第04期2011年2月
企业研究Business research
No.04FEB.2011
1引言
无功功率补偿是当今电气自动化技术及电力系统研究领域所面临的一项重大课题，正在受到越来越多的关注。
电网中无功功率不平衡主要有以下两个方面的原因：一方面是供电部门传送的电力质量不高；另一方面是用户的电气性能不够好。
这两方面的综合原因导致无功功率的不均匀分布和各种问题的产生。
显然，这些需要补偿的无功功率如果都要由发电端产生和提供并经过长距离传输是不可能的,最有效的方法是在大量需要无功功率的地方安装无功补偿装置并进行无功功率的就地补偿。
2SVC 补偿原理
静态无功功率补偿装置(SVC)是对电力系统中的无功功率进行快速动态补偿，不仅可以实现对动态无功功率因数的修正、提高电力系统的静态和动态稳定性使系统能够抵御的大的故障诸如单相接地短路、两相短路和三相短路，还可以减少电压和电流的不平衡。
图2-1a)所示为系统、负载和补偿器的单相等效电路图。
其中，U 代表电路的电压，R 和X 分别代表电路的电阻和电抗。
设负载变化很小，故有，则当时，表示电路电压与无功功率变化的特性曲线如图2-1b)中所示，由于电路电压变化率较小，其横
坐标也可以换为无功功率的电流。
由此可以得出，该特性曲线
是向下倾斜的，即随着系统供给的无功功率Q 的不断增加，系统电压逐渐逐级下降。
3TCR 型无功补偿装置3.1晶闸管控制电抗器(TCR)
TCR 是SVC 中最重要的组成部分之一，其单相基本结构是两个反并联的晶闸管与一个电抗器相串联。
如图3-1所示，串联的晶闸管要求同时触发导通。
这样的电路并联到电网上，
相当于电感负载的交流调压电路的结构。
IEEE 将晶闸管控制电抗器(TCR)定义为一种并联型晶闸管控制电抗器，通过控制晶闸管的导通时间，进而可以使其有效电抗连续变化。
反并联的两个晶闸管就像一个双向开关，晶闸管阀T1在电压的正半周期导通，而晶闸管阀T2在电压的负半周期导通。
通过改变晶闸管的触发角α，可以
改变电抗器电流的大小，即可以达到连续调节电抗器的基波无功功率的目的。
由于电感的存在，在TCR 触发角α<90°时触
发的晶闸管中包含直流分量，且不对称；因此，TCR 型晶闸管的触发角的有效范围在90°-180°。
当α=90°时，晶闸管完全导通，相当于与晶闸管串联的电抗直接接到了电力网络中，这时其吸收的无功功率最大。
当触发角在90°-180°之间时，
配电网无功功率补偿方法的研究
李学勤
作者简介：李学勤，河北电力设备厂，河北，邯郸，056004）
装置的电路图
无功补偿原理
图2-1无功功率动态补偿原理
图3-1TCR 的基本结构
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图3-212脉波TCR接线
晶闸管部分导通，增大触发延迟角相当于增加了补偿器的等效电抗，因而减少了其吸收的无功功率。
当触发延迟角为180°，TCR不再吸收无功功率，对电力网络不起作用。
3.212脉波TCR
12脉波TCR由供电电压相差30°相角的两个6脉波TCR构成，它可以有效的减小线电流中的谐波。
在这种结构中，两个6脉波TCR通过相位相差30°的两组三相电压供电。
其接线如上图3-2所示。
它通过降压变压器接到母线上，降压变压器二次侧有两个绕组，一个为星型联接，另外一个为三角型联接，从而形成30°的相位差。
两个绕组分别接一个6脉波的TCR，因此一次侧电流仅含有12k+1、12k-1次的谐波。
12脉波TCR中谐波含量的大量减少，大大减轻了使用滤波器的数量和规模。
因而不需要像6脉波TCR那样需要采用单独调谐的滤波器来滤除5次和7次等较低次的谐波，而只要采用高通滤波器就可以满足要求了。
12脉波TCR的一个很重要的优点是当组成它的其中的一个6脉波TCR单元发生故障时，另一个TCR单元可以继续正常运行。
4结论
本文介绍了目前国内外静止无功补偿器的发展状况，列举出了目前应用比较广泛的静止无功补偿装置（SVC）的原理及结构、优缺点以及适用的场合，详细讨论了TCR型SVC的补偿原理,特别是12脉波TCR的特性。
由于TCR型SVC装置能够连续调节且响应迅速，使得它在提高供用电系统及负载的功率因数、降低设备容量、减少功率损耗、提高电力系统的静态和动态稳定性、减少电压和电流的不平衡方面都有较好的作用。
因为电网电压的波动主要是由无功功率的波动引起的，电弧炉、轧钢机等大型设备会产生频繁的无功功率冲击，严重影响电网的供电质量。
因此必须在合适的地点加装动态无功补偿装置，提高输配电能力。
参考文献：
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[3]杨晨.TCR的电气特性及控制系统[D].2007.
李学勤：配电网无功功率补偿方法的研究128
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