无功补偿装置论文.doc

一、风电厂无功变化情况分析（一）纯电机角度的分析： 第一种方法利用电枢反应的原理进行分析，如果忽略励磁调节器的话，在电机学的同步电机电枢反应章节中有提到，增加无功，有功不变，增加有功，无功变小。这是因为，励磁如果是恒定不变的，那么在增加有功的时候，励磁用于交轴电枢反应的部分就多了，因为有功功率是靠电机的交轴电枢反应来实现的，那么用于直轴电枢反应的部分就少了，而无功功率正是由直轴电枢反应来实现的，这样加有功的时候无功就会降低，当然电压也就会适当降低。等于是固定不变就那么多的励磁电流，要么用作交轴反应来实现有功，要么就用作直轴反应来实现无功，在加有功时，交轴电枢反应用的励磁多了，那么励磁分给直轴电枢反应来实现无功的部分就少了。所以由于电枢反应，增加有功功率会产生去磁作用，最终导致发电机欠磁，无功功率降低，电压降低。 第二种方法利用发电机功角变化来进行分析，前提同样是励磁保持恒定，发电机能否送出无功以及送出无功的多少与电压差U有关，这个电压差U是指发电机的电动势E0和端电压UN的同相部分的电压差，注意是同相部分的电压差，具体可参照电机学中的同步发电机迟相运行时的相量图，相量图是以发电机端电压UN为一个参考相量，即NU为一个垂直向上的箭头，其保持固定不动。电动势E0在UN箭头的逆时针侧，且为一个长度大于UN的箭头，两者之间形成一个夹角即发电机功角。所谓同相部分的电压差，就是指把E0箭头向参考量UN或者说是垂直轴上的一个投影，这个投影的长度比UN箭头要长，E0箭头在垂直轴上的投影长度减去UN箭头的长度即为两者同相部分的电压差U，只有这个电压差才会产生无功电流，并且是电压差U越大，发电机输出的无功功率就越大，如果电压差U变小，则发电机输出的无功功率就减小。又根据发电机功角特性可知，当发电机送出有功功率时，电动势E0就与端电压UN错开一个角即发电机功角，当有功越大时，角越大，此时可以想象E0又往逆时针的方向转了一个更大的角度，那么它在垂直轴上的投影高度就更短了，所以用它减去UN所得到的无功电压差U就变小了，因而无功自动减小，当然电压也就会适当降低。反之，当有功减小时，功角也随之减小，无功会自动增加，电压也会适当升高。 总之，无论从纯电机的任何一个方面去推论，前提只要励磁电流是恒定不变的，也就是忽略励磁调节器的作用，有功增加时，发电机无功出力就会自动减小，在外界无功用户不变的情况下，则会出现无功缺额，发电机电压会出现下降现象，直到外界用户在电压下降时所耗无功自动减小重新与发电机无功出力达到平衡，电压则会下降到一个新的平衡点稳定运行。反之有功减少时，无功出力会自动增加，在外界无功用户不变的情况下，则会出现无功过剩，发电机电压会出现升高现象，直到外界用户在电压升高时所耗无功自动增加重新与发电机无功出力达到平衡，电压则会升高到一个新的平衡点稳定运行。（二）考虑励磁调节器的影响： 1.从机组本身的因素分析调节器的影响： 从纯电机的角度分析完，可以得出一个结论，当发电机励磁恒定时，增加发电机有功，则会使无功功率自动减少，最终发电机电压会适当降低，或者从另外一个新的角度来分析，当发电机有功增大时，发电机定子电流也增大，那么发电机定子绕组的阻抗压降就会增大，最终还是引起了发电机机端电压降低。 自动励磁调节器（在此只考虑调节器在自动通道恒电压方式下）是以发电机端电压作为被调量的，也就是说励磁调节器的作用就是要维持机端电压不变，所以由上面分析可知，在机组稳定运行，励磁不变的时候，如果增加有功功率则会使发电机的端电压适当降低，那么此时考虑到励磁调节器的存在，当发电机端电压降低，则会使励磁调节器自动增加励磁来维持机端电压。所以正是由于该调节作用，使得发电机在有功增加时，无功会基本维持不增不减。当然由于纯电机角度的分析因素的作用一般也会呈现略微减少的趋势，但是有时也会略微升高。总之调节器的特性参数不同及外部变工况，所以不是一个固定的规律。但基本上是可以维持有功增加时无功不变的，至少不可能会出现纯电机角度分析结论那种明显规律的反向变化。 