TSC型动态无功功率补偿装置
TSC型无功补偿技术
晶闸管模块的作用和选型
角外接法 ：以690V为例，采用两相过零触发控制时晶闸
根据控制量的不同可以分为:
P P 2 Q2
功率因数控制
(补偿精度低)
cos
当系统的功率因数小于目标值时，投入电容可以提高系统 功率因数，反之则减小电容
无功功率控制 (补偿精度高) 以无功功率和电网电压为控制量的双重控制-——
九区法，最适合于风电中的无功补偿控制策略， 且容易实现
TSC型无功补偿技术
电容柜
一般TSC型 电容补偿装 置都是由若 干电容补偿 单元组成， 因此可以组 合成不同补 偿容量，满 足系统无功 变化
TSC——晶闸管无触点开关投切电 容补偿装置
失速型定浆距风力发电机组，均采用异步
感应电动机，因此需要无功补偿装置 进行就地无功补偿，稳定电压，提高风力 发电机组和传输线路效率 具有投入无涌流、切除无过压、响应时间 快和系统稳定性高等特点
TSC控制回路
主要是采集电压、电流信号，通过信号处理作出
电容投切判断，并发出投切动作指令，触发控制 器则在控制指令下在电压过零时触发晶闸管导通 当需要关断时，停止触发信号，则晶闸管在电流 为零时自然关断 系统出现紧急情况时如过温、过流等，控制器能 够及时关断TSC系统以起到保护作用
控制策略
九区法 ——无功功率控制
系统电压作为第一控制量：分为最大值Umax和最小值Umin 系统无功功率为第二控制量：分为消耗的最大值Qx-max和发出的最大值 Qf-max
TSCHVC无功补偿装置技术规格书样本
变电站工程TSC+HVC无功补偿技术规格书02月1.总则1.1本技术规范书用于变电站工程高压( TSC+HVC) 无功功率补偿项目。
在本规范书中提出了该设备的功能、性能, 结构、参数、动力及控制、综合保护方面的技术要求。
解释权归买方。
1.2本技术规范书提出的是最低限度的技术要求, 并没有对一切技术细节作出规定, 没有充分引述有关标准和规范的条文, 供方应提供符合本技术规范和相关的国际、国内有关标准的优质产品, 并提供产品型式试验报告, 对国家有关安全、环保等强制性标准必须满足其要求。
1.3如果供方没有对本规范书中的条文提出书面异议, 则意味着供方提供的产品完全符合本技术规范和有关的国标要求。
否则, 由此引起的异议由供方负责。
1.4本技术规范书所使用的标准如遇有与供方所执行的标准发生矛盾时, 按较高标准执行。
1.5在合同签订后, 需方有权提出因标准、规范、规程、现场条件变化而产生的修订要求, 具体事宜由供、需双方协商确定。
1.6本技术规范书经供需双方确定后作为合同的技术附件, 与合同正文有同等效力。
1.7供方在投标书中应采用国际单位制。
1.8设备采用的专利技术涉及到的全部费用均被认为已包含在设备报价中, 由此引起的专利纠纷和费用全部由供方负责。
1.9供方对变电站工程高压( TSC+HVC) 无功功率补偿成套设备负全责( 包含辅助系统、电控设备、综合保护设备) , 由此引起的引进费用也由供方全额承担。
1.10本工程要求投标方提供高压TSC、HVC的型式试验报告及高压生产许可证, 并具有三套以上煤炭行业的供货业绩。
