晶闸管控制电抗器故障态3次谐波分析

晶闸管控制电抗器(TCR)是静止无功补偿器(SVC)的重要组成部分,是SVC安全稳定运行的重要保证。文中根据实际TCR装置的安装及接线方式,详细给出了其运行时的各种故障态,包括引线间短路、接地短路及相控电抗器匝间短路。将直流系统的准稳态模型引入TCR装置建模,在此基础上将任意周期电流表达式推广到三相系统中,得到了TCR装置正常运行时线电流中无3次谐波,内部故障时线电流中存在3次谐波的正序及负序分量的结论。引入非特征3次谐波概念,并对TCR装置在各种故障态下存在的非特征3次谐波进行了定性及定量分析。PSCAD数字仿真结果证明了TCR装置的运行特性及故障态非特征3次谐波计算方法正确。

基于晶闸管控制电抗器的FACTS动态相量模型

利用电力系统变量的时变傅里叶系数得到晶闸管控制电抗器(thyristor controlled reactor,TCR)的动态相量模型,该模型忽略了对TCR动态特性影响较小的谐波分量,并通过对TCR时域模型的平均运算获得动态相量状态空间模型。应用该模型对含柔性交流输电装置的电力系统进行仿真,能在保证一定精度的同时获得较快的速度。基于TCR的动态相量模型提出了静止无功补偿器和晶闸管控制串联电容器的动态相量模型。通过与商业软件DCG/EMTP在简单测试系统上的全时域仿真结果相比较,证明了该动态相量模型的有效性和正确性。

基于非特征3次谐波的晶闸管控制电抗器保护方法

提出一种基于非特征3次谐波电流的保护新方法,并给出了整定原则。针对实际工程,从理论上分析了该方法的适用性:发生除单相接地外的任何区内故障时,该方法均可靠动作,且对于匝间短路其保护死区要远小于传统的不平衡电流保护;发生区外故障且达到稳态时,保护可靠不动作,而在故障切除或恢复过程中存在异常运行状态时,会对保护产生影响,可以通过给保护加入延时避免。PSCAD数字仿真结果验证了该方法的有效性。

晶闸管控制电抗器型动态无功补偿装置分析与应用

介绍了晶闸管控制电抗器(TCR)型无功补偿装置的各次谐波电流表达式,推导得到了电抗器电感量计算公式,分析了谐波无功功率与基波无功功率之间的关系。通过分析发现晶闸管控制电抗器谐波损耗在控制角α为140。时与基波无功功率之比最大,在控制角α为102。时最小,电抗器总无功功率在控制角α为102。时最大,按照此时工况计算电抗器电感量能够保证TCR安全运行。

基于触发检测的晶闸管控制电抗器动态响应时间评估方法

针对传统响应时间检测方法存在基准时刻不统一、依赖间接测量量的问题,提出了一种基于实际触发角检测的晶闸管控制电抗器(TCR)动态响应时间评估方法。依据过零切除固定电容器组产生阶跃参考量统一基准时刻,通过TCR实际触发角与下限值的比较确定响应时刻,进而直接评估响应时间。实验结果表明,该方法可有效应用于大容量TCR型无功补偿装置动态响应性能分析、评价。

耦合可控电抗器的统一电能质量控制器

针对传统结构的统一电能质量控制器(UPQC)难以适应高电压网络的问题,提出了一种新型UPQC的拓扑结构及其控制方法。晶闸管控制电抗器与补偿电容器并联后经TCLC接入电网与并联侧有源部分之间。通过控制TCLC的等效阻抗,实现并联侧的无功补偿和有功功率平衡;并联侧有源部分只需要补偿谐波分量。最后通过仿真算例验证所提控制器结构的正确性和有效性,仿真结果表明该结构能够大幅降低并联侧有源逆变器部分的容量,有源部分工作电压等级下降,降低了对开关管的要求和运行时的损耗,削减了装置的制造和运行成本。

