的信号和过程I/0.动态电网补偿SVC众所周知，国外70 年代发展起来的静止型无功动态补偿器是一种快速调节无功功率的装置、已成功地应用于冶金、 电力、采矿、电气化铁路和高能加速器等冲击性负荷的补偿上。这种装置在调节的快速性、 功能的多样性、 工作的可靠性、 投资和运行费用的经济性等方面比调相机具有显著的优点， 能够获得较好的技术经济效益， 因而在国内外取得了较快的发展。应注意，目前国际上通称这类装置为静止无功补偿器即 Static Var Compensator (SVC) ，其中“静
27、止”是指其构成的元件设备没有“旋转”而言。国内有的部门按补偿功能，把这类装置叫“动补”装置，而把电容器、电抗器之类的补偿器叫“静补”装量。SVC 的功能SVC 以其具有快速调节无功的功能为主要特征广泛适用于一切冲击负荷用户和要求快速进行动态无功补偿的场合，其功能有：1维持控制点的电压恒定 (或接近恒定 )，包括校正由负荷变化造成的电压缓慢变化和由事故 (如甩负荷、发电机或线路退出运行 )引起的电压突变；减少动态负荷造成的电压波动和闪变。2改善电力系统的稳定性，提高输电能力，抑制系统振荡。3改善功率因数( 由无功功率的跟踪补偿实现)。4校正三相电压不平衡(由分相无功功率补偿实现)。5减小动态波形
28、畸变( 由其容性部分构成滤波器实现)。SVC的基本型式SVC 一般由并联的感性和容性两大回路构成，其中至少一个回路为动态回路即能根据补偿要求快速变化其无功功率的回路。依据构成动态回路的不同方式，目前主要有三种型式的 svc：晶闸管控制的电抗器即 Thyristor Controlled Reactor(TCR) ；晶闸管投切的电容器即Thyristor Switched Capacitor(TCR)和自饱和电抗器即Saturated Reactor(SR)。目前在输电系统和配电系统中应用的静止补偿器多半是这些补偿器及其变型或组合，如图 1 所示。图中晶闸管控制的变压器即Thyristor Co
29、ntrolled Transformer(TCT)是 TCR 装置的一种变型。图 1 静止型无功补偿器（ SVC ）的型式(a) TCR ； (b) TSC；(c) SR； (d) TCT TSC； (e) TCT必须指出早期采用的直流控制饱和电抗器型目前基本上已不再使用了。SVC ，由于响应时间慢造价相对较高，TCR型SVC的基本原理如图 1(a)所示，其动态补偿回路由电感 L 与两个反并联的晶闸管相串联构成。 这二个晶闸管分别按照单相半波交流开关运行。当控制角 改变时，电感中通过的电流 iL 便相应改变。图 2 表示该回路电压和电流波形。显然每一电流波形对应一个特定的控制角 .。 . 的
30、o oo一 180 之间时为部分导通，导通角为。增大 则电流中基波分量减小，这相当于增大电抗器的感抗，减小基波无功功率。图 2.TCR 回路电压电流波形假定电压为正弦波形，并以a 相电压为参考，则其瞬时值为式中U 一方均根值 ;一角频率。假设忽略电抗器的电阻，电抗器的电感为L，则 a 相 TCR 的电流的瞬时值为将上式所示的 TCR 所示周期性变化的电流，分解成傅立叶级数，可以得出基波电流的有效值( 方均根值 ,RMS) 为(1)由图 (1) 显而易见可将式 (1)写成而或BL ( )2 2sin 2L上式中L- 电抗器的额定电感值; 角频率 .图 3 表示 X L B L （）和 的关系图
31、4TCR电流的相控规律显然，当导通角 180o( 或触发角BL有最大值 l X L 这时晶闸管完全90o) 时导通；最小值为零，当 0 o ( 或“ 180 o ) 时得到。图 4 表示 TCR 的基波电压 / 电流特性。 稳态运行点是补偿特性曲线与电力系统负载线的交点。在图 4 中运行点处在导通角 130o，对应的电压值比 1.0p.u 稍高。一般 TCR特性可用下式表示(2)式中 Xa为特性的斜率电抗；Imax通常是电抗器的额定电流, 这里表示为1.0p.u.。图 4TCR基波电压电流特性带并联电容器组的TCR（即 FC+TCR）注意到以下事实是很重要的，即TCR 的电流 ( 补偿电流 )
32、 可以在零和最大值之间连续变化，而无任何阶跃。这里所谓的最大电流，是指与完全导通相对应的电流值。电流永远是滞后的， 所以只能吸收无功功率。然而 TCR补偿器却可以被并联电容器偏置，以至其总功率因数是超前的，并向外部电力系统输出无功功率。将电容电流叠加在图4 所示的 TCR电流上的效果，就是将控制特性偏置到第二象限去，如图5 所示在三相系统中，优选接线是把电容器接成星形当然， 下图中的电流是基频正序分量，如果电流在Ic MAX与 I LMAX之间的话，则控制特性也是用式(2) 来描述。但是如果电压调节器的放大系数不变,则加上电容器之后，斜率电抗将稍有增加。图 5 表示包括并联电容器( 滤波器 )