2.招标项目名称及内容成套装置安装在下列范围内: 宽( 9800) ×深( 1800) ×高( 2600) 3．采用的标准GB50227-95 《并联电容器成套装置设计规范》GB3983.2-1989 《高压并联电容器》JB7111-93 《高压并联电容器装置》DL/T604-1996 《高压并联电容器装置订货技术条件》GB50227-95 《并联电容器装置设计规范》DL462-1992 《高压并联电容器用串联电抗器订货技术条件》GB15166.5-1994 《交流高压熔断器并联电容器外保护用熔断器》JB5346-1998 《串联电抗器》GB10229-1988 《电抗器》GB11032- 《交流无间隙金属氧化锌避雷器》GB311.1-97 《高压输变电设备的绝缘配合》GB2706-89 《交流高压电器动热稳定试验方法》GB5582-93 《高压电力设备外绝缘污秽等级》GB1027-1997 《电压互感器》GB1028-1997 《电流互感器》JB/T8970-1999 《高压并联电容器用放电线圈》GB191- 《包装储运图示标志》GB4208-1993 《外壳防护等级( IP代码) 》IEC-298 《交流金属封闭开关设备和控制设备》GB3906-91 《3～35kV交流金属封闭开关设备》4．使用环境4.1环境温度:环境温度: -40℃—+40℃最大日温差: 25℃最高日平均温度: 30℃4.2海拔高度: ≤m4.3环境相对湿度: 年平均值90%4.4污秽等级: Ⅲ级4.5地震烈度: 8度4.6运输、贮存最低湿度: -40℃4.7安装方式: 户内5．技术参数5.1系统标准电压: 10KV5.2最高工作电压: 12KV5.3额定频率: 50Hz5.4电抗率: 6%5.5相数: 35.6功率因数: 0.95以上5.7测量误差: 电压≤±0.5%, 电流≤±0.5%, 功率因数≤±1%5.8动态响应时间: ≤20mS5.9控制电源输入电压: AC380V±10%, 10A; DC220V±10%, 10A;5.10电容器接线方式: TSC: △形; HVC: Y形5.11投切级数: 17级5.12电流过流: 动态过载能力: 1.30 In( 额定电流) 下长期运行, 过电流是由谐波和 1.1 Un( 额定电压) 的过电压共同作用的结果。
矿用隔爆型动态无功补偿装置(SVG、TSC)的原理介绍及优缺点比较-1
矿用隔爆型动态无功补偿装置（SVG、TSC）原理介绍及优缺点比较一、原理简介1、静止无功发生器SVG（Static Var Generator）SVG的基本原理是，将电压源型逆变器，经过电抗器并联在电网上。
电压源型逆变器包含直流电容和逆变桥两个部分，其中逆变桥由全控型可关断的半导体器件IGBT组成。
BJS-500/1140型SVG原理简图工作中，通过调节逆变桥中IGBT器件的开关，可以控制直流逆变到交流的电压的幅值和相位，因此，整个装置相当于一个调相电源。
通过检测系统中所需的无功，可以快速发出大小相等、相位相反的无功，实现无功的就地平衡，保持系统实时高功率因数运行。
上图为SVG原理图，将系统看作一个电压源，SVG可以看作一个可控电压源，连接电抗器或者可以等效成一个线形阻抗元件。
表1给出了SVG三种运行模式的原理说明。
表1 SVG的三种运行模式运行模式波形和相量图说明空载运行模式UI = Us，IL = 0，SVG不吸发无功。
容性运行模式UI > Us，IL为超前的电流，其幅值可以通过调节UI来连续控制，从而连续调节SVG发出的无功。
感性运行模式UI < Us，IL为滞后的电流。
此时SVG吸收的无功可以连续控制。
SVG在中低压动态无功补偿与谐波治理领域得到越来越广泛的应用，其具有以下重要功用：● SVG可以补偿基波无功电流，补偿后功率因数可达到0.95以上，使被补偿网络的线电流下降30%以上，大大减小线路损耗，提升移动变压器带载能力，节能效果明显。
● SVG通过补偿基波无功电流，有效降低被补偿网络的无功突变，减小网络电压波动，抑制闪变，使供电电压更加平稳。