由于发电机励磁调节器的存在，当发电机有功增加时，无功不会出现纯电机角度所分析的那样明显减少。当然励磁调节器特性是不完全一样的，但即使励磁调节器调节作用不足以抵消增加有功所带来的去磁作用，也绝对能够抵消绝大部分去磁作用了，所以最多会有一个轻微的无功减少趋势。当然如果励磁调节器调节作用大于增加有功所带来的去磁作用，那么不仅此时可以完全弥补有功增加所带来的去磁影响，甚至无功还会有增加的趋势。可见，由于调节器本身特性的差异，可能会出现不同的结果。不过无论结果怎样，从根本上讲，由于调节器本身是用来维持机端电压的，所以调节器在发电机增加有功时会自动增加励磁，那还是因为发电机端电压在受到有功增加的去磁影响后而降低了，这时调节器增加励磁只是为了恢复正常的电压，也就是说仅仅是为了弥补增加有功出现的励磁缺额，所以发电机此时增加的励磁基本上全部都用在了有功功率的增加上，最终使发电机在有功功率增加后也不出现欠磁，从而维持端电压不变。 发电机在有功增加时会使端电压降低，由于励磁调节器会自动增磁维持发电机端电压，正是因为此时调节器自动增磁，则不会出现有功增加，无功明显减少的现象。当然，这时也会有一个新的问题，就是众所周知增加励磁时发电机无功功率会自动增加，那么在增加有功时，励磁也是在自动并且大量增加的，那么无功此时会大量增加吗？这里可以解释一下，电机学的发电机无功功率调节章节中分析调节励磁改变无功的前提是发电机输出有功不变，也就是说增加励磁无功增加的前提是发电机其它条件基本不变的，至少发电机有功是不变的，那么增加的励磁便全部用在了升高电压增大无功上，所以才会有了增加励磁，无功增加的结论。但是在增加有功的情况下大量增加励磁，发电机仍然只是为了维持着机端电压不降低，发电机的端电压只要不变，则说明无功功率的供需是基本平衡的，那么此时认为外界无功用户是基本不变的，发电机此时的无功出力也不会有什么大的变化。最终这种情况下增加的励磁主要还是用在了增加的有功上，对无功影响不大，所以这里在增加励磁时，无功是不会明显增加的。总之，在忽略了调节器特性差别后，我们假设外界条件不变的情况下，可以得出的结论为，调节有功功率时，励磁调节器只能够基本维持无功不变。也不排除轻微增加或者轻微减少的情况，但可以肯定不会明显增加或者明显减少。当然实际情况中要考虑到大量外部因素，无功可能会因外界其它因素而明显变化，下面便具体分析。 2.从机组以外的因素分析调节器的影响： （1）外界系统运行方式的变化：比如投切线路的电容效应和投切电抗器等元件都会使整个系统的无功电源及无功用户情况发生变化，最终机组无功功率也会发生不确定的变化。 （2）外界机组出力的变化：同一电网的其它机组加减出力的同时也会影响其无功出力，以及机组的启停，均会导致电网无功的不平衡，系统电压变动，最终也会使机组无功功率发生不确定的变化。 （3）考虑系统功率传输机理：传输有功功率需要无功功率的支撑，所以调节有功时，比如增大有功，此时要在恒定电压下输走更多的有功，那么需要支撑的无功也就更多，如果无功支撑不足，则会引起电压下降，最终也会导致励磁调节器自动增加励磁，具体我们可以对输电系统中的两大元件即输电线路和变压器进行展开分析。根据输电线路自然功率的概念可知，输电线路既因为其电容效应能够发出无功，也因为其存在串联阻抗在输电过程中电流流过线路的串联阻抗又要消耗无功，所以有功越大，线路的电流越大，消耗的无功就越大，特别是输电功率高于自然功率时，线路自身的电容效应所产生的无功已不足以供线路自身所耗无功了，线路则要从系统吸收无功了。根据变压器自身无功损耗公式可知，变压器传输有功的过程中，会消耗大量无功，传输的有功越大，消耗的无功就越大，当变压器传输有功功率达到满载时，其自身消耗的无功可达变压器额定容量的10%15%。由上述分析可见，当系统中无功出力与无功用户平衡，电压不变的时候，此时若机组增加有功，则会直接导致输电系统传输的有功功率增大，电流增大，那么系统自身在传输有功时消耗的无功也自然增大，所以无功出力与无功用户不再平衡，无功出力已经不能满足无功用户的需要，也就是说出现了无功缺额从而引起电压下降，最终励磁调节器会自动增加励磁来提高机组无功出力使其重新与无功用户达到平衡，维持机端电压。