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低压TSC装置主接线方案的研究 雷林绪 中目电力科学研究院．000085) 擅要：晶闸管投切电客暑方式的无功功率自动补偿蓑王(TSC)是目前周内誊 追采用的低压无功功率自动补偿蓉1．本文竹对目前只重视控制暑开发。轻视 主接线方式研究的状况．讨论了低压TSC的主接线对其性能的重要影响，井提 出最佳方囊． 关键词：晶闸管投切电容器主接线一 1．引言 随着社会的发展和技术的进步，节能降损及电能质量日盏受到社会各界的广泛重视， 目前我国正在进行的城网改造和农网改造，就是节能降损、提高电阿电能质量的重大行 动。对配电网而言，无功功率自动补偿装置是节能降损、提高电能质量的重要设备．它的 性能对实现上述目标有很大的影响。采用电力电子技术的晶闸管投切电容器方式的无功功 率的自动补偿装置(TSC)应运而生，由于它具有无暂态、响应速度快、无触点等优点． 而受到重视，并将彻底取代传统的接触器投切型产品。 然而，在TSC的研究中，人们往往将注意力放在控制器的性能上，而忽略了对主接 线方案的研究．固然，控制器对TSC是根重要的，但是，笔者在开发工作中发现，TSC装 置的主接线方式对其性能有很大的影响，在有的情况下．甚至是决定性因素，这主要表现 在对TSC装置的响应速度、损耗、及设备的安全性等方面。 2．可选择的TSC主接线方式 TSC装置可采用晶闸营全控型和半控型，如图1。全控型采用过零自动检涓的 方案因为具有控制简单、接口方便、适用面广 等优点而得到广泛应用，本文只讨论这种方 式．其余方式可班类推。 守 岳 三相平衡投切型TSC可选择的主接线如图2。 (a)半控型 (b)全控型 图lT$C用晶闸管开关的两种形式 一38l一 (a)I型 (b)II型 (c)Ⅲ型 图2 TSC主接线 圈2中I型和Ⅱ型中的电容器三角形接线可以改换成中性点不接地的星形接线，而不 影响讨论的结果，所以只画出电容器三角形接线形式。I型和Ⅱ型主接线只能用于三相平 衡投切．Ⅲ型和Ⅳ型主接线既可以用于平衡投切也可以用于分相控制。从目前的应用情况 来看。I型和Ⅲ型主接线占绝大多数，Ⅱ型和Ⅳ型主接线则很少使用。 3．主接线对TSC响应时间的限制 图2中的I型主接线由于可使甩三相电容器而降低并简化了接线而在目前使用最为广 泛．然而，这种主接线由于三相电容器在切除的过程中相互影响而使得某一个电容器的残 压为1．93倍的系统电压有效值．同时使得在电容器切除后相当长的一段时间内，某两对晶 闸管两靖的电压不能同时为零。在这段时间内．如果发出投入命令，则产生两个后果。 (1)三相补偿电流不平衡{(2)由于电容器反复充电而导致严重过电压，从而损坏电容 嚣、晶闸管和其触发元件(这一分析过程较为复杂，这里不锨详细分析，拟另外撰文讨 论)．因此，这种主接线方式下．电容器在切除后必须等残压放电至一定程度后才可允许 正常投切．这一时间的大小由电容器的放电速度决定，长达三秒左右。这一限制导致TSC 一382— 一时间的大小由电容器的放电速度决定，长达三秒左右。这一限制导致TSC的响应时间大 大延长，从而使控制器的快速响应能力没有用武之地。 Ⅱ型主接线理论上可以克服I型主接线的上述缺陷．但是，由于电容器切除后的残压 状况和I型主接线相同，即某—个电容器的残压为1．93倍的系统电压有效值．如果投切过 于频繁，如每次切除后几个周波后再投入．则会使该电容器常时间处于很高的直流电压 下，对电容器的安全运行极为不利。因此，也不宜将响应速度谓的太快． Ⅲ型和Ⅳ型主接线是典型的三相解耦型．响应时间只受限于晶闸管的特性，最快可迭 20毫渺。 四种圭接线对应的响应时间限制按一般情况列表如下． 表1 TSC主接线对响应时间的限制 I主接线形式