● SVG同时也具有有源滤波功能（APF），可对谐波电流进行补偿，能有效抑制被补偿网络中的5、7、11次谐波。
2、晶闸管投切电容器TSC（Thyristor Switched Capacitor）TSC的基本原理是按照一定的寻优模式，设计多组某次或某几次滤波器，基波下各支路呈容性，分级改变补偿装置的无功出力；滤波器某次谐波下调谐，滤该次谐波。
晶闸管投、切并联电容器TSC的综述
3.2 3串联电抗器抑制谐波放大的原理
为了抑制谐波电流放大，通常在每相电容器电 路中串联一个适当大小的空心电抗器。这样，就 会使整个补偿电容器支路对谐波源基波仍呈电容 性质，保持其无功功率补偿作用不变，不影响系 统(或负载)正常工作。而对高次谐波补偿支路则 呈感性，避免了与系统(或负载)的电流谐振，消 除或减小了由补偿电容所引起的谐波电流放大现 象。
衷心感谢陈老师和师兄师姐的无私帮助！
2.2.1 电压、电流有效值的测量
根据电压、电流有效值的定义式：
因此得到由一周期内的采样值计算电压、电流有效值 的公式为：
式中N为每周期T的采样点数，且N=I+T／AT，AT为 采样时间间隔，电压单位为伏(V)，电流单位为安(A)。
2.2.2 无功功率的控制
无功功率作为控制物理量控制电容器的投切， 是近年才出现的一种控制方式，它是根据所测得 的电压、电流、功率因数等参数，计算出应该投 入的电容容量，在电容器组合方式中选出一种最 接近但又不会过补偿的组合方式，电容器投切一 次到位。如果计算值小于最小一组电容器的容量 (下限值)，则应保持补偿状态不变。只有当所需 容量大于或等于下限值时，才执行相应的投切。
2.1 主电路和装置框架
TSC无功补偿装置主电路通常由若干组电容器 组成，电容器组的常用的主接线方案如下图(以晶 闸管反并联方式的晶闸管阀为例)
图中的(a)—(c)方案为三角型接线，(d)和(e)方案 为星型接线。在复合开关的基础上，根据方案（b） 设计的无功补偿装置主接线图如下图
该装置主要特点是利用两对晶闸管阀可以实现 三组电容器组的投切，下面以C1电容器组投切为 例进行说明。当进行C1电容器组投切时首先合上 开关K4、K5，然后在适当的时机触发两对晶闸管 阀，接着合上开关K1，再使两晶闸管阀依次关断， 最后断开开关K4、K5，这样就完成了一次电容组 的投切。(这里的开关指的是交流接触器)
泰安高压开关厂-山东泰开电力电子有限公司
高压TSC动态无功功率补偿装置技术使用说明书
0TK.466.8116
山东泰开电力电子有限公司
2009年07月
图2 TSC理想投入时刻原理说明
系统说明
整体结构
高压TSC动态无功功率补偿装置采用柜式结构，整套装置具有良好的冷却系统。
内电气间隙满足规范要求。
柜体骨架焊接牢固，焊道均匀，无焊穿、裂缝、夹渣及气孔现象。
柜体内的骨架与基础槽钢之间用螺钉或电焊固定。
柜体内所装的一次及二次元件，均为符合各自技术条件的合格产品。
为防止操作过电压和雷电冲击，
电容器配有放电线圈，能将电容器的电荷泄放掉，减小再次投入电容器组时产生的涌流。
SC高压动态无功功率补偿装置
TSC高压动态无功功率补偿装置TK牌高压TSC是一种动态跟踪的新型电容补偿装置,产品采用全数字智能控制系统,国外进口的高电压、大功率晶闸管串连组成高压交流无触点开关,实现电容器组的快速投切，响应时间小于20ms。
产品借鉴国外先进技术，解决了传统补偿装置控制开关易受冲击、使用寿命短、相应速度慢等缺点，设备运行安全可靠，效果好，各项性能指标达到国内先进水平。
高压TSC动态无功功率补偿装置广泛应用于高压交直流输变电系统和冶金、煤炭、港口门机、电气化铁路、重型机械制造等工业、交通冲击性负荷配电网中。