此外在电力系统分析中，考虑了系统静态稳定性，也要在有功增加时适当提高无功，但这主要是从电网稳定方面分析的，对于机组本身，影响甚小，不展开分析。总之，这个因素导致的无功变化基本是可以确定方向的，即机组无功功率基本随着有功功率的增加而增加，反之同理。 （4）厂用电负荷的变化：由于大多厂用负荷为感应电动机，自身所消耗的无功是很大的，所以当厂用电负荷变化时，所耗无功会发生很大变化。厂用负荷无功的变化几乎不会影响到系统电压，也就是说系统电压是维持恒定的，由于主变阻抗的存在，发电机机端的电压是会直接受到影响的，比如增加有功，厂用负荷就要增大，厂用电所耗无功功率增大，发电机机端电压降低，最终仍是励磁调节器自动增加励磁以维持机端电压，那么机组无功出力就会增加，等于是厂用负荷无功的变化最终是直接体现到发电机无功出力上了。这个因素导致的无功变化也基本是可以确定方向的，即机组无功功率基本随着有功功率的增加而增加，反之同理。 （5）此外还有一些不可预知的原因引起的电压变化，也均会使励磁调节器自动调整励磁最终改变无功出力。（三）人为干预的影响： 由于电网负荷是在不断变化的，机组正常运行中，大多数情况，会出现机组无功先发生了变化，中调随后便会下令调节有功出力，这是因为电网负荷发生了变化。比如用户减少了，首先反应的则是无功功率的减少，随后中调才会根据实际负荷情况下令人为减少有功出力，等于是在人为的干预下，会出现无功有功同方向的变化，但这个变化规律与上述几种情况有着本质的区别。首先它是人为调控引起的，是由于电网负荷变化，引起无功自动变化，调度又根据电网负荷的变化情况下令人为变化有功，从趋势上也可以注意到，一般无功是先于有功变化的。正因如此，它不是因为有功功率变化引起的无功自动变化，但是在实际研究机组有功无功之间的变化规律时，这个因素还是比较明显的。虽然理论意义几乎没有，但毕竟最终的结果是无功有功之间发生同向变化了，所以对解释为什么有时候有功增加，无功也增加了的现象还是有帮助的。三.无功变化的实测趋势分析 由于影响因素涉及面太广，至于无功功率随有功功率的变化究竟是怎样的变化规律，没有一个适用各种情况的明确结论，在这种情况下，最直接有效的手段就是实测数据分析。从目前掌握的实际情况来看，规律本身的确就是在变化的。 机组负荷在100MW以下时，由于此时不参与电网调峰及带厂用负荷，这些因素可以排除，此外考虑到传输有功时变压器和输电线路所耗无功的因素，由于此时机组有功出力小，那么传输有功时变压器和输电线路所耗无功的因素在这里影响不大，所以也起不了明显的作用。最终起主导作用的是电机本身的特性和机组本身因素励磁调节器作用的相互影响，而且电机本身的特性和机组本身因素励磁调节器作用基本又是相互作用抵消的，即电机本身在加有功的时候无功要明显减少，而励磁调节器正好自动增加励磁将有功增加所需的励磁全部提供，这样增加有功不再占用无功所需的励磁，那么无功便不会明显下降，最多是有一个略微下降的趋势，甚至有时会略微上涨，当然即使上涨也仅仅是略微的，绝不会明显上涨，因为前边已经进行过理论分析，增加有功时增加的励磁基本上是正好满足有功增加所需的励磁，而几乎没有多余的励磁来用于增加无功，所以此时增加励磁不会使无功明显增加。总的来说此时相互作用的结果是基本保持无功可恒定不变，即机组负荷在100MW以下时，有功增加，无功基本不变。 当负荷在150MW以上机组正常运行时，既参与调峰又带厂用电，并且传输有功时变压器和输电线路所耗无功的因素也因传输有功增大，在这里也要考虑了。所以此时在电机本身的特性和机组本身因素励磁调节器作用的相互影响的基础上又要考虑机组以外因素励磁调节器在厂用电负荷变化时的作用以及传输有功时变压器和输电线路所耗无功的因素还有人为干预的影响了，由于电机本身的特性和机组本身因素励磁调节器作用的相互影响最终体现出的结果是增加有功，无功基本不变，那么此时机组以外因素励磁调节器在厂用电负荷变化时的作用以及传输有功时变压器和输电线路所耗无功的因素还有人为干预的影响便会体现出来，结果均是无功功率和有功功率为正方向变化趋势，即机组负荷在150MW以上时，有功增加，无功也随之增加。