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TSC無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)論文
摘 要：本文論述了電力系統(tǒng)無功功率的產(chǎn)生及影響。從電路結(jié)構(gòu)上分析了晶閘管投切電容器（TSC）的工作原理，設(shè)計(jì)并建立了TSC的主電路和控制觸發(fā)系統(tǒng)。在TSC控制策略方面，采用初始脈沖和后續(xù)脈沖疊加的控制方法。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果表明，電容器投入無涌流，無暫態(tài)過程。
關(guān)鍵詞：無功補(bǔ)償；晶閘管投切電容器(TSC)；復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)；零電壓觸發(fā)
1. 引言
在工業(yè)和生活用電負(fù)載中，阻感負(fù)載占有很大的比例。對(duì)于較普遍的阻感性負(fù)載，電阻消耗有功功率，而電感則在一周期的一部分時(shí)間把從電網(wǎng)吸收的能量存儲(chǔ)起來，另一部分時(shí)間再把儲(chǔ)存的能量向電源和負(fù)載釋放，其本身并不消耗能量[1]。
電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)元件的阻抗主要是電感性的，負(fù)荷也以阻感性負(fù)荷為主，因而補(bǔ)償以并聯(lián)電容器為主要手段，通常將電容器分為若干組投切。固定并聯(lián)電容器補(bǔ)償方式的優(yōu)點(diǎn)在于不產(chǎn)生諧波、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單、可靠性高，但無法解決過補(bǔ)償和欠補(bǔ)償?shù)膯栴}。
自動(dòng)投切電容器裝置根據(jù)控制開關(guān)的不同，可分為斷路器、接觸器投切電容器裝置和晶閘管投切電容器裝置。斷路器、接觸器投切電容器裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但其響應(yīng)速度慢、不能頻繁投切，主要應(yīng)用于性能要求不高的場(chǎng)合。晶閘管是無觸點(diǎn)開關(guān)，其使用壽命可以很長(zhǎng)，而且晶閘管的投入時(shí)刻可以精確控制，能做到快速無沖擊的將補(bǔ)償電容器接入電網(wǎng)，大大降低了對(duì)電網(wǎng)的沖擊，保護(hù)了電容器，可以頻繁投切。
2. TSC裝置基本原理
TSC的基本原理如圖1所示，其中的兩個(gè)晶閘管只是起將電容器并入電網(wǎng)或從電網(wǎng)斷開的作用，而串聯(lián)的小電感只是用來抑制電容器投入電網(wǎng)時(shí)可能造成的沖擊電流。當(dāng)電容器投入時(shí)，TSC的電壓—電流特性曲線就是該電容器的伏安特性，一般將電容器分成幾組，可根據(jù)電網(wǎng)無功需求量來投切這些電容器，其電壓—電流特性曲線按照投入電容器組數(shù)的不同而變化。當(dāng)TSC用于三相電路時(shí)，可以三角形聯(lián)結(jié)，也可以星形聯(lián)結(jié)，每一相都可以設(shè)計(jì)成分組投切。
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