其主要作用就是对冲击性负荷、时变负荷能够实时监测、动态补偿，实现功率因数补偿至0.9以上，稳定系统电压，减少供电系统的网络损耗，提高电能质量等显著特点，可以给用户带来巨大的经济效益和社会效益。
高压TSC的应用领域随着现代电力电子设备和非线性负荷的大量应用,使电网供电质量受到严重影响,尤其是各种电力电子开关器件的大量应用和负载的频繁波动是最主要的干扰源,对电网的稳定造成一系列不良影响:★功率因数低，增加电网损耗，加大生产成本，降低生产效率；★产生的无功冲击引起电网电压降低，电压波动及闪变，严重时导致传动装置及保护装置无法正常工作甚至停产；★导致电网三相不平衡，产生负序电流使电机转子发生振动。
★电容器组谐振及谐波电流放大，使电容过负荷或过电压，甚至烧毁；★增加变压器损耗，引起变压器发热；★导致电力设备发热，电机力矩不稳甚至损坏；★加速电力设备绝缘老化，易击穿；针对以上电网污染，应用我公司生产的高压TSC动态无功功率补偿装置实现了电容投切无过渡、无涌流抑制高次谐波，稳定系统电压。
高压TSC装置应用领域如下：1、远距离电力输送电力系统目前正在趋向于大功率电网,长距离输电,高能量消耗,迫使输配电系统不得不更加有效。
高压TSC可以明显提高电力系统输配电性能,即在不同的电网条件下,为保持一个平衡的电压时,可以在电网的一处和多处适当的位置安装高压TSC,以达到以下的目的：★稳定系统电压★减少传输损耗★增加电网输电能力，使现有电网发挥最大效率★提高瞬变稳态极限2、轧机轧机的无功冲击负荷会对电网造成以下影响：★使功率因数下降★引起电压波动及电压降，严重时使电气设备不能正常工作，降低生产效率★负载的传动装置中会产生有害高次谐波，主要以5、7、11、13次为代表的奇次谐波及旁频,会使电网电压严重畸变高压TSC阀组和高压FC滤波器或抑制谐波型电容装置两者相互结合，可以减少钢厂轧机等负荷对供电系统的电压波动，滤除或抑制轧机产生的谐波，提高系统的功率因数。
1、高压TSC动态无功功率补偿装置产品简介(1)
HIT WEIHAN高压TSC动态无功功率补偿装置产品简介制造厂名称：哈尔滨威瀚电气设备股份有限公司地址：哈尔滨开发区哈平路集中区渤海路25号日期：二零一二年高压TSC动态无功功率补偿装置产品简介1、无功补偿的目的所谓补偿就是吸收和供给可变的无功功率。
负荷补偿就是对无功功率进行调度以改善交流电力系统的供电质量，以达到功率因数矫正、改善电压质量、调节负荷平衡等目的。
功率因数校正应尽可能靠近需要无功的负荷处产生无功。
通常工业负荷多为感性，吸收无功，功率因数是滞后的，母线电流大于供给负载有功电流值。
在能量转换中，无功功率作为损耗掉了，却不能转化为有用功。
无功功率对供电系统和负荷的运行都是十分重要的。
电力系统网络元件的阻抗主要是电感性的。
因此，粗略地说，为了输送有功功率，就要求送电端和受电端的电压有一相位差，这在相当宽的范围内可以实现；而为了输送无功功率，则要求两端电压有一幅值差，这只能在很窄的范围内实现。
不过大多数网络元件消耗无功功率，大多数负载需要消耗无功功率。
网络元件和负载所需要的无功功率必须从网络中某个地方获得。
显然，这些无功功率如果都要由发电机提供并经过长距离传送是不合理的，也是极不经济的，通常也是不可能的。
由于负荷对于无功功率的需求是变化的，无功的为化会引起电压的变化，导致不同用户的负荷间相互干扰。
一般规定电源电压的变化范围为±5%（平均值），特殊场合，如大负荷的急剧变化所产生的电压降会危害保护设备的正常运行或产生损害视力的电压闪烁现象，规定其范围要比±5%小的多。
超过了规定的电压范围时就要进行补偿。
