10KV電壓供電系統(tǒng)的SVG補償技術(shù)應(yīng)用

10KV電壓供電系統(tǒng)的SVG補償技術(shù)應(yīng)用摘要：本文介紹了靜止無功補償裝置的用途和基本原理，給出一種設(shè)計，采用并聯(lián)電阻使晶閘管閥均壓，采用串聯(lián)電感使其均流。該裝置實現(xiàn)對無功功率動態(tài)補償?shù)脑碇饕歉淖冸娙萜鹘M的投切組數(shù)以及相控電抗器的等效電納。關(guān)鍵詞：10kV電壓；供電系統(tǒng)；靜止無功補償裝置眾所周知，電力系統(tǒng)的供電能力和供電質(zhì)量最終是通過配電網(wǎng)來實現(xiàn)的。在所有電壓等級的配電網(wǎng)中，10kV配電網(wǎng)的降損潛力最大，經(jīng)過多年的經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，通過無功補償來降損升壓是一種投資小回報高的方案。在我國，無功長期匱乏造成的網(wǎng)損非?？捎^，如果采用添加無功補償裝置的方法，可以有效的減少網(wǎng)損，具有很高的實際價值，70年代以來，靜止無功補償器在我國輸配電系統(tǒng)中得到了十分廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，為電力系統(tǒng)的節(jié)能做出了巨大的貢獻。1靜止無功補償器（SVG）的用途SVG主要是由電容器和電抗器組成，通過電力電子開關(guān)的通斷來實現(xiàn)平滑而快速的控制，只要是應(yīng)用在對負荷的補償和系統(tǒng)的補償兩個方面。在負荷補償方面，當(dāng)負荷發(fā)生變化時，SVG可以有效抑制由于該原因造成的電壓波動以及閃變，當(dāng)負荷缺乏無功功率時，SVG也可以對其所缺的無功功率進行補償，從而提高功率因素，使得電網(wǎng)中電能的流動得到優(yōu)化；在系統(tǒng)補償方面，SVG可以很好的維持線路節(jié)點上電壓的穩(wěn)定，有效地抑制波動；在一定程度上加大了線路對有功功率的傳輸容量，保證了電網(wǎng)的靜態(tài)穩(wěn)定性；如果電網(wǎng)發(fā)生故障，該裝置也能夠在較短的時間內(nèi)將電壓穩(wěn)定在恒定值，有效地提高電網(wǎng)的在故障下的靜態(tài)穩(wěn)定性；此外，大容量、較快的響應(yīng)速度、靈活的調(diào)節(jié)方式、較好經(jīng)濟性的SVG對于電力系統(tǒng)來說更具使用價值［1］。2靜止無功補償器（SVG）的原理普通常用的SVG是由晶閘管控制電抗器和晶閘管投切電容器構(gòu)成，其基本拓撲結(jié)構(gòu)如圖1所示?？梢?，它主要是由TSC、TCR、濾波器、降壓電壓器以及控制部分組成，其基本功能的實現(xiàn)主要是:根據(jù)需要，通過控制觸發(fā)晶閘管投切或者是加入電容器組，控制電流大小來調(diào)節(jié)無功功率的輸出，從而有效地控制電抗器和電網(wǎng)電接點的電壓。本文設(shè)計了一種靜止無功補償器，主要針對負荷補償，下面給出具體介紹［2］。rh7■Jrtm圖1rh7■Jrtm3三相不平衡負荷下的補償原理圖2給出了該三相不平衡的負載，它主要是由三相對稱的電壓供電，如果是中性點不接地的星形連接負荷，可通過Y△變換表示成三角形連接，該負荷主要是由1臺SVC進行補償。

