静止调压和调相器-2011：TCVR和TCPAR
2011年《技术与计量(安装)》知识点：变配电设备
2011年《技术与计量（安装）》知识点：变配电设备变配电设备（一）电力变压器按容量可以分为小型，大型，超大型。
通常按照以下方式分类1.按冷却方式分类有自然冷式、风冷式、水冷式、强迫油循环风（水）冷方式、及水内冷式等。
2.按防潮方式分类开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器。
3.按铁芯或线圈结构分类芯式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、壳式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、环型变压器、金属箔变压器、辐射式变压器4.按电源相数分类单相变压器、三相变压器、多相变压器。
5.按用途分类有电力变压器、特种变压器（电炉、整流、工频试验变压器、调压器、矿用变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、冲击变压器、仪用变压器、电子变压器、电抗器、互感器等）。
6.按冷却介质分类有干式变压器、液（油）浸变压器及充气变压器等。
7.按线圈数量分类有自耦变压器、双绕组、三绕组、多绕组变压器等。
8.按导电材质分类有铜线变压器、铝线变压器及半铜半铝、超导等变压器。
9.按调压方式分类可分为无励磁调压变压器、有载调压变压器。
10.按中性点绝缘水平分类有全绝缘变压器、半绝缘（分级绝缘）变压器。
其中干式变压器、液（油）浸变压器、自然冷式、风冷式、水冷式这几种是最常用的。
（二）特种变压器1.变流（整流、换流）变压器2.电炉变压器3.高压试验变压器高压试验变压器可用于作工频、冲击和直流高压试验。
4.矿用变压器5.其它特种变压器（三）互感器互感器是电力系统中供测量和保护用的重要设备，分为电压互感器和电流互感器两大类。
互感器的作用为：1.向测量、保护和控制装置传递信息；2.使测量、保护和控制装置与高电压相隔离；3.有利于仪器、仪表和保护、控制装置小型化、标准化。
（四）调压器调压器是一种能给负载以可调电压的调压电源。
（五）箱式变电站箱式变电站（简称箱变）是一种把高压开关设备配电变压器，低压开关设备，电能计量设备和无功补偿装置等按一定的接线方案组合在一个或几个箱体内的紧凑型成套配电装置，用于额定电压10/0.4KV三相交流系统中，作为线路和分配电能之用。
MCR、TCR、SVG比较
现在主要的动态补偿方式为TCR型SVC、MCR型SVC和SVG三种方式，以下分别介绍这三种动态无功补偿方式的原理，并且通过占地面积、响应速度、损耗、噪音等性能指标来论述这三种补偿方式的特点。
一、 MCR型动态无功补偿装置MCR+FC型动态无功补偿装置上世纪60年代由英国GEC公司制成第一台自饱和电抗器型SVC，后期俄罗斯人演变为可控饱和电抗器（CSR）型，也可称为MCR型动态无功补偿装置。
其原理是三相饱和电抗器的工作绕组并联在电网上，通过改变饱和电抗器的直流控制绕组的励磁电流，借以改变铁心的饱和特性，从而改变工作绕组的感抗，达到改变其所吸收的无功功率的目的。
图九 MCR无功补偿原理磁阀式可控电抗器的主铁心分裂为两半（即铁心1和铁心2），截面积为A,每一半铁心截面积具有减小的一段，四个匝数为N/2的线圈分别对称地绕在两个半铁心柱上（半铁心柱上的线圈总匝数为N），每一半铁心柱的上下两绕组各有一抽头比为δ= N2 / N 的抽头，它们之间接有晶闸管KP1 ( KP2 ),不同铁心上的上下两个绕组交叉连接后，并联至电网电源，续流二极管则横跨在交叉端点上。
在整个容量调节范围内，只有小面积段的磁路饱和，其余段均处于未饱和的线性状态，通过改变小截面段磁路的饱和程度来改变电抗器的容量。