这种情况反应了机组正常运行中绝大多数的现象，且绝大多数机组也都是这样的。 在电力系统中,不可忽视无功功率的平衡对电压的影响,无功功率的增加或减少,均对系统电压产生较大的波动及增加电能损耗,必须调整无功功率的输出,安装无功补偿装置等均可保持无功功率的平衡,以保持电压在正常范围内,同时减少功率损耗。2、系统的无功功率对电压的影响电力系统中的无功功率电源与无功负荷 在电力系统中,无功功率为电力网络及各种电力设备提供励磁。系统内主要需要感性无功功率，它为变压器和感应电动机提供了励磁电流。无功功率的电源有发电机、高压输电线路、大型同步电动机和补偿装置。其中发电机是最基本的无功功率电源,发电机在额定状态下运行时,可发出的无功功为:QGN = S GN sinN = PGN tanN 电力系统中无功负荷主要为异步电动机,系统无功负荷的电压特性主要由异步电动机决定, 它所消耗的无功功率为: QM = Qm + Q = U2 / Xm + I2 X (2)式中:Qm 为励磁功率, Xm 为励磁电抗, Q 为漏抗无功损耗, X 为漏电抗,U 为电动机端电压, I 为定电流。 电力系统无功功率的损耗主要有变压器的无功损耗和输电线路的无功损耗。无功功率对电压的影响 在电力系统运行中,要求电源的无功出力在任何时刻都同负荷的无功功率和网络无功损耗之和相等,即: QGC = QLD QL 下面以一发电机经过一段线路向负荷供电来说明无功电源对电压的影响。略去各元件电阻, 用X表示发电机电抗与线路电抗之和, 等值电路如图1所示,并根据等值电路图作出发电机端电压与负荷侧电压关系的相量图2 : 图1：发电机与负荷关系的等值电路图图2：发电机端电压与负荷电压关系的相量图 根据图2 可以确定发电机送到负荷节点的功率为:P = UIco s =EU* sin/XQ = UI sin = EU*cos/X-U2/X当P 为一定时,得： (3)当电势E 为一定值时, 根据(3) 式可做出无功功率Q 与电压U 的关系图, 如图3 中的曲线1 :由图可知, Q - U 关系是一条向下的抛物线,而负荷的主要成分是异步电动机, 其无功电压特性如图中曲线2 所示。曲线1 与曲线2 的交点a 确定了负荷节点的电压值Ua ,即系统在电压Ua 下达到了无功功率的平衡。图3 无功功率平衡确定电压当负荷增加时, 其无功电压特性如曲线2所示,如果系统的无功电源没有相应增加(即发电机励磁电流不变,电势也就不变) ,电源的无功特性仍然是曲线1 ,这时曲线1 和曲线2的交点a就代表了新的无功平衡点, 并由此决定了负荷点的电压为Ua,显然Ua< Ua ,这说明负荷增加后,系统的电源已不能满足在电压Ua 下无功平衡的需要, 因而只好降低电压运行, 以取得在较低电压下的无功平衡。如果发电机具有充足的无功备用, 通过调节励磁电流增大发电机电势E,则发电机的无功特性曲线将上移到曲线的位置,从而使曲线1与曲线2的交点c 所确定的负荷节点电压达到或接近原来的数值Ua 。同样,如果发电机的电势E 增大而负荷没有增加,则由发电机的无功特性曲线与负荷无功特性曲线2 的交点为a,决定了负荷点的电压为Ua,此时, Ua < Ua 负荷点的电压偏高。由此可见,系统中的无功电源对系统中的电压的影响为当无功电源比较充足时, 能满足较高电压水平下的无功平衡需要, 系统就有较高的运行电压水平;反之,无功不足就反映为运行电压水平偏低。因此,应该力求实现在额定电压下的系统无功功率平衡,并根据这个要求装设必要的无功补偿装置。1.3电力系统中的无功功率的平衡 电力系统无功功率平衡的基本条件是:系统无功功率电源可能发出的无功功率应该大于或至少等于负荷所需的无功功率和网络中的无功损耗, 同时为了保证运行可靠性和适应无功负荷的增长, 系统必须配置一定的无功备用容量。