圖2三相對稱電壓對三相不對稱負載三相相電壓和線電壓可表示為：UA=UUab(1-a2)UU圖2三相對稱電壓對三相不對稱負載三相相電壓和線電壓可表示為：UA=UUab(1-a2)UUB=a2UUbc(a2-a)U、U(:二aU.UCA.l(a—1)U（1）可以將各相的線電流表示成:其中:a=e】120°=-1+J22（2）選擇A相位基準相，可以得到線電流與其對稱分量之間的關(guān)系為:（3）由以上兩個式子式可以求得A相負載對稱分量，三角形連接的無功補償裝置的A相線電流對稱分量。在系統(tǒng)中加入靜止無功補償裝置，使線電流的負序分量為0，則可以使三相負載達到平衡，即式（4），補償后可將系統(tǒng)功率因素提高為1，此時，需要保證正序電流的虛部為0，也即是式（5）?！緼2⑴+IA2（r）=0（4）Im[IA1（l）+IA1（r）]=0⑸由以上3個式子，可以解出無功補償裝置的三相電納分別為：1a1a-a21A(])B?C=-擊Imaa2-11l!(D.b!;a■a21-a■1(：(1)■（6）4設(shè)計主電路圖3給出了SVG的示意圖。在主電路中，靜止無功補償器的兩個組成部分都采用的是三角形連接方式，采用這種連接具有很多優(yōu)點，比如：線電流中不會產(chǎn)生零序分量；可以有效地抵消3N次的電壓諧波；由于元器件的結(jié)緣水平和電網(wǎng)的額定電壓等級相同，可以直接取相應(yīng)的線電壓。電路中晶閘管閥的接線方式有兩種，分別是：與大功率二極管反并聯(lián)以及反并聯(lián)。由于采用前種接線方式時，晶閘管以及二極管上要承受的最大電壓是兩倍的線電壓峰值。采用后種接線方式時，由于電容器是在電壓過0點時才投入的，此時晶閘管閥承受的最高電壓僅僅就是線電壓的峰值，這樣就可以大大減少串聯(lián)晶閘管閥的個數(shù)，有效地降低了成本，因此，本文采用后種接線方式。圖3SVG示意圖5晶閘管閥的均流和均壓問題5.1晶閘管閥的均流在無功補償裝置中，一般采用多個晶閘管并聯(lián)的方法來承擔(dān)大電流，以此來滿足單組電容器容量的要求，元件的不同特性造成了即使是具有相同的端電壓，流過元件的電流也會有差異，影響均流的效果，如圖4所示，如果采用串聯(lián)電感的方法來均流，則要求電感的電抗值要晶閘管的內(nèi)阻大多的，這樣才能有效地減小每個支路電流的差異，才會達到很好的均流效果。VTS圖4晶閘管的均流電路5.2晶閘管閥的均壓上圖5給出了晶閘管的均壓電路，同理，要讓晶閘管承受較高的電壓，也需要將多個晶閘管串聯(lián)，因為單個晶閘管承受的電壓較低，在串聯(lián)過程中，同樣會出現(xiàn)電壓不均勻的現(xiàn)在，也是因為各個元件特性的差異造成的，該原因會造成在使用時晶閘管電壓分布不均勻，解決辦法是加裝均壓裝置，以此來限制不均勻的程度。圖5中的R1的主要作用是穩(wěn)態(tài)均壓，如果沒有這幾個電阻，晶閘管元件上的電壓降將與漏電流成反比，就會造成各個晶閘管上承受的電壓各不相等。在選擇阻值上，R1的阻值要小于任何一個串聯(lián)器件阻斷時的正反向電阻。此外，由于各個晶閘管自身的原因，比如：動態(tài)參數(shù)不一致，開通和關(guān)斷的時間不相同等等，就會造成各個晶閘管所承受的電壓先后不均。電容C上串聯(lián)有電阻R2的原因是防止在晶閘管導(dǎo)通時電容放電產(chǎn)生過大的di/dt，圖5晶閘管的均壓電路6結(jié)束語隨著電力電子技術(shù)迅速的發(fā)展，電力部門對無功補償?shù)膽?yīng)用越來越迫切，要求也越來越高，特別是希望無功