通常根据负荷要求的最大有功功率来确定系统的规模，而用补偿器调节无功。
无功补偿的作用主要有以下几点：（1）提高系统功率因数，提高系统效率，降低设备容量，减少功率损耗；（2）稳定受电端及电网电压，提高供电质量。
在对轧机、提升机、电弧炉等冲击型负荷的补偿中，可显著稳定系统电压，改善电网的稳定性；（3）无功补偿可以提高变压器出力，提高变压器带载容量；2、无功补偿的种类目前国内外普遍采用的无功功率的方法主要有五种：（1）同步发电机通过调整励磁电流，使其在超前功率因数下运行，输出有功功率的同时输出无功功率。
TSC无功补偿装置
TSC无功补偿装置TSC补偿器可以很好的补偿系统所需的无功功率,可以实现无级调节，可快速跟踪冲击负荷的突变，对最佳功率因数进行闭环反馈，实现动态无功补偿、减小电压波动，从而达到节能降耗的目的。
SVC专指使用晶闸管的静止型动态无功补偿装置，包括晶闸管相控电抗器（TCR）和晶闸管投切电容器（TSC），以及这两者的混合装置（TCR+TSC），或者TCR与固定电容器或机械投切电容混合使用的装置。
TSC（晶闸管投切电容器）的基本原理如图所示。
其中左图是其单相电路图，其中两个反并联晶闸管只是起将电容器并入电网或从电网断开的作用，而并联的小电感只是用来抑制电容器投入电网时可能造成的冲击电流的。
在运行中，一般将电容器分成几组，每组都可由晶闸管投切。
这样可根据电网的无功需求投切这些电容器，TSC实际上就是断续可调的吸收容性无功功率的动态无功补偿器。
当TSC 用于三相电路时，可以是Δ连接，也可以是Y连接。
每一相都可以设计成如右图所示的那样分组投切。
在TSC 系统中，晶闸管阀一般采用 2 只晶闸管反并联的方法，达到 2 只晶闸管轮流触发的效果，起到了接通和断开补偿回路的作用。
这种反并联的方式可靠性高。
晶闸管阀承受的最大反相电压为电源电压的峰值。
TSC 投入电容的时刻即交流电源电压与电容预先充电电压相等的时刻。
此时，晶闸管上电压为零，光电耦合器输出脉冲，并与投入指令作逻辑“与”运算后决定是否去触发晶闸管，以保证晶闸管的平稳导通。
TSC 投入的指令撤消时，晶闸管在电流过零时断开，直到微控制器下次发出投入指令，TSC 才会在零电压处重新投入。
脉冲信号由送能变提供，送能变由上下两节组成，分别为反并联的两组晶闸管提供脉冲信号，从而实现整个周期的补偿（晶闸管的接通需要两个条件1是触发脉冲2是正向导通），由于TSC的晶闸管需要较大的触发脉冲所以单独配备送能变，当系统需要无功补偿时送能变发出触发脉冲使晶闸管导通从而进行电容器的投切。
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1.性能描述：
九洲电气PowerSolver TM系列高压动态无功补偿SVC装置是综合应用现代电力电子技术、电能控制技术、以及计算机技术而研制开发的高科技产品，是一种能够为电力系统快速而连续地提供容性或感性无功功率的电力电子装置。
其中PowerSolver TM-TSC是采用成熟、可靠、先进、实用的晶闸管投切电容器组的方式，实现分组、分级进行补偿，即TSC的分组、分级的典型结构，能准确迅速地跟踪电网或负荷的波动，通过TSC支路的快速投切，对变化的无功功率进行动态补偿，装置控制响应时间不低于20～50ms，实现功率因数补偿至0.92以上。
我公司生产的PowerSolver TM系列TSC+HVC装置具有动态调节无功功率补偿和谐波抑制的双重功能，技术先进、性能卓越、运行可靠。
已经被广泛地应用于电力工业、冶金工业、城市建设、煤炭、石油、化工等行业中，真正起到1）提高功率因数，降损节能；2)提高电网输送能力和减少电网的配变容量；3)改善用户的电压质量，减小电压波动及电压闪变；4）抑制谐波的作用，可以给用户带来巨大的经济效益和社会效益。