TCT式并联电抗器控制绕组匝间故障保护方案

基于对晶闸管控制变压器(TCT)式并联电抗器的本体结构和控制绕组匝间短路故障特性分析,提出一种针对其控制绕组匝间故障保护的新方案。该方案综合利用控制绕组匝间故障时网侧零序电压低、补偿绕组零序电流大的特点,采用主判据和辅助判据相结合的方式,主判据采用零序过电流保护元件,采取两段式的整定方式以兼顾匝间故障下保护的灵敏度和容量调节过程中的可靠性;辅助判据由网侧零序高电压闭锁元件构成,并增加闭锁判据,保证TCT式并联电抗器在系统非全相运行、区外不对称故障、电抗器空投、容量调节等暂态过程中保护可靠不误动。基于仿真测试结果确定了所提方案的具体整定方法,并对灵敏度进行了校验,分析计算的结果证明了所提方案的可行性和有效性。

可调电抗器综述

可调电抗器对于电力系统的稳定性与安全性起到重要作用,为此介绍了可调电抗器的具体应用,阐述其发展历史和研究趋势,并对目前已有的各种可调电抗器按照其调节方式进行分类。首先对于各种类型的可调电抗器,介绍其工作原理,给出结构图,并介绍一些应用实例;其次对于一些特殊类型的可调电抗器也进行了介绍,如虚拟气隙可调电抗器、磁路转移型可调电抗器等;最后将各种可调电抗器的性能进行对比分析,总结其优点与不足,并对其应用前景作出初步评价。

基于神经网络算法的可控电抗器谐波特性研究

为改善磁阀式可控电抗器(magnetically controlled reactor,MCR)的动态控制过程,采用基于神经网络辨识的偏磁轨迹计算方法对可控电抗器谐波特性进行了研究。首先对比晶闸管控制电抗器(thyristor controlled reactor,TCR)和MCR的工作原理和性能参数,对于两者所产生的谐波幅值进行理论分析;然后以试验数据作为训练样本,运用神经网络模型的方法,分析MCR的谐波特点;再根据同一容量和电压等级的TCR和MCR,比较它们之间的谐波变化规律,据此指出减少MCR谐波的具体方法,同时提出提高MCR的响应速度的方法。这些方法提高了MCR动态控制过程中的稳定性和可靠性,其成果已经在10 kV和35 kV的变电站中得到应用。

TCR型SVC相控电抗器参数选择

根据TCR型SVC中相控电抗器电流特点,分析其电流基波与谐波分量的关系与规律;通过TCR运用性能比较,探讨相控电抗器参数的合理选择。

晶闸管控制变压器式可控高抗本体保护方案

基于晶闸管控制变压器(thysistor controlled transformer,TCT)式可控高抗的本体结构和工作原理,对TCT式可控高抗本体保护配置进行了探讨,包括网侧绕组保护、控制绕组保护以及补偿绕组保护。重点对控制绕组保护进行了研究,分析了控制绕组各类故障的故障特征,结合数字仿真结果,指出了传统电抗器保护应用于TCT式可控高抗控制绕组在应对控制绕组引线单相接地故障、匝间故障和阀短路故障时存在可靠性或灵敏性不足的问题。针对上述问题提出将控制绕组侧电流互感器移至晶闸管阀末端并增设零、负序电流保护。

用于TCR的晶闸管光电触发与监测系统

为更好地在电网中应用晶闸管控制电抗器的静态无功补偿装置,介绍了一种用于TCR的晶闸管光电触发与监测系统。在分析阀基电子板(VBE)和晶闸管电子板(TE)的功能和工作过程后,重点讨论了3脉冲通信规约、高位取能回路、逻辑译码电路、BOD保护和晶闸管触发电路的原理并在此基础上设计了完整的VBE和TE板。实验结果表明该电路能够进行高压晶闸管阀体的在线监测,同时具有理想的电磁抗干扰性能,可以产生分散性小、前沿陡的门极触发脉冲,有利于串联晶闸管的同时触发,满足TCR用晶闸管光电触发与状态监视的要求。

基于无功控制的电铁电能质量治理装置及应用

为了综合治理电气化铁路给电网带来的低功率因数、高谐波含量和大负序电流的问题,改变目前仅通过补偿无功功率来提高功率因数的现状,提出了在每个牵引臂安装一套晶闸管相控电抗器与固定电容器相结合的静止无功补偿器,通过对整个变电站无功功率的综合控制来提高功率因数、稳定电网电压、抑制谐波并改善负序电流;同时分析了该静止无功补偿器的拓扑结构和无功控制的数学模型及无功计算。在怀化供电段涟源牵引变电站的运行结果表明:装置投运后功率因数从0.8提高到0.96,不平衡度由原来的20.43%下降到1.81%;谐波和负序电流都有较大程度的减少。实践证明,基于无功控制的动态无功补偿方法可改善牵引网的电能质量。