在电源的一个工频周期内，晶闸管KP1 、KP2 的轮流导通起了全波整流的作用，二极管起着续流作用。
改变KP1 、KP2 的触发角便可改变控制电流的大小，从而改变电抗器铁心的饱和度，以平滑连续地调节电抗器的容量。
占地面积由于MCR没有像TCR一样采用晶闸管阀组以及空心相控电抗器，而是采用晶闸管控制部分饱和式电抗器，因此，比TCR面积要小。
响应速度MCR型SVC的响应速度一般在100 ~ 300ms之内。
可控式饱和电抗器铁芯内的磁通有惯性，从空载到额定的变化，一般在秒级以上。
虽然现在也可采取一些措施提高MCR型SVC的响应速度，但一般也很难低于150ms。
调压器介绍
★反应迅速, t≤Βιβλιοθήκη s★可以手动切断及切断远传
BM5切断阀的技术参数
? 允许压力：≤100 bar ? 进口压力范围：0～100 bar ? 超压切断设定范围：0.03～80 bar ? 低压切断设定范围：0.01～80 bar ? 切断精度：≤±1％ ? 反应时间：≤ 1s ? 工作温度：标准型 -10°～+60°C
出
口
Qmin
压
力
Qmax
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 Po流rt量ata“QQ(”StmN( mc/h3)/hin) %
调压器原理介绍 --直接作用式原理
加载元素
控制元素
测量元素 (传感元素 )
P1 = 3.5Mpa
OS2的结构-- ?传感器 安装位置
BM1
BMS1 BMS2
BM2 BMS1
BM1+BMS1
BM2+BMS1+BMS2 BMS1
BBMM11 BMS1
BM2 BMS2
BMS1与BMS2的连接
OSE系列切断阀的特点分析
① 可实现超压、失压及超/失压保护
?BM1+1BMS可实现超高、超低压单保护，或超高/低压双保护 ?BM2+2BMS可实现超高、超低压单保护，或超高/低压双保护,但BMS1只能做为超压切断
调压或监控 允许进口压力(bar) 出口压力范围(bar) 主要材质
PS/79-1
25
0.01~0.5
铝
PS/79-2
25
无功补偿SVG-SVC-MCR-TCR-TSC的区别概要
⽆功补偿SVG-SVC-MCR-TCR-TSC的区别概要⽆功补偿SVG、SVC、MCR、TCR、TSC区别TSC TCR型SVC MCR型SVC SVG吸收⽆功分级连续连续连续响应时间20ms 20ms100ms 10ms运⾏范围容性感性到容性感性到容性感性到容性谐波受系统谐波影响⼤，⾃⾝不产⽣谐波受系统谐波影响⼤，⾃⾝产⽣⼤量谐波受系统谐波影响⼤，⾃⾝产⽣较⼤量谐波受系统谐波影响⼩，可抑制系统谐波受系统阻抗影响⼤⼤⼤⽆损耗⼩⼤较⼤⼩分相调节能⼒有限可以不可可以噪声较⼩较⼩⼩体积（同等容量）⼤⼤较⼤⼩TSC：晶闸管投切电容器，采⽤⽆源器件（电容器）进⾏⽆功补偿，分级补偿，不能实现连续可调。
TCR：晶闸管控制电抗器。
MCR:磁控电抗器，与TCR类似，需要和电容柜配合实现动态⽆功补偿，可实现连续可调。
SVC：静⽌⽆功补偿装置，采⽤⽆源器件进⾏⽆功补偿的技术总称，包括：TSC、TCR等，“静⽌”是与同步调相机对应，⼀般来说将使⽤晶闸管进⾏控制的补偿装置成为“SVC"。
SVG：静⽌⽆功发⽣器，采⽤电能变换技术实现的⽆功补偿。
SVG与其它的最⼤区别在于能主动发出⽆功电流，补偿负载⽆功电流。
⽽其它均为⽆源⽅式，依靠⽆源器件⾃⾝属性进⾏⽆功补偿。
静⽌⽆功补偿器(SVC) 与静⽌⽆功发⽣器(SVG)有什么异同?静⽌⽆功补偿器(SVC)该装置产⽣⽆功和滤除谐波是靠其电容和电抗本⾝的性质产⽣的。
静⽌⽆功发⽣器(SVG)该装置产⽣⽆功和滤除谐波是靠其内部电⼦开关频繁动作产⽣⽆功电流和与谐波电流相反的电流。
相关知识静⽌⽆功补偿器⼜称SVC，传统⽆功补偿⽤断路器或接触器投切电容，SCV⽤可控硅等电⼦开关，没有机械运动部分，所以较静态⽆功补偿装置。