33、 在内的整套TCR的 U I 特性。和并联电容器组常见的情形相同， 带并联电容器的 TCR中的电容器可能分成一个以上的三相组， 每一组分别用断路器操作。 这些电容器组都可以由每相中的小型串联电抗器调谐到某些特殊的频率， 以便滤掉 TCR产生的高次谐波电流， 不让这些电流在外部电力系统中流通。一种可能的选择方案，是将电容器组调谐到5 次和 7 次谐波， 另一种方案是将电容器组做成高通滤波器欲将电容器做成滤波器，实际上也就是将整个补偿器做成滤波器，要特别注意一点，那就是设计、调试时要非常小心，避免在安装地点引起电力系统谐振。对补偿要求来说， 通常希望把补偿范围扩充到超前和滞后两个范围中去。带固定电
34、容器的 TCR不可能产生滞后的电流， 除非 TCR的无功容量大于电容器的。 使用电容器后， 吸收的额定净无功功率，等于 TCR的额定容量和电容器的额定容量之差。 的确，在这种情况下，所要求的 TCR额定容量可能非常之大。 当净无功功率很小或是滞后的时候， 便有大的无功电流在 TCR和电容器之间流通，对电力系统无任何有益的作用。因此，通常把电容器设计成可分组操作的， 因而电压电流特性的电容偏置度可以分级调节。如果这样做的话，那么就可以使用较小的“插入”TCR。 TCR 的控制器中有代表所联电容器组数的信号，并被设计成具有连续的电流电压特性当一组电容器投入或切除时，导通角立即随其它参考信号而调整，
35、以使所增减的电容性无功功率刚好被TCR中等量的感性无功功率变化所平衡。此后，导通角将连续地按照系统的要求而变化直到下一次电容器操作发生为止。通常 TCR装置 U/I特性曲线的斜率在3%与 10%可调。FC-TCR 型 SVC的典型接线方式TCR 部分一般为三相三角接法每相电抗器分成两部分这样可以从晶闸管阀体两端限制di dt 值，以改善阀组的动态工作条件，有利于提高运行的可靠性。另外当系统平衡时，所有的三次谐波序列的谐波电流都只能在闭合三角形中流通 而线电流中则不出现这些谐波。FC-TCR 型SVC 的控制策略从实用的观点来看，补偿器的主要特性是它的电压电流特性。典型的 TCR 特性示于图 4
36、 中 (实线 )。对所有的电压， TCR 中的电流决定于电抗器的感抗和导通角 。 控制系统根据补偿需要， 自动地调整晶闸管触发角 (因而也就相应地改变了 )。图 4 中实线上的每一点代表电抗器电纳BL 的一个特定的值。有两种基本的控制型式即开环控制和闭环控制。闭环系统的优点是精确，但响应慢，而开环系统则是响应迅速，但控制精度较差。开环控制开环控制策略都只适合于负荷补偿， 在那种场合所需的补偿器响应一律用根据负荷电压和电流的瞬时值计算得到的电纳来表示在这种控制策略中，无明显的电压调整功能重钢中板厂TCR 型 SVC 开环控制系统原理图闭环控制为了提高无功补偿器的调节功能和稳定性，实际应用的SVC
37、 多采用闭环控制。以TCR型的 SVC 为例，如下图所示，由锁相环节给出负荷电流中比公共供电点电压滞后90 的无功电流分量 (或无功功率 ) 这样便构成开环控制。另外，将TCR 电流经调节器反馈，构成电流反馈环节调节器多采用比例积分器，又称为PI 调节器。将TCR 产生的补偿电流与负荷的无功电流分量比较，经电流误差放大器K1 构成电流反馈的内闭环控制。类似地由电压调节器将电网电压反馈与参考电压的给定值比较，经电压误差放大器K2 构成电压反馈的外闭环控制。当负荷发生波动时，开环控制立即发生快速补偿；闭环对无功电流 ( 或无功功率的控制， 其响应时间较长， 但可提高控制的稳定性。 补偿器的响应时间
38、和稳定性则决定于控制系统的时间常数和放大系数之间的折衷。)SVC 闭环控制TCR补偿器的其他运行性能独立相控三相可以独立进行控制，这点是 TCR 所特有的。所以 TCR 可用作为相平衡装置。普通的TSC 也能逐相进行控制，但因为其无功功率只能分级变化，所以相平衡精度就不够好。与TCR 一同使用的并联电容器不会限制相平衡能力，相反还可能加强这种能力，因为补偿网络的任一相，一般都可能或者要求电感性或者要求电容性导纳不平衡 TCR比之平衡条件下的TCR 可能产生更多的谐波，因而对整流的要求提高了。特别是3 次谐波序列将会出现在线电流中。响应时间由图 2 可以看出，只要 小于 180 o，TCR任何一相的导通角可以在电源频率连续两个半波之间任意变化，如不计调节器时间常数，动态响应时间约为10ms；对于三相电路，动态响应时间约为3.4ms 采用数字式快速调节器的条件下，动态响应时间约在5 10ms。须指出这里所谓响应时间仅指扰动开始到调节器起作用的时间，并不是指整个调节过程完成的时间，后者时间要长得多取决于控制策赂的选择( 例如开环控制或是闭环控制 ) ，系统阻抗大小等因素。一般从扰动开始至调到预定变化的90所需的时间定义为响应时间，典型的响应时间为30 一 100ms。而由扰动开始至有效地抑制扰动并使响应