系统中无功功率的平衡关系式为:QGC - QLD - QL = QRES (4)其中; QGC为电源发出的无功功率之和, 包括发电机的无功功率QG和各种无功功率QC ,即 QGC = QG + QC QLD 为无功负荷之和; QL 为网络无功功率损耗之和; QRES 为无功功率备用。当QRES > 0 , 表示系统中无功功率可以平衡且有适量的备用;当QRES < 0 ,表示系统中无功功率不足,应考虑加设无功补偿装置;当QRES = 0 ,表示系统中无功功率刚好平衡,但当系统有小的干扰时将破坏这一平衡。电力系统中一般要求发电机接近于额定功率因数运行,可按额定功率因数计算发电机所发出的无功功率。此时如系统的无功功率能够平衡, 则发电机就保持有一定的无功备用, 其它的无功补偿装置按额定容量来计算其无功功率。二、无功补偿装置的种类及优缺点的比较大类名称型号工作原理技术指标优点缺点应用场合旋转式无功补偿同步发电机/调相机欠励磁运行，向系统发出有功吸收无功，系统电压偏低时，过励磁运行提供无功功率将系统电压抬高可双向/连续调节；能独立调节励磁调节无功功率，有较大的过载能力其损耗、噪声都很大，设备投资高，起动/运行/维修复杂，动态响应速度慢，不适应太大或太小的补偿，只用于三相平衡补偿，增加系统短路容量适用于大容量的系统中枢点无功补偿静止式静态无功补偿机械投切电容器MSC用断路器接触器分级投切电容 投切时间1030s控制器简单，市场普遍供货，价格低，投资成本少，无漏电流不能快速跟踪负载无功功率的变化，而且投切电容器时常会引起较为严重的冲击涌流和操作过电压，这样不但易造成接触点烧焊，而且使补偿电容器内部击穿，所受的应力大，维修量大适用无功量比较稳定，不需频繁投切电容补偿的用户机械投切电抗器MSR并联在线路末端或中间，吸收线路上的充电功率其补偿度60% 85%防止长线路在空载充电或轻载时末端电压升高不能跟踪补偿，为固定补偿超高压系统(330kV及以上)的线路上静止式动态无功补偿SVC自饱和电抗器SSR依靠自饱和电抗器自身固有的能力来稳定电压，它利用铁心的饱和特性来控制发出或吸收无功功率的大小调整时间长，动态补偿速度慢动态补偿原材料消耗大，噪声大，震动大，补偿不对称电炉负荷自身产生较多谐波电流，不具备平衡有功负荷的能力，制造复杂，造价高超高压输电线路晶闸管投切电容器TSC分级用可控硅在电压过零时投入电容，在380V低压配电系统中应用较多1020ms无涌流，无触点，投切速度快，级数分得足够细化，基本上可以实现无级调节晶闸管结构复杂，需散热，损耗大，遇到操作过电压及雷击等电压突变情况下易误导通而被涌流损坏，有漏电流需快速频繁投切电容补偿的用户复合开关投切电容器TSC+MSC分级先由可控硅在电压过零时投入电容，再由磁保持交流接触器触点并联闭合，可控硅退出，电容器在磁保持交流接触器触点闭合下运行0.5s左右无涌流，不发热，节能使用寿命短，故障较多，有漏电流一般工厂/小区和普通设备，无功量变化大于30s晶闸管控制电容器TCC采用同时选择截止角和导通角的方式控制电容器电流，实现补偿电流无级、快速跟踪20ms价格低廉，效率非常高产生谐波低压小容量，非常适合广大终端低压用户静止式动态无功补偿SVC晶闸管阀控制高阻抗变压器TCT通过调整触发角的大小就可以改变高阻抗变压器所吸收的无功分量，达到调整无功功率的效果阻抗最大做到85%和TCR型差不多高阻抗变压器制造复杂，谐波分量也略大一些，价格较贵，而不能得到广泛应用容量在30Mvar以上时价格较贵，而不能得到广泛应用晶闸管投切电抗器TSR+FC分级用可控硅作为无触点的静止可控开关投切电抗器功率因数0.95不会产生谐波，而且响应速度快，不会产生冲击电流。