通常的SVC组成部分为1.固定电容器和固定电抗器组成的⼀个⽆功补偿加滤波⽀路该部分适当选择电抗器和电容器容量，可滤除电⽹谐波，并补偿容性⽆功，将电⽹补偿到容性状态。
2.固定电抗器3.可控硅电⼦开关可控硅⽤来调节电抗器导通⾓，改变感性⽆功输出来抵消补偿滤波⽀路容性⽆功，并保持在感性较⾼功率因数。
电压调节器基础知识
三、触点式电压调节器
2、双级电磁振动式调节器基本电路
5）高速二级调压阶段 电压继续上升，达到二 级调压值时，K2闭合， 励磁绕组被短路，电压 下降后， K2又断开，电 压上升，如此反复，电 压维持恒定。
三、触点式电压调节器
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四、晶体管电压调节器
1、基本工作原理
原理
发电电压高：三极管截止 发电电压低：三极管导通
触点的开闭存在延 时现象，故不能控 制大功率的发电机 电压，且存在电磁 干扰，目前已基本 不采用。
三、触点式电压调节器
2、双级电磁振动式调节器基本电路
触点
KI：低速触点、常闭 K2：高速触点、常开
磁化线圈 感受电压控制触点
三、触点式电压调节器
2、双级电磁振动式调节器基本电路 1）起动过程他励阶段
U≈E＝Cφｎ
C—发电机的结构常数 φ—磁极磁通 ｎ—发电机转速
由此可知：发电机的 输出电压U与转速ｎ和 磁通φ成正比。
二、电压调节器的原理
发电机转速变化时，要使电压保持一定，只有 相应地改变磁极的磁通，而磁通的大小取决于磁场 电流，所以在转速变化时只要自动调节磁场电流就 能使电压保持一定。电压调节器就是根据这一原理 进行电压调节的。
饱和导通：B点电位大于C、E点电位
开关作用 导通：B点有电位
导通：B点电位大于E点电位，但小于 C点电位，但类似有电阻
截止：B点电位小于E点电位
四、晶体管电压调节器
注意
磁场电流方向
发电机与调节器的搭铁型式必须匹配。
四、晶体管电压调节器
注意
电子电压调节器（内搭铁） 转子绕组 磁场电流方向 负载
四、晶体管电压调节器
发动机起动时，低速 触点K1闭合，励磁电 流由蓄电池提供，发 电机它励发电。
八款可控硅调压器电路图
八款可控硅调压器电路图
首先可控硅是一种新型的半导体器件，其次它具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、动作快以及使用方便等优点，目前交流调压器多采用可控硅调压器。
可控硅调压器电路图（一）
可控硅交流调压器由可控整流电路和触发电路两部分组成，其电路原里图如下图所示。
从图中可知，二极管D1—D4组成桥式整流电路，双基极二极管T1构成张弛振荡器作为可控硅的同步触发电路。
当调压器接上市电后，220V交流电通过负载电阻RL经二极管D1—D4整流，在可控硅SCR的A、K两端形成一个脉动直流电压，该电压由电阻R1降压后作为触发电路的直流电源。
在交流电的正半周时，整流电压通过R4、W1对电容C充电。
当充电电压Uc达到单结晶体管T1管的峰值电压Up时，单结晶体管T1
由截止变为导通，于是电容C通过T1管的e、b1结和R2迅速放电，结果在R2上获得一个尖脉冲。
这个脉冲作为控制信号送到可控硅SCR的控制极，使可控硅导通。
可控硅导通后的管压降很低，一般小于1V，所以张弛振荡器停止工作。
当交流电通过零点时，可控硅自关断。
当交流电在负半周时，电容C又从新充电……如此周而复始，便可调整负载RL上的功率了。
元器件选择
调压器的调节电位器选用阻值为470KΩ的WH114-1型合成碳膜电位器，这种电位器可以直接焊在电路板上，电阻除R1要用功率为1W的金属膜电阻外，其余的都用功率为1/8W的碳膜电阻。
D1—D4选用反向击穿电压大于300V、最大整流电流大于0.3A的硅整流二极管，如2CZ21B、2CZ83E、。
7 静止无功补偿器数学模型
7 静止无功补偿器数学模型7.1 引言与调相机相比较，静止无功补偿器具有没有旋转元件、可靠性高、可快速调节无功补偿功率的大小等优点。