2.PowerSolver TM-TSC型 SVC的技术特点及优势
具有全数字化智能控制系统，采用先进的DSP数字处理器，由微机实时监测、智能调节；实时跟踪负荷变化，响应时间小于20～50ms，具有过流速断、限时过流、过载、过压、欠压及不平衡等保护；
采用晶闸管串联组成高压交流无触点开关，对电容器组的快速过零投切，实现无触点、无涌流、无过渡投切；
实现电流过零投切，通过过零触发系统对TSC支路的电压、电流信号进行采集，并经过零触发控制器实时计算，结合收到的投入指令对电容器实现过零投切，投切过程中无涌流冲击、无操作过电压、无电弧重燃现象，使用寿命长；
阀控系统设有动态保护电路，对阀组开关元件的工作状态实时监测，并通过液晶屏幕显示阀组工作电压、电流、阀组温度，具有阀组过压、过流、欠压、超温等保护。
一旦过零触发器检测出故障，保护电路立刻封锁触发脉冲，使三相阀组停止导通，并发出报警信号，实现对阀组开关元件的保护。
可多路TSC与TSC之间结合，实现有级差的无功调节功能。
高品质的电抗器设计,主回路电抗器采用环氧树脂真空浇注工艺，抑制谐波，保护设备安全运行。
拥有自主知识产权，采用国际先进的仿真软件，对谐波阻抗、电流分配、滤波效果进行仿真设计。
对主回路进行特殊设计，避免谐波放大，避免谐波谐振，避免谐波危害电器设备的安全，避免由于谐波的原因造成电容器过载故障，实现无功补偿和谐波滤波并举的功能。
3型号意义
产品整体型号：
金、造船、港口、煤矿、石油、化工、轻工、建材、机械等行业供配电系统中，要求动态无功补偿且负荷变化较大的工况。
5.2 最大月平均相对湿度：不大于90％（+25℃）
5.3最高环境温度：40℃
5.4最低环境温度：－20℃
5.5最热月24h平均最高温度：
5.6 污染：III级
5.7 地震烈度：Ⅷ度
5.8户内安装
《高压静止无功补偿装置》、GB/T 20297-2006 《静止无功补偿装置（SVC）》现场试验》及GB/T 20298-2006 《静止无功补偿装置（SVC）功能特性》同时遵照下述相关使用的中国国家标准（GB）和国际单位制（SI）。
设备至少符合但不限于以下最新版的国家标准：
GB3983.2《高压并联电容器装置》
JB7111-93《高压并联电容器装置》
DL/T604-1996《高压并联电容器装置订货技术条件》
GB50227-95《并联电容器成套装置设计规范》
D1462《高压并联电容器用串联电抗器订货技术条件》
DL1442《高压并联电容器单台保护用熔断器订货技术条件》
IEC71-1993《高压输便电设备的绝缘配合》
IEC871-1-1987《高电压并联电容器》
IEC871-2-1987《额定电压660V以上交流电力系统用并联电容器》
JB5346-1998《串联电抗器》
GB11032-2000《交流无间隙金属氧化锌避雷器》
GB311.1《高压输变电设备的绝缘配合》
GB2706《交流高压电器动热稳定试验方法》
GB763《交流高压电器在长期工作时的发热》
GB5582《高压电力设备外绝缘污秽等级》
GB8287.1《高压支柱瓷柱绝缘子技术条件》
GB8287.2《高压支柱瓷绝缘子尺寸和特性》
GB1027《电压互感器》
GB/T5356《电压互感器试验导则》
GB1028《电流互感器》
JB/T5356《电流互感器试验导则》
IEC185《电流互感器》
GB11032-98《交流无间隙金属氧化物避雷器》
GB10229《电抗器》
其它有关的现行标准
七．型式实验报告。