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《改進式晶閘管電容無功補償方法的研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第35卷第1期東北電力大學學報Vo1．35．No．12015年2月JournalOfNortheastDianliUniversityFeb．，2015文章編號：1005—2992(2015)01—0037—05改進式晶閘管電容無功補償方法的研究王建元，馬雪珂(東北電力大學電氣工程學院，吉林吉林132012)摘要：提出了一種通過晶閘管開關裝置直接調節(jié)電容器兩端電壓以調節(jié)電容無功功率的方法及原理和接線。對換級時和故障情況下發(fā)生的斷態(tài)過電壓產(chǎn)生的過程提出理論分析。同時采用MATLAB／Simulink對此過程仿真分析，通過采用氧化鋅壓敏電阻過壓保護后，重新對斷態(tài)過電壓進行仿真。結
2、果表明：換級時斷態(tài)過電壓不高，在允許范圍之內；裝置故障時，會出現(xiàn)嚴重過電壓，若過壓保護動作后，可使斷態(tài)電壓降低到允許范圍內。關鍵詞：變壓式電容無功補償；晶閘管開關裝置；換級調節(jié)；斷態(tài)過電壓；壓敏電阻中圈分類號：TM733文獻標識碼：A現(xiàn)行的電容無功補償方法均采用機械開關或晶閘管開關投切電容器組來改變運行的電容器容量，以實現(xiàn)無功功率的調節(jié)。機械開關投切電容器組(MSC)雖投資較省，但沖擊電流較大，只適用于靜態(tài)無功補償和調壓。基于晶閘管開關控制的動態(tài)無功補償裝置例如：晶閘管控制電抗器(TCR)[2-3]、晶閘管投切電容器組(TSC)[4-6]、晶閘管控制電抗器——固定電容器(TC
3、R+FC)?、基于逆變原理的靜止無功發(fā)生器(SVG或STAT-COM)11-14]等都能構成性能良好的無功調節(jié)裝置，但是它們的單位造價都比較昂貴。以上裝置還有一個特點：裝置所接的母線電壓不宜太高，要應用于220～500kV變電站，主變需設計第三繞組，甚至還需要加裝中間變壓器，因此構成設備多，增加了工程綜合造價。文獻[16]提出了一種新型的電容無功功率補償方法一晶閘管變壓式電容無功功率補償，它是對俄羅斯類似CKY裝置¨的改進，即改進CKY。該裝置具有SVC、SVG、俄式CKY等快速無功補償裝置所具有的快速頻繁調節(jié)性能，晶閘管工作電壓低，裝置接入母線允許工作電壓高，可直接接于11
4、0kV甚至220kV母線，能顯著降低工程綜合造價，而且控制簡單，易實現(xiàn)。文獻[18]在試驗室進行了改進CKY單相補償裝置的特性試驗，結果表明：該裝置原理正確，投入和換級暫態(tài)性能良好。在此將補償裝置改造為最大補償容量為1800kvar、電壓為10kV的晶閘管串聯(lián)調壓電容無功補償裝置，使得無功調節(jié)范圍為裝置額定容量的17．7％～100％，且能實現(xiàn)13級分級調節(jié)。并且在換級操作和故障情況下，對氧化鋅壓敏電阻接人系統(tǒng)前后的晶閘管開關斷態(tài)電壓進行了仿真。1改進CKY接線方式的工作原理改進CKY接線原理見圖1，裝置的輔助變壓器一次側繞組與工作母線相接，二次繞組、晶閘管開關裝置(VT)和電
5、容器組串聯(lián)后接于同一母線。通過改變變壓器二次側的等效匝數(shù)以改變變比K，同時也改變了二次繞組的附加電勢，進而改變了電容的電壓，從而調節(jié)了電容發(fā)出的無功功率。收稿日期：2014—10—25作者簡介：王建元(1971一)，男，陜西省漢中市人，東北電力大學電氣工程學院教授，博士，主要研究方向：計算機在電力系統(tǒng)中的應用、電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用和電能質量控制技術．38東北電力大學學報第35卷電容器發(fā)出的無功為：Q。：：(1一IO，(1)CC式(1)中，U為電容器兩端的電壓；。為電容器容抗；U為工作母線電壓；K為輔助變壓器一、二次繞組的等效匝數(shù)之比。若取和Q。=UN。為基準值，近似
6、認為U=U，則補償裝置發(fā)出無功標幺側值為：————————————’·I————————一aEEQc=(1一K)，(2)當在0～l問變化時，據(jù)式(2)可得如圖2所圖1補償裝置的原理接線示補償裝置電容無功調節(jié)特性。由圖2可見，裝置無功調節(jié)線性度較好，K的變化范圍越大，Q。的調節(jié)范圍就越寬。在此取K=0．6，則Q在(0．16～1．0)Q礬之間可調。2單相10kV改進CKY裝置的參數(shù)設置改進CKY裝置的單相接線圖如圖3所示。裝置電源電壓U=10kV；電容器參數(shù)U。=10kV，ICN=圖2裝置的無功調節(jié)特性180A，QcⅣ=1800kvar，Xc=(500／9)Q，C=0．573uL
7、為限流電感，用于限制故障短路電流和降低換級電流，X，=0．03XL=0．0053H。變壓器變比設為10／6kV，變壓器二次側繞組由一個吲定線圈及3個調節(jié)線圈構成，它們對應的匝數(shù)分別為2I：22：23：24=6：3：2：1。1一l2為晶閘管開關，每個晶閘管開關均只含有一對反并聯(lián)的晶閘圖3裝置單相接線圖管，通過橋接晶閘管開關的通、斷組合而實現(xiàn)各調節(jié)線圈的正接、反接或不接，從而改變變壓器二次繞組的等效匝數(shù)。R，為氧化鋅壓敏電阻，壓敏電阻動作將晶閘管兩端的電壓限制在保護水平以內。、尺、，是三個橋接晶閘管開關的分