静止无功补偿器可控制母线电压在一定的水平上，减少迅速波动的负荷(如电弧炉、轧钢机)造成的电压闪变或缓慢波动的大容量负荷引起的电压变化。
在配电系统中它常用来提供无功补偿改善功率因数，减少网损。
目前静止无功补偿器已广泛应用在输电和配电系统中。
由于静止无功补偿器可提供电压支撑作用，故在输电系统中可用它支持枢纽点(如长线路中点)的电压以改善系统的暂态或静态稳定性，提高线路输送容量，并可用它来抑制低频振荡以及次同步振荡。
静止无功补偿器主要有三种类型，即可控硅控制电抗器(TCR)、可控硅投切电容器(TSC)和饱和电抗器(SR)。
本章主要推导电力系统广泛应用的TCR型静止无功补偿器的数学模型。
带有固定并联电容器的TCR补偿器原理见图7-1，其相应的工作原理及数学模型将在7.2节介绍。
图7-1 带有固定并联电容器的TCR原理图近年来一种采用可关断可控硅管(GTO)的新型静止电源，又称为新型静止无功电源(static var generator，SVG)，已投入系统运行，目前容量可达80MW。
和图7-1中的TCR相比，它可省去了大容量电感和电容，元件简单，体积小，同时所发容性或感性无功功率均可大范围连续调节。
SVG以电压型逆变器为基础，其原理示意图见图7-2，相应的工作原理及数学模型将在7.3节介绍。
通过控制GTO的触发相位，可改变电容器C的电压，从而改变U的幅值，达到调节SVG吸收或发出的无功功率的目的。
据文献介绍，SVG SVG输出电压A中电容器容量比同样容量的无功调节器SVC中并联的电容容量小。
SVG的主要缺点是只能在三相基本平衡的电力系统中运行，同时GTO器件在SVG作容性负荷运行时关断较困难，应加以注意。
本章介绍的是TCR和SVG准稳态模型，它主要用于电力系统机电暂态分析中。
静止无功功率补偿器
(a) TCR
(b) TSC
②晶闸管投切电容器（Thyristor Switched Capacitor, TSC），分相调 节、直接补偿、装置本身不产生谐波， 损耗小。在运行时，根据所需补偿电 流的大小，决定投入电容的组数。由 于电容是分组投切的，所以会在电网 中产生冲击电流。为了实现无功电流 尽可能的平滑调节，一是增加电容的 组数，组数越多，级差就越小，但这 又会增加运行成本；二是把握电容器 的投切时间，最佳投切时间是晶闸管 两端电压为零时，一般TSC都是采取过 零投切。
1.静止无功补偿器的简介 2.静止无功补偿器的结构 3.静止无功补偿器的基本应用
目 5.结语 录
4.静止无功补偿器的发展
静止无功补偿器简介
• 静止无功补偿器(Static Var Compensator)，是将电容器（及电抗器 支路）与输电线路并接，通常接于开关站或变电所母线，通过晶闸管 控制的无功功率动态补偿，调节母线电压和线路无功功率在所需水平 上，从而提高电力系统稳定性，扩大线路输送容量。 • 静止同步无功补偿器是目前技术最为先进的无功补偿装置。它不再采 用大容量的电容器，电感器来产生所需无功功率，而是通过电力电子 器件的高频开关实现对无功补偿技术质的飞跃，特别适用于中高压电 力系统中的动态无功补偿。
④晶闸管控制高阻抗变压器 （Thyristor Controlled Transformer, TCT），优点与TCR 差不多，但高阻抗变压器制造复 杂，谐波分量也略大一些，由于 有油，要求一级防火，只宜于布 置在一层平面或户外，容量在 30MVar以上时价格较贵，而不能 得到广泛采用。
TCR式SVC与MCR式SVC的区别与比较
