无功补偿装置原理与应用

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。电压闭环控制的原理框图如图17所示。图中的Uref为参考电压。从图18所示的TcR+FC型SVC的电压一电流特性中可以看出，改变Uref，也就是改变特性在纵坐标轴上的截距，使特性的水平段上下移动。纵坐标轴左部分的特性相当于反向并联晶闸管的导通角为零，仅有固定的补偿电容器FC并联在母线上的情况。而纵坐标轴右部分的特性相当于反向并联晶闸管导通，TCR接在母线上，并与FC并联的情况。此时，IL所对应的感性无功功率与IC所对应的容性无功功率的差值，即为负载的感性无功功率。

在介绍线性化环节时，曾说过线性化环节的作用是实现Bref与BL之间的线性关系，BL线性跟踪Bref。但在电压闭环控制中，参考信号为Uref。此处，Bref与Uref是等效的。

另一点需要说明的是，U～F应为直流信号，图l6和图17中的电压检测单元除包括电压检测以外，还应包括整流和滤波单元。这样，得到的U～的反馈信号U～F才是直流信号，与Uref比较后，得到其差值△U，△U经过PI调节器和包括线性化环节在内的触发单元得到导通角为θ的触发脉冲序列，得到稳定的输出电压U～。

从以上分析可知，TCR+FC型SVC的电压一电流特性在纵坐标轴上的截距是由参考电压Uref决定的，而该特性的斜率是由比环系统的开环放大倍数决定的，所以，改变PI调节器的放大倍数就可以改变特性的斜率。

混合型SVC的电压一电流特性如图19所示。实际上，特性0—1—1′，0—2—2′，0—3—3′和0—4—4′分别是图13中并联的补偿电容器分别为1组、2组、3组和4组的TCR与补偿电容器配合使用时的电压一电流特性。由此所形成的混合型SVC在补偿电容器组切换时，与TCR的控制相配合，其最大的容性无功功率和相对应的最大的感性无功功率的电压一电流特性为0—4—1′。在补偿电容器组进行切换时，TCR的控制器应随着补偿电容器组的投入或切除，发出相对应的控制信号，实时地调整TCR的触发导通角，使所增加的容性无功功率(补偿电容器组投入)或减少的容性无功功率(补偿电容器组切除)被TCR的感性无功功率的增加或减少所平衡。为了防止在切换点发生断续，要求TCR的感性无功功率略大于补偿电容器切换时的容性无功功率。

如前所述，在TCR+FC型SVC中，要求TCR的感性无功功率大于FC的容性无功功率，这样，若FC的补偿容量很大，则TCR的补偿容量会更大。但在?昆合型SVC中，TCR的补偿容量只要满足“在线”的补偿电容器的补偿容量即可。混合型SVC的这个优点也带来了不足，即在实际运行中，应尽量避免补偿电容器组的过于频繁的投切，特别是在TCR+MSC型SVC中，为使系统可靠运行，要防止补偿电容器组的过于频繁的投切造成机械开关的失控。