【摘 要】本文介绍了静止无功补偿装置的用途和基本原理，给出一种设计，采用并联电阻使晶闸管阀均压，采用串联电感使其均流。该装置实现对无功功率动态补偿的原理主要是改变电容器组的投切组数以及相控电抗器的等效电纳。 【关键词】10kV电压；供电系统；静止无功补偿装置 1、静止无功补偿器（SVG）的用途 SVG主要是由电容器和电抗器组成，通过电力电子开关的通断来实现平滑而快速的控制，只要是应用在对负荷的补偿和系统的补偿两个方面。在负荷补偿方面，当负荷发生变化时，SVG可以有效抑制由于该原因造成的电压波动以及闪变，当负荷缺乏无功功率时，SVG也可以对其所缺的无功功率进行补偿，从而提高功率因素，使得电网中电能的流动得到优化；在系统补偿方面，SVG可以很好的维持线路节点上电压的稳定，有效地抑制波动；在一定程度上加大了线路对有功功率的传输容量，保证了电网的静态稳定性；如果电网发生故障，该装置也能够在较短的时间内将电压稳定在恒定值，有效地提高电网的在故障下的静态稳定性；此外，大容量、较快的响应速度、灵活的调节方式、较好经济性的SVG对于电力系统来说更具使用价值[1]。 2、静止无功补偿器（SVG）的原理 普通常用的SVG是由晶闸管控制电抗器和晶闸管投切电容器构成，其基本拓扑结构如图1所示。可见，它主要是由TSC、TCR、滤波器、降压电压器以及控制部分组成，其基本功能的实现主要是：根据需要，通过控制触发晶闸管投切或者是加入电容器组，控制电流大小来调节无功功率的输出，从而有效地控制电抗器和电网电接点的电压。本文设计了一种静止无功补偿器，主要针对负荷补偿，下面给出具体介绍[2]。 3、三相不平衡负荷下的补偿原理 图2给出了该三相不平衡的负载，它主要是由三相对称的电压供电，如果是中性点不接地的星形连接负荷，可通过Y-Δ变换表示成三角形连接，该负荷主要是由1台SVC进行补偿。 三相相电压和线电压可表示为： （1） 其中：，可以将各相的线电流表示成： （2） 选择A相位基准相，可以得到线电流与其对称分量之间的关系为： （3） 由以上两个式子式可以求得A相负载对称分量，三角形连接的无功补偿装置的A相线电流对称分量。在系统中加入静止无功补偿装置，使线电流的负序分量为0，则可以使三相负载达到平衡，即式（4），补偿后可将系统功率因素提高为1，此时，需要保证正序电流的虚部为0，也即是式（5）。 IA2(l)+IA2(r)=0 （4） Im[IA1(l)+IA1(r)]=0 （5） 由以上3个式子，可以解出无功补偿装置的三相电纳分别为： （6） 4、设计主电路 SVG的主电路中，静止无功补偿器的两个组成部分都采用的是三角形连接方式，采用这种连接具有很多优点，比如：线电流中不会产生零序分量；可以有效地抵消3N次的电压谐波；由于元器件的结缘水平和电网的额定电压等级相同，可以直接取相应的线电压。电路中晶闸管阀的接线方式有两种，分别是：与大功率二极管反并联以及反并联。由于采用前种接线方式时，晶闸管以及二极管上要承受的最大电压是两倍的线电压峰值。采用后种接线方式时，由于电容器是在电压过0点时才投入的，此时晶闸管阀承受的最高电压仅仅就是线电压的峰值，这样就可以大大减少串联晶闸管阀的个数，有效地降低了成本，因此，本文采用后种接线方式。 5、晶闸管阀的均流和均压问题 5.1晶闸管阀的均流 在无功补偿装置中，一般采用多个晶闸管并联的方法来承担大电流，以此来满足单组电容器容量的要求，元件的不同特性造成了即使是具有相同的端电压，流过元件的电流也会有差异，影响均流的效果。如果采用串联电感的方法来均流，则要求电感的电抗值要晶闸管的内阻大多的，这样才能有效地减小每个支路电流的差异，才会达到很好的均流效果。 5.2晶闸管阀的均压 图3给出了晶闸管的均压电路，同理，要让晶闸管承受较高的电压，需要将多个晶闸管串联，因为单个晶闸管承受的电压较低，在串联过程中，同样会出现电压不均匀的现在，也是因为各个元件特性的差异造成的，该原因会造成在使用时晶闸管电压分布不均匀，解决办法是加装均压装置，以限制不均匀的程度。R1的主要作用是稳态均压，防止各个晶闸管上承受的电压各不相等。在选择阻值上，R1的阻值要小于任何一个串联器件阻断时的正反向电阻。此外，由于各个晶闸管自身的原因，会造成各个晶闸管所承受的电压先后不均。电容C上串联有电阻R2的原因是防止在晶闸管导通时电容放电产生过大的di/dt。 6、结束语 随着电力电子技术迅速的发展，无功补偿的应用越来越迫切，发挥无功补偿的静止型经济、简单、方便、可靠、节能的优势，克服以前因技术不成熟而使应用受到的的各种局限。 参考文献 [1]戴晓亮.无功补偿技术在配电网中的应用.电网技术,1999(6) [2]刘会金等.10kV配电网基波无功的动态补偿.电工技术,2001(9)
