新型静止无功发生器.PDF

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新型静止无功发生器

维普资讯 · 新技术新产品- 陈贤明 新型静止无功发生器 45 新型静止无功发生器 胨贤明许和革/戴 军 7 (电力部 电力自动化研究院 南京 21O0O3) 【摘要】 随着天功率开关器件的发展,电力电子技术在电力系统中的应用已成为可能。本 文介绍利用GTO元件组成的电压源逆变器作为主体部分的新型静止无功发生器。文 中 涉及其配置,主要工作原理 ,以及和同步补偿机,静止无功补偿器等的比较。由于静止无功 发生器的优越性能,随着电力电子元件价格的下降,最终必将替代现有的无功补偿装置 【关键词】静止垄垄堡垒蛋sVG 丝 垄 补塑 sVc 同步补偿机 电压源逆变嚣 可关断晶闸管G。ro 为讣§偿 ’V J 1 前言 电网的无功补偿过去常用同步补偿机,投切电力电容器和并联 电抗器等方式。同步补偿机制造 复杂,成本高;有旋转部分,维护麻烦,并且时间响应慢。常用的真空开关投切电容器方式,只能分级 投切,且对电网有i巾击,无法平滑调节,更不可能动态地补偿轧钢机、炼钢 电炉等工作时无功的变化。 7O年代中期开发出了利用可控硅双向开关接通电容器和电抗器的静止无功补偿器(staticvAR compensator,sVc) 其优点是能保证在可控硅阳极 电压过零接通.电流过零时切断电容器,因此切 合过程对 电网无i巾击 利用可控硅开关可以做到快速响应 除了补偿电网无功要求外,还有利于改善 电网的稳定性。然而sVc所需电容器,电抗器数量大,占地面积大,维护麻烦,并且电容器的无功输出 随电压下降成平方速率下降等,性能并不理想。此外近年来国外许多城市电冈广泛采用地下电缆.在 负荷低谷时往往需补偿固电缆引起的容性无功,这时电容器是无能为力的 为实现大规模的无功补偿,要求无功补偿器小型化,投入系统时不产生有害的起动冲击电流。为 了提高输 电稳定,对大容量无功补偿装置,要求动态响应快。为了满足上述要求,早在8o年代 日本就 研制了采用电压源逆变器的20MVAR的新型静止无功发生器 (staticVARGener8t0r,svG) 从原 理上验证了这种静止无功发生器的可行性,以及它的性能和特点和以前的静止无功补偿器 svc相 比,sVG具有以下特点: (1)sVG可以起电容器和电抗器的双重作用,与同容量的sVc相比,装置体积小。 (2)sVG投入系统时不产生冲击,可连续调节无功,从容性到感性。 (3)由于sVG的快速响应特性,有利于提高输电系统的稳定,增加输电容量。 限于当时条件,日本生产的这台sVG的逆变器采用了大功率晶闸管元件,由于晶闸管没有 自关 断能力,需强迫关断,这样导致逆变器设备及其控制十分复杂,因而未能及时得到发展 随着大功率门 极可关断晶闸管GTO的发展,美国在86年研制了一台1MAVR的GTO—sVG.日本在91年又投 运了~台8OMVAR的GTO—sVG。95年 日本、美国各有一台100MVAR的GTO—svG投运。 据国内报导,在 1986年华北电力学院曾研制过用品闸管元件强迫换相的 lokvAR svG.在 1988年东北电力学院研制过8kVARGTO—sVG,在试验室进行了原理性验证。此外其它一些高校 维普资讯 水 电 厂 自 动 化 第 l期 总第 6l期 如清华大学等也在对 sVG进行理论分析,仿真及动态性能方面的研究,电力部 电力科学研究院以及 一 些省级 电力试验研究所等也在进行类似工作,特别是河南省电力试验研究所,投入丁许多』、力和清 华大学合作一正在着手工业用 sVG开发,引起了电力行业的关注 95年清华大学已研制出容量为 3OOkVAR的SVG 工作 原理 图1A表示了sVG的主电路 ·它主要由GTO逆变系统,输出变压器及逆变器直流侧的储能电容 器以及控制装

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