分级多成本高，制造复杂，维护繁琐与TSC配合使用在牵引变电所晶闸管控制空芯电抗器TCR通过调整触发角的大小就可以改变电抗器所吸收的无功分量，达到调整无功功率的效果 40ms可以实现较快、连续的无功功率调节，具有反应时间快、运行可靠、无级补偿、可分相调节、能平衡有功、适用范围广结构复杂，损耗大，任何一只SCR击穿，都会使晶闸管整体损坏；对冷却要求严格，设备造价、建设施工及运行维护费用很高，对维护人员要专门培训以提高维护水平；占地面积大，产生谐波等35kV及以下 系统，与FC/MSC/TSC配合磁控可调电抗器MCR采用直流励磁原理，利用附加直流励磁磁化铁心，改变铁心磁导率，实现电抗值的连续可调，改变电抗器感抗电流，以投入的电抗器感性无功容量变化来补偿系统容性无功300ms功率因数达到0.900.99的要求，无功补偿容量自动无级调节，不产生谐波，可靠性高、维护简单，使用寿命长，应用电压等级广泛相对于TCR型SVC，其谐波水平、有功损耗、占地面积都要小，但调节时间长，成本高，温升和噪音是需要控制的0.4500kV系统，适用于冲击性负荷：牵引变电站，电弧炉，轧钢机，造船厂高级动态无功补偿SVG新型静止无功发生器SVG动态补偿装置SVG是基于大功率逆变器的动态无功补偿装置，它以大功率三相电压型逆变器为核心，其输出电压通过连接电抗接入系统，与系统侧电压保持同频、同相，通过调节其输出电压幅值与系统电压幅值的关系来确定输出功率的性质，当其幅值大于系统侧电压幅值时输出容性无功，小于时输出感性无功。响应时间10ms，从容性无功到感性无功连续平滑调节除较低次的谐波，并使较高的谐波限制在一定范围内；使用直流电容来维持稳定的直流电源电压，和SVC使用的交流电容相比，直流电容量相对较小，成本较低；另外，在系统电压很低的情况下，仍能输出额定无功电流，而SVC补偿的无功电流随系统电压的降低而降低控制复杂，成本高，35kV以上系统没有产品中低压系统：电力行业，指各大电网公司、省电力公司、各地的供电公司电气化铁道及城市轨道交通行业石化和天然气行业钢铁与冶金行业矿山造船业三、1、 设备构成1、 全数字控制及保护系统功能：实时计算系统无功；产生晶闸管触发信号；监测整套装置运行状态。特点： 1）柜式分层布置，功能化的设计理念，增强系统抗干扰能力。 2）基于美国TI公司DSP的控制单元，采用瞬时无功功率理论的控制算法，确保动态响应时间小于10ms。 开环、闭环综合控制思想，保证高的控制精度。 3）三相控制、分相控制、平衡化控制等多种控制方式灵活选择。2、 高压晶闸管阀组功能：接收晶闸管触发信号；反馈晶闸管运行状态；调节相控电抗器输出电流大小。特点： 1）采用瑞士ABB原装进口晶闸管，开通、关断、触发一致性好，高温特性优良，适合多只串联使用。 2）高电位板集成自取能、BOD保护、丢脉冲保护等功能完善。 3）光电触发、光纤反馈，实现高低电位完全隔离。 4）根据容量的不同，晶闸管采用热管散热器或水冷散热，散热效率高。 5）模块化的设计、框架式的结构，节省空间、便于安装与维护。3、 相控电抗器功能：输出可调的感性无功功率。特点：1）户外、空气自冷。2）干式、空心、环氧树脂包封。3）动、热稳定性能好，绝缘强度高。4、 FC滤波装置功能：提供容性无功功率、滤除特征次谐波。特点：1）金属全膜介质的滤波专用电容器，具有较高的场强和稳定性，并装有内放电电阻。2）滤波电抗器为干式，空芯结构，电感值±5%可调，调协准确简单。2、 SVC组成及基本原理 1、SVC由晶闸管控制电抗器（TCR）和无源滤波器（FC）构成，是一种并联连接于电网当中，根据负荷的工作状态快速、自动调节系统无功功率的补偿装置。FC调谐于高次特征谐波频率，形成高次特征谐波电流的短路通道，起到滤波作用；对于基波而言，LC回路又对电网提供了一定容量的容性无功，起到了无功功率补偿作用；FC回路对电网提供的容性无功功率一般按照负荷最大冲击时所需要的补偿容量设计，一旦安装完毕，是不能改变的；它的实际补偿容量与系统基波电压的平方成正比，因此在空负荷运行时就会出现严重过补偿情况。 2、PTCR静止型动态无功补偿单元是向电网提供在一定范围内可调的感性无功功率补偿，用于克服LC回路可能引起的过补偿情况。