TSC型补偿器由一组并联的电容器组成，每一台电容器都与双向晶闸管串联。这里的晶闸管仅起开关的作用，以替代常规电容器所配置的机械式开关。在运行时，根据需要补偿电流的大小，决定投入电容的组数。由于电容式是按组投切的，所以会在电网中产生冲击电流。为了实现无功电流尽可能的平滑调节，有两种解决办法：首先可以增加电容的组数，组数越多，级差就越小，但这必然会增加运行成本，如何协调二者的关系，是电网公司应该考虑的问题；其次就是要把握电容器的投切时间。研究表明，最佳的投切时间是晶闸管两端电压为零的时刻，也就是电容器两端电压等于电源电压的时刻。所以TSC一般都是采取过零投切的。
无功功率指的是交流电路中电压U与电流I存在一相角差时，电流流过容性电抗（XC）或感性电抗（XL）时所形成的功率分量。这种功率在电网中会造成电压降落（感性电抗时）或电压升高（容性电抗时）和焦耳（电阻发热）损失，却不能做出有效的功。当功率因数非常低时，无功功率就会变得很大而造成能源的浪费，在这种情况下，必须提高功率因数，对无功进行补偿。无功功率补偿对电力系统具有重要意义，概括起来有：
除此之外，随着各种用电设备越来越多样化。对三相供电系统来说，除了存在大量的对称负荷外，还有许多不对称负荷，譬如电气化铁路和电弧炉等。三相电压电流不平衡会对电力系统和用户造成一系列的危害，其中主要有：引起旋转电机的附加发热和振动，危及其安全运行和正常出力；引起以负序分量为启
动元件的各种保护装置发生误动作（特别是当电网中同时存在谐波时），这对电网安全运行具有严重威胁；电压不平衡会使半导体变流设备产生附加的非特征谐波电流，而这种设备一般设计上只允许2%的电压不平衡度等。
TSC型补偿器的特点是反应快，适用范围广，分相调节装置本身不产生谐波，损耗小；但它只能分级调节，价格较高。10kV以上难以广泛应用，1kV以下使用很广。
电力系统自动装置原理课后答案
电力系统自动装置原理课后答案【篇一：电力系统自动装置原理附录思考题答案】s=txt>第一部分自动装置及其数据的采集处理1-1．采用式1-13对电流进行分解，a0、an、bn的物理意义分别是什么？【答案提示】a0：直流分量；an：n次谐波分量的实部；bn：n次谐波分量的虚部。
1-2．采样的前期处理讨论：【答案提示】如果正态分布均匀，那么采用4只电阻串联采样的方式要比采用一只电阻采样的精确度高；是用算术平均法进行滤波有两种方式， ~?其一：aa1?a2a10；10~?a~?a~?aaaa1?a2~a131024~~~其二：a1?，a2?，a3?……a?8。
2222第二种方法只占有3个内存变量，每一次计算结果覆盖了前一次的采样数据，节省内存，另外，第二种方法滤波后的权重比例合理，a10占权重为50%，更加接近采样的后期，因此计算机采样中经常采用。
第一种方法的权重完全一样，10个采样数据各占10%，另外它需要11个内存变量。
总的来看，第二种方法的误差和实际意义都大于第一种。
第二部分自动并列2-1．略2-2．略2-3．已知：两个区域电网的等值机系统如附图1-1所示，其电压幅值相等，频率分别为：f1?50?0.1costhz，f2?50?0.1sin2thz，现准备进行恒定越前时间准同期互联操作，设远程通讯和继电器动作时间之和为0.14秒，求调度中心发出合闸信号的时刻。
第二部分自动并列2-3．已知：两个区域电网的等值机系统如附图1-1所示，其电压幅值相等，频率分别为：f1?50?0.1costhz，f2?50?0.1sin2thz，现准备进行恒定越前时间准同期互联操作，设远程通讯和继电器动作时间之和为0.14秒，求调度中心发出合闸信号的时刻。
合闸相角差表达式为：2?f?2?(f?f)?0.2?cost?0.2?sin2tes12 ?e01020先不考虑提前量，则有：e[0.2cost0.2sin2t]dte00.2sint0.1cos2t0.102sint?cos2t?1?2sint?1?2sin2t?1?sin2t?sint?1?0?sint?t?2k??3.8078或t?2k??0.6662 1? 2t1?3.8078，t2?5.6169，……考虑时间提前量0.14秒，则调度中心发出合闸信号的时刻可为：3.6678秒，5.4769秒，等等。