矢量控制在动态无功补偿控制器中的应用

针对电弧炉、电焊机等冲击性负荷造成电压谐波、闪变,影响电网供电质量的现象,设计了一种采用矢量控制的TCR(晶闸管控制电抗器)型动态无功补偿控制器。通过矢量变换控制实时补偿三相负荷的无功电流,以抑制电网的电压波动、三相不平衡和谐波污染,从而提高电能质量。样机试验表明,该方法可以有效稳定电网电压,提高电网供电质量。

TCR无功补偿控制新方法的研究

静止无功功率补偿器对于稳定用户端电压,提高电压质量有着重要的作用。该文对传统晶闸管控制电抗器(TCR)的控制算法进行了改进,依据端电压的降落,计算出控制电抗器的电纳,并在此基础上提出了一种简化的控制方法。在MATLAB中的仿真结果表明:该控制方法能有效的稳定系统电压,在TCR控制技术中有较好的实用性。

TCR+TSC型SVC协调控制的仿真分析

分析了TCR+TSC型SVC的工作原理,以及TCR与TSC的协调控制策略。PSCAD/EMTDC仿真表明:TSC作分级粗调,补偿容性无功;TCR作相控细调,补偿感性无功;二者协调控制,可进行平滑连续的无功调节。当SVC安装在10kV母线侧时,以10kV母线电压为控制目标可比以220kV母线电压为控制目标更精确快速地控制电压。

一种可进行TCR晶闸管阀全电压全电流试验的试验系统

基于TCR(晶闸管控制电抗器)阀组正常运行时候的电压、电流应力的特点,给出了一种应用于TCR双向晶闸管阀组的合成回路试验方案。通过Y型TCR连接的方式实现TCR大电流的输出,通过直流电压源和电压振荡回路实现阀组大电压的施加,并完成了最高电压110 k V、最大电流4 000 A合成回路试验系统的建设。在此试验回路中完成额定电压20 k V、额定电流2 700 A的TCR阀组的运行试验,试验结果表明,该试验系统完全能够满足IEC和国标中对TCR阀组型式试验的要求,可以完成阀组全工况性能测试,大大加快TCR阀组的开发速度并保证所开发阀组的性能。

配电系统综合型电能质量补偿器及其复合控制研究

提出了谐振阻抗型混合有源滤波器RITHAF与SVC结合的谐波与无功补偿的综合电能质量补偿器的电路结构,并就该综合电能质量系统的模型进行了推导.通过模型分析得出,该综合电能质量控制系统既能进行谐波治理,又能进行无功补偿.在分析模型的基础上,对晶闸管控制电抗器TCR采用电压闭环控制,而对谐振阻抗型混合有源滤波器RITHAF,结合传统滞环控制算法响应速度快和双谐振积分控制算法无稳态误差的优点,采用电流复合型滞环控制方法,利用PSCAD进行了系统仿真和实验室的实验验证.模型推导和仿真实验证明了该综合型电能质量补偿器的可行性,有较高的应用价值.

基于空间矢量变换的TCR控制装置的仿真与设计

对负载侧进行无功补偿是改善电能质量问题的有效手段。TCR+FC型SVC凭借其稳定的性能,相对低廉的造价成为用户的首选。通过MATLAB中的SIMULINk对基于空间矢量变换的补偿算法进行仿真,在此基础上,设计一种以DSP芯片和CPLD芯片为核心的TCR控制装置,以解决现有SVC存在的响应速度较慢、晶闸管触发脉冲抗干扰性弱等问题。

基于RTDS的SVC控制系统数字仿真研究

研究静止无功补偿控制系统,运用实时数字仿真工具建立特例仿真试验模型,对该控制系统的可行性以实例验证。利用RTDS综合仿真试验平台,构建230 kV变电站仿真模型。模型中,利用晶闸管投切电容器TCR和晶闸管控制电抗器TSC组成静止无功补偿装置。该装置的控制系统可以实现对电力系统电压进行采样,监视电力系统等效导纳的变化趋势,建立电力系统导纳和TCR点火角的关系,通过调节点火角来限制电力系统变化趋势的扩大。仿真结果表明该静止无功补偿控制系统可以稳定电力系统电压并实现功率因数的实时调节。