PTCR静止动态无功补偿单元由三组反向并联的高压晶闸管阀，三组并联电抗器和调节器三部分组成；系统调节器自动跟踪负荷的工作状态，发出与冲击负荷相关的PTCR触发脉冲；脉冲通过光电转换及高压光缆传递给各晶闸管阀；改变触发角，可以改变主抗器的电流量，从而改变回路的感性无功功率，实现了动态补偿的功能，通过PTCR回路对无功功率的跟随作用，使用户流入电网的无功功率趋于一个相对稳定的数值；同时PTCR回路还可以通过调节器调节不平衡负荷的不对称功率分配，抑制电网的三相不平衡。 3、进线电抗器的主要作用是限制负荷相对无功功率波动量，从而限制系统母线的电压波动和闪变。 4、TCR由于只能提供感性的无功功率，因此往往与并联电容器配合使用。并联上电容器后，使得总的无功功率为TCR与并联电容器无功功率抵消后的净无功功率，因而可以将补偿器的总体无功电流偏置到可吸收容性无功的范围内。另外，并联电容器串上小的调谐电抗器还可兼做滤波器，以吸收TCR产生的谐波电流。通过控制与电抗器串联的反并联晶闸管的导通角，既可以向系统输送感性无功电流，又可以向系统输送容性无功电流。由于该补偿装置响应时间快（小于半个周波），灵活性大，而且可以连续调节无功输出。三、主要功能： 提高输电线路供电稳定性。 1.抑制电压波动、闪变。 2.滤除高次谐波。 3.改善功率因数。 4.改善三相不平衡电网。四、工作原理: 1、FC装置和TCR装置并联接入电力系统中。FC装置根据不同的负载情况设计成若干条LC滤波器的形式，提供固定的容性无功功率，吸收特征次谐波；TCR装置跟随负载的变化快速调整与相控电抗器连接的晶闸管触发角，通过改变晶闸管触发角的大小使相控电抗器输出大小可调的感性无功功率，来维持或控制功率因数为1或其它设定值的要求。控制原理公式表述如下：负载所需的无功功率+TCR提供的无功功率FC提供的无功功率=0（设定常数）。五、滤波抗器在无功补偿装置中的作用 1、滤波电抗器与并联电容器组串联使用，组成谐振回路，滤除指定的高次谐波。电抗器是无功补偿装置的重要组成部分之一，并联电抗器用来提供感抗值消耗电力系统过剩 的电容性无功功率，这在电力系统初期输送功率较小的时候以及电力系统后期在每日深夜轻负荷的时候都是十分必要的。因为在上述两种情况下，输电线路的无功功率损耗小，由于电容效应，输电线路产生的无功功率大于输电线路消耗的无功功率，在整个电力系统中存在剩余的无功功率(电容性)，必须安装并联电抗器来消耗这部分剩余的无功功率，满足电力系统无功平衡的需要，维持电力系统的电压水平。否则电力系统的电压过高，无法安全运行。 2、滤波电容器的作用其实就是吸收谐波电流和无功补偿六、电力电子设备的拓扑结构七、技术指标 1、 电网电压：35KV；2、 TCR容量：-6+12Mvar；TCR支路：6.3Mvar三次、五次滤波：5.7Mvar3、 晶闸管冷却方式：水冷；4、 控制方式：无功功率；5、 控制目标：功率因数、系统电压；6、 调节方式：自动调节方式；7、 响应时间：小于20ms。TCR容量：三次滤波容量：五次滤波容量：电抗器参数：电容器参数：电流互感器参数：1、无功补偿投运后数据：310 35kV接地变_A相电流310 35kV接地变_C相电流310 35kV接地变_有功功率310 35kV接地变_无功功率310 35kV接地变_功率因素311 1#电容器_A相电流311 1#电容器_C相电流311 1#电容器_有功功率311 1#电容器_无功功率311 1#电容器_功率因素313 1#集电线_A相电流313 1#集电线_C相电流313 1#集电线_有功功率313 1#集电线_无功功率313 