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晶閘管投切電容器在電網(wǎng)中有哪些應(yīng)用呢？隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各種大功率整流、變頻等工業(yè)電子設(shè)備的應(yīng)用，在電網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)行過(guò)程中，電網(wǎng)電壓波形畸變、功率因素低、諧波嚴(yán)重，對(duì)電網(wǎng)造成大量污染，造成很大的損耗。為了提高電網(wǎng)的傳輸能力，穩(wěn)定供電電壓，提高電能利用率，節(jié)電降耗，保護(hù)環(huán)境，減少成本，有效途徑就是對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，提高功率因數(shù)。 采用晶閘管投切電容器對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，可有效提高電網(wǎng)功率因素，降低變壓器和輸電線路的功率損耗，增強(qiáng)變壓器輸送能力，提高電網(wǎng)輸電效率，節(jié)能降耗，減少電網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)行成本。? 　
　
一、引言? 　　
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，高壓晶閘管的誕生和應(yīng)用，新型的靜止無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備—晶閘管投切電容器（Thyristor Switch capacitor一TSC）逐步取代了機(jī)械式開(kāi)關(guān)投切電容器。晶閘管開(kāi)關(guān)是無(wú)觸點(diǎn)的，操作壽命幾乎是無(wú)限的，有效提高電容器和開(kāi)關(guān)設(shè)備的使用壽命，且晶閘管的投切時(shí)刻可以精確控制，能夠快速、頻繁、無(wú)沖擊地將電容器、電抗器等設(shè)備接入電網(wǎng)，大大減小了投切時(shí)的沖擊涌流和操作困難，并可實(shí)現(xiàn)分相補(bǔ)償。? 　　
二、TSC 工作原理? 　　
TSC型補(bǔ)償器是一種斷續(xù)可調(diào)的發(fā)出無(wú)功功率的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置，其基本原理如圖1所示。常用的是三相電路，可以是三角形連接，也可以是星形連接。兩個(gè)反并聯(lián)的晶閘管起著把電容器C并入電網(wǎng)或者從電網(wǎng)斷開(kāi)的作用，串聯(lián)的電感L很小，用來(lái)抑制電容器投入電網(wǎng)時(shí)可能出現(xiàn)的沖擊電流。在實(shí)際工程應(yīng)用中，為避免容量較大的電容器組同時(shí)投入或切斷會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成較大的沖擊，一般把電容器分成幾組，這樣可以根據(jù)電網(wǎng)對(duì)無(wú)功功率的要求而改變投入電容器的容量，成為斷續(xù)可調(diào)的動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償器。? 　　
TSC的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題是投切電容器的時(shí)刻選取。為了投切效果更好，必須對(duì)電容預(yù)先充電。電容組的較好投切時(shí)間是晶閘管兩端電壓為零的時(shí)刻，也就是電容器兩端電壓等于電源電壓的時(shí)刻。這樣，電容器電壓不會(huì)產(chǎn)生躍變，也就不會(huì)產(chǎn)生沖擊電流，電流也沒(méi)有階躍變化。? 　　
　
控制電路通過(guò)電壓、電流互感器從10kV母線上測(cè)得電壓和電流信號(hào)，由監(jiān)控系統(tǒng)的控制器對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析和判斷，確定系統(tǒng)的無(wú)功功率需求量；控制器觸發(fā)電路發(fā)出觸發(fā)信號(hào)或者閉鎖、跳閘等保護(hù)信號(hào)，進(jìn)行電容器的投切或保護(hù)等動(dòng)作；開(kāi)關(guān)電路控制補(bǔ)償電容器投切到系統(tǒng)；緩沖電路對(duì)開(kāi)關(guān)電路兩端出現(xiàn)的過(guò)電壓和過(guò)電流起緩沖作用；保護(hù)電路限制系統(tǒng)的暫態(tài)過(guò)電壓，保護(hù)系統(tǒng)安全運(yùn)行。? 　　

三、TSC 在10KV配電網(wǎng)的應(yīng)用? 　　

某市供電局在10KV變電站母線上安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置，該裝置采用固定電容與可調(diào)電容并聯(lián)運(yùn)行方式（FC+TSC），由若干不可控電容器與TSC并聯(lián)而成，固定電容的容量為1Mvar，TSC部分的容量為1.5Mvar，采取分相補(bǔ)償以調(diào)節(jié)不平衡負(fù)荷。TSC裝置的三相分成兩組電容配置，每相所配置的容量分別為200kvar/14kV 和300kvar/14kV。? 　　

在該變電站運(yùn)行過(guò)程中，我們檢測(cè)并統(tǒng)計(jì)了功率因素、母線電壓電流等運(yùn)行數(shù)據(jù)，如表1所示。? 　　

表1 加裝TSC裝置后變電站運(yùn)行數(shù)據(jù)? 　　
根據(jù)表1所示，TSC系統(tǒng)根據(jù)電網(wǎng)所需無(wú)功功率的變化，自動(dòng)投切電容器組，使電網(wǎng)功率因素提高，母線相電流降低，從而使變壓器輸出功率降低。當(dāng)投入固定組和投入兩組電容器時(shí)，變壓器輸出功率分別為：? 　　
從而，變壓器輸出功率降低：? 　　
設(shè)變壓器的額定功率為40000kW，可增加變壓器輸送能力：? 　　
配電變壓器損耗分為鐵損（空載損耗）和銅損（負(fù)載損耗）兩部分。鐵損對(duì)某一型號(hào)變壓器來(lái)說(shuō)是固定的，與負(fù)載電流無(wú)關(guān)，該變壓器空載損耗為32kW。銅損與變壓器負(fù)載率的平方成正比。當(dāng)投入固定組和投入兩組電容器時(shí)，變壓器的負(fù)載損耗分別為：? 　　
從而，變壓器損耗減少：? 　　
輸電線路長(zhǎng)度約5公里，計(jì)算其輸電過(guò)程中有功功率損耗。當(dāng)投入固定組和投入兩組時(shí)，輸電線路有功功率損耗分別為：? 從而，輸電線路有功功率損耗減少：? 　　
所以，在變壓器損耗和輸電線路上的減少有功損耗? 　　
由此可計(jì)算出，加裝TSC裝置后，每天可節(jié)省電能? 　　
全年可節(jié)省電能? 　　
按照惠州市平均電價(jià)每千瓦時(shí)0.75元計(jì)算，每年可節(jié)省約295650元。? 　　
四、結(jié)論? 　　
TSC裝置能夠自動(dòng)適應(yīng)變電站各種運(yùn)行方式和無(wú)功功率的變化，自動(dòng)準(zhǔn)確快速地投切補(bǔ)償電容器，無(wú)沖擊，無(wú)過(guò)電壓，性能穩(wěn)定可靠，達(dá)到變電站無(wú)功補(bǔ)償自動(dòng)投切的控制要求，能有效提高電網(wǎng)功率因素，降低變壓器和輸電線路的功率損耗，增強(qiáng)變壓器輸送能力，提高電網(wǎng)輸電效率，節(jié)能降耗，減少電網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)行成本，在電網(wǎng)的建設(shè)中具有良好的應(yīng)用前景。? 　
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