一、技术内容

 (一)主要技术内容

        随着大功率器件的发展及其广泛应用，晶闸管控制电抗器(TCR)型的动态无功补偿装置(SVC)得到了长足的发展，现在已广泛用于煤矿、冶金、电气化铁路等冲击负荷较集中的场合。SVC不仪能滤除电网谐波，同时能快速跟踪负荷的变化，实时进行无功功率补偿，有效地改善了电网的电压波动、抑制了电压闪变。其工作原理如下：

相控电杭器、晶闸管组工作时相当于一个可变电感，因为通过电抗器的电流在晶闸管控制下从0到额定电流滇而变化，晶闸管导通角每半个周波改变一次，因而在50赫兹系统内，每秒变化100次。

        SVC连接到系统中，滤波器FC提供固定容性无功功率Q，补偿电抗器提供感性无功。通过具有完好线性特征的补偿电抗器的电流决定了从补偿电抗器输出的感性无功值Q_TCR，感性无功与容性无功相抵消，只要QN(系统)=QV(负载)一Q₀+Q_TCR=恒定值(或0)，功率因数就能保持恒定。电网电压几乎不波动。最重要的是精确控制晶闸管触发角，获得所需的流过补偿电抗器的电流。可控硅阀和控制系统能够实现这个功能。根据采集的进线电流及母线电压经乘法器后得出要补偿的无功功率，计算得出触发角大小，通过晶闸管触发装置，使晶闸管流过所需电流。

        补偿抗器电纳值与电抗器的导通角有关、，当电抗器额定电感值确定后，控制电抗器的导通角可改变电抗器在工作电路中的等效电纳值。补偿电抗器电纳值与导通角的关系如下：

    Br=(2Π－2α+sin2α)/ ΠωL

    其中：α为电抗器触发角

           L为电抗器额定电感值

        改变电抗器的导通角是用可控硅实现的，如上图所示，控制可控硅的触发角来改变电抗器的导通角，当触发角增大时，电抗器的电纳值增大，补偿功率减小。上图中I为电抗器电流，它随触发角α的增大而减小。

        TC R控制系统完成如下功能:通过检测系统电压、电流和TCR的电流，计算出可控硅的触发角，控制电抗器电纳值，达到无功补偿的目的。

        对于不对称负荷，应用分相调节。TCR分相调节的理论基础为STEINMENTS理论，此理沦的前提是系统电压为平衡对称的、从这个前提出发，补偿后理论上负荷是纯有功、平衡的。

        根据STEINMENTS理论，SVC不仅能补偿电网无功功率的不稳定性，而且还能补偿电网有功功率的不稳定性，如果电网负载是三相平衡的，TC R的额定容量等于电容器额定容量(Q_C)，如果负载是三相不平衡的，TCR的额定容量应略大于Q，或TCR有一定量的过载能力，根据唐口煤矿的实际电网情况及负荷情况，在补偿容量、安装方式、系统配合研究出适应唐口矿的Svc系统。以保证淄博矿业集团唐口煤矿电网的安全运行。TCR的分相调节控制系统能做到补偿后各项指标均达到国家标准，并满足设计研发时的要求‘

 (二)创新点

        1、本项目设计选用成熟、可靠、先进、实用的TCR型动态无功补偿装置，全数字控制系统.保证了电网的高效稳定I二作。主要元器件均选用进口产品。

        2、冷却系统采用热管自冷散热装置，克服了水冷系统易漏水和结露造成设备损坏及纯水维护困难等问题，使设备做到了免维护，提高了工作效率。   

        3、控制系统采用全数字控制系统，简易操作的人机界面，方便用户使用和维护，提高了系统操控的灵活性和方便性。

        4、控制柜抗干扰能力强，控制系统响应时间快，可靠性高。

        5、品闸管触发装置采用光电隔离、电触发，具有较强的抗于扰能力。保证了系统及设备的稳定运行。

二、主要技术指标

        10千伏系统的功率因数达到0.95以下，符合并远高于电力部门0.90的要求，10千伏的电压总谐波畸变率远远小于国标中的规定。解决了谐波对旋转电机、供电变压器、变流装置、电缆及井联电容器及通信系统产生的不良影响，增加了变压器和输、配电线路的有效容量，提高了设备的运行可靠性，减少了设备维护周期和运行成本，减少了功率因数调整电费的支出，具有良好的技术经济效益。

三、适用范围

        动态无功补偿装置广泛地应用于煤矿系统、冶炼行业、电力系统和电气化铁道等行业中，为各种异步电动机、变压器、晶闸管、变频器、感应炉、照明设备、电弧炉、电力机车、提升机、冲压机、吊车、电焊机等设备提高质量提高可靠性。纯水维护困难等问题，使设备做到了免维护，提高了工作效率。

四、推广前景

        动态无功补偿装置投运后改善了电网的电能质量，主要表现在:电压波动控制在1%左右;电压畸变满足国家标准；功率因数在0.95以上；注入系统的谐波电流满足国家标准、，动态无功补偿装置(SVC)投运后，供电系统电能质量明显改善，能满足唐口矿井正常生产要求，证明了SVC装置的各项性能指标达到并优于国标中规定的要求和设计预期的要求。该技术有效地加强厂矿井供电安全，降低了生产成本，节约了大量的能源，为企业带来了可观的经济效益，其技术水平达到了国内领先水平，具有很好的推广应用。

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