無功補償裝置原理與應(yīng)用

為了提高控制精度，通常在電壓閉環(huán)控制的基礎(chǔ)上引入補償電流的反饋控制，其控制原理框圖如圖20和圖21所示。在圖20中，引入了電流內(nèi)環(huán)反饋控制。若電流調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)足夠高，或者采用有積分作用的電流調(diào)節(jié)器，電流內(nèi)反饋的控制精度達(dá)到很高，則整個控制系統(tǒng)的精度完全由電壓調(diào)節(jié)器的輸出信號Iref所決定，即混合型SVC的電壓一電流特性的斜率由電壓調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)來決定。

圖2l與圖17相比，增加了電流反饋，此時的調(diào)節(jié)器具有積分作用，穩(wěn)態(tài)電壓偏差為零，可實現(xiàn)對穩(wěn)態(tài)電壓的精確控制。電流反饋的作用是根據(jù)SVC的無功電流ISVC的大小來修正參考電壓Uref。所以，電流反饋單元的增益K，決定了混合型SVC的電壓一電流特性的斜率。而其動態(tài)特性是由調(diào)節(jié)器的積分增益和系統(tǒng)的時間常數(shù)決定的。顯而易見，圖16為圖17和圖21的合成。

2.3 晶閘管投切電容器(TSC)

1)晶閘管投切電容器(TSC)的工作原理晶閘管投切電容器又稱為TSC型靜止無功功率補償器。TSC的原理圖如圖22所示。圖中給出的是單相TSC的原理圖，對于三相電路來說，三相TSC為三個單相TSC的組合。在圖22中，反并聯(lián)晶閘管的作用是將補償電容器投入電網(wǎng)或從電網(wǎng)切除，圖中的小電感L1，L2，L3，…，Lk的作用是抑制補償電容器投入電網(wǎng)時可能產(chǎn)生的沖擊電流。

當(dāng)支路1的反并聯(lián)晶閘管導(dǎo)通，而其他支路的反并聯(lián)晶閘管關(guān)斷時，只有補償電容器C1投入電網(wǎng)，其工作情況如與1.1節(jié)介紹的無功功率補償電容器完全相同，其補償容量由C1決定。當(dāng)k個支路全部投入電網(wǎng)時，補償容量最大。所以，TSC實際上是一個分組投切的無功功率補償電容器。

2)補償電容器的分組方式

補償電容器的分組要綜合考慮電容器組合的級數(shù)和性價比兩個方面。一般情況下，采用“二進(jìn)制”分組方式。即在k組補償電容器中，有k一1組的電容器的容量相等，均為C，只有1組的電容器的容量為C/2。這種分組方式可以得到2k種電容器組和。圖23為TSC的電壓一電流特性。由于有2k種電容器組和，相應(yīng)的有2k個電壓一電流特性。

3)補償電容器的投入時刻

選定補償電容器投入電網(wǎng)的時刻，對于TSC來說是非常重要的。當(dāng)反并聯(lián)晶閘管導(dǎo)通時，補償電容器投入電網(wǎng)。所以反并聯(lián)晶閘管導(dǎo)通的時刻，就是補償電容器投入電網(wǎng)的時刻。若補償電容器投入電網(wǎng)的瞬間，電網(wǎng)電壓與補償電容器上預(yù)先充電電壓不相等，補償電容器C上的電壓uc將隨電網(wǎng)電壓產(chǎn)生一個電壓階躍duc，電容器電流ic為