1#集电线_功率因素0:000.350.2615.985.330.9411.7212.54113.66-639.350.18182.81183.63-11302.31241.53-1.001:000.350.2618.655.331.006.456.33127.87-177.600.60158.09158.91-9774.9771.04-1.002:000.350.2615.985.330.947.978.20120.77-248.640.44168.16169.10-10400.12134.97-1.003:000.260.2613.322.661.008.448.91120.77-362.300.32119.65120.94-7501.73-156.29-1.004:000.350.2615.982.661.0010.438.55127.87333.880.3688.8390.00-5541.05-312.57-1.005:000.350.2615.982.661.007.976.80149.18149.180.7190.1291.41-5647.61-298.36-1.006:000.350.2615.985.330.947.977.27149.18149.180.7184.0285.20-5285.31-312.57-1.007:000.440.4023.985.331.0010.669.49127.87397.820.3193.6394.69-5917.55-291.26-1.008:000.350.2615.985.330.949.738.44134.97206.010.56111.33112.50-7082.59-213.12-1.009:000.350.2615.985.330.9416.5214.41170.49852.470.19174.49175.08-11096.30156.29-1.0010:000.350.2618.655.331.0016.4114.41170.49831.160.20179.65180.35-11401.77184.70-1.0011:000.350.2618.652.661.006.566.09127.87-35.520.96192.66193.36-12190.30305.47-1.0012:000.350.2618.652.661.009.269.26127.87-454.650.28200.51201.09-12772.82355.20-1.0013:000.350.2618.655.331.007.976.45142.08127.870.73207.77208.59-13071.19419.13-1.0014:000.350.2618.652.661.0012.6612.77127.87-689.080.18204.02204.38-12907.80390.71-1.0015:000.440.5729.3010.660.9313.9514.06127.87-838.260.15207.19208.01-13177.75404.92-1.0016:000.350.2618.652.661.0014.8814.77120.77-859.570.14207.66208.01-13206.16397.82-1.0017:000.350.2618.655.331.0013.8314.30120.77-852.470.15214.22214.57-13632.40454.65-1.0018:000.350.2618.655.330.9522.8523.20127.87-1420.780.09198.98200.04-12936.21333.88-1.0019:000.400.2618.657.990.9043.4841.13184.702635.550.07197.23198.05-12687.58291.26-1.0020:000.400.2618.657.990.9026.3726.72120.77-1690.730.07199.22200.04-12843.86348.09-1.0021:000.400.2618.657.990.9024.4925.43127.87-1591.280.08213.52214.45-13781.58433.34-1.0022:000.350.2618.657