TCR型SVC系统
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我国电网建设和运行中，长期存在的一个问题是无功补偿容量不足和配备不合理，特别是可调节的无功容量不足，快速响应的无功调节设备更少。近年来，随着大功率非线性负荷用户（如电气化机车、轧机、电弧炉、硅铁炉等）的不断增多，对电网的冲击和谐波污染呈不断上升趋势，缺乏快速无功调节手段，造成了母线电压随运行方式的变动很大，引起电网损耗增加。因此，解决好电网的无功功率补偿和谐波滤波问题，对于提高电能质量、保障电网安全运行、降低损耗以及提高系统稳定性等具有重要的意义。
北京兴鸿信科技有限公司和华北电力大学等紧密合作，不断引进新技术、新产品和高科技人才，具备了高压静态无功补偿与谐波滤波装置的设计与制造能力。公司承担的华北电网SVC示范工程——唐山供电公司侉子庄变电站SVC兼谐波治理工程于2006年8月20日成功投运，标志着兴鸿信科技在SVC关键技术、系统分析、方案设计、控制系统、设备研发制造和工程实施等方面都已能够达到实际工程运行要求。
唐山侉子庄变电站
HX-TCR08型SVC系列TCR（Thyristor
Controlled Reactor）动态无功补偿及谐波滤波装置是以晶闸管作为相控元件的快速动态无功补偿装置，适用于对电力、冶金、化工、交通等行业中冲击性三相平衡或三相不平衡负载进行动态无功功率补偿，并兼有滤波功能。TCR+FC型SVC装置由两大部分组成，即用于无功补偿及谐波滤波的无源滤波器（简称FC-
Fixed Capacitor）和用于平衡感性负载的相控电抗器（简称TCR）。补偿方式为跟随负载的变化自动快速连续调节无功功率补偿量，使功率因数或系统电压保持在设定值。
静止型无功补偿装置的重要特性是通过调节晶闸管的触发延迟角 ，连续调节补偿装置的无功功率。通过TCR回路的吸收的感性无功功率的跟随作用，可以对无功功率进行动态补偿，使补偿点的电压接近维持不变。FC为滤波器回路，既可以补偿容性无功功率，又可以起到滤除谐波的作用。世界各国目前普遍采用TCR+FC型静止动态无功补偿装置(SVC)，用以消除无功冲击，滤除谐波。
TCR晶闸管控制电抗器的原理和电流波形如图2，Th1、Th2为两个反并联的晶闸管组，分别在电源电压波的两个半周内导通，控制触发角在90°～180°范围内调节。90°时产生的感性无功最大（即晶闸管短路），180°时产生的感性无功为零（即晶闸管断开）。由于电抗器是纯感性负荷，因此电流滞后电压90°，吸收感性无功。
TCR相控电抗器由晶闸管的阀串和电抗器串联构成，接线形式大都采用三角形连接，用以消除3次谐波对系统的影响。另外，工程实际中当容量较大时将电抗器分为等容量的两部分，串接在晶闸管阀串的两端，这样可以使得晶闸管在电抗器损坏时得到保护，TCR三相接线形式见图3。
主要功能和技术特点
动态无功功率补偿及谐波滤波
稳定电网电压，提高供电质量
降低线路压降、减少功率损耗
动态相应时间快，实现平滑调节。
采用柜式结构，可屏蔽外界干扰，运行可靠，保护措施齐全，维护量小。
控制灵活，可手动/自动转换，既可以单相调节，也可以三相调节。
有功功率和无功功率的在线实时检测及其显示
PLC程序控制，远动保护、报警功能完备。
TCR晶闸管阀
1.高压晶闸管阀采用ABB公司生产的晶闸管元件串联连接，能承受SVC装置的最大过流/过压水平和较高的dv/dt，di/dt水平，并配合电抗器实现良好的动态响应。
2.采用光电触发方式、高电位板高压取能、脉冲变压器技术、晶闸管BOD保护、光纤传输信号，系统抗干扰能力强。
3.保护可靠，微机实时监控TCR晶闸管运行状况，能在低压侧直接运算显示、报警、跳闸。
4.中小容量采用风冷结构，大容量采用纯水冷却。
主电抗器
空心、干式、铝线环氧固化型，电抗值线性度高，噪音小，动热稳定性好，损耗小，绝缘强度高，散热好。相当于一个可控的感性负载，通过电子调节器和反并联连接的可控硅阀的相位控制，改变补偿电抗器的电流大小，从而达到动态无功补偿的目的。
控制系统
全数字化SVC控制器采用西门子公司生产的SIMADYN
D控制平台，由德国西门子公司于1986年研究开发出来的全数字、模块化、可自由配置的控制系统。它采用了自由组态、模块化的设计思想，使得系统的结构便于扩展，系统可以快速实现闭环和开环控制，算术运算以及系统监视和信号通信等功能。SVC控制器用于连续实时控制TCR相控电抗器的触发相位角、调节并联电抗器吸收感性无功功率的设备，是SVC装置的核心控制器，与保护系统联合构成了整个SVC装置的控制保护系统。
为了便于用户在系统运行过程中对系统进行实时监控，配备了触摸屏实现人机对话、操作简单便于运行人员操作和维护。
基本控制原理图4所示的全数字化SVC控制器，利用派克变换将母线电压和负荷与补偿器的电流变换为ab系中的两相电压和电流，根据瞬时无功功率的理论分别对负荷和补偿器的瞬时无功功率进行计算，根据计算结果通过前馈和反馈的控制电路来实现兼顾控制精度和响应速度的解决方案，准确、可靠，是目前国际上通用的计算方法。
保护系统
保护系统以PLC为中心控制器，其特点为速度快、安全可靠。
继电保护的内容：
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系统的过压、欠压、过流、短路和频率保护
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高压开关柜的故障/就绪信号连锁
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TCR相控阀过流、零序电压、频率保护、晶闸管阀保护等
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FC滤波装置过压、欠压、过流、三相不平衡保护
各种安全连锁装置
FC滤波补偿部分
FC滤波器是根据负载谐波含量的不同，组成若干组不同的LC滤波回路
，提供系统所需要的容性无功功率，同时滤除负载及TCR系统本身所产生的谐波。
高压TCR型SVC装置的技术性能
电压等级：6~35KV
控制响应时间：小于40ms
过压、过流自动闭锁保护
模块化设计，可扩展性强
装置运行可靠，自动化程度高
 背景资料 |
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主要用户 |
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河北唐山供电公司侉子庄110kV变电站 |
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