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微机控制的晶闸管开关型低压配电网基波无功分相补偿


作者:陈允平 刘会金 彭 辉 付立军 陈琼琼 来源:电网技术 时间:06-08-25 加入收藏加入收藏夹
关键字:无功补偿  电容器  晶闸管  工业计算机  补偿装置  分相补偿


2.3 晶闸管触发控制
  晶闸管触发控制板采用KCZ2单相触发板。触发板输出的脉冲序列经脉冲变压器送到晶闸管的控制端,板内含有内部过电流保护和外部故障保护输入端口(低电平有效),保护动作后,封锁脉冲以保证系统安全。用工业PC机IDO板的某一位来控制触发板的脉冲封锁端。当IDO板的某一位输出为低电平时,无触发脉冲输出,晶闸管关断;当IDO板的某一位输出为高电平时,有触发脉冲输出,晶闸管导通。
  电容器组投切时的暂态过程是衡量投切控制装置动态特性的重要指标。如果补偿装置的主电路为晶闸管与大功率二极管反并联方式(见图4(a)),单相等效电路见图4(b),则其电路方程为

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图4 晶闸管投切电容器
Fig.4 Capacitor switched by thyristor

  设电源电压u=Um sin(ωt+φ),电感元件的初始电流i(0)=i(0)=0,电容元件的初始电压u(0)=u(0)=uC0,解方程(3)得

g-50.gif (1642 bytes)

式中 g-51.gif (325 bytes)为LC电路的共振频率,一般远大于ω。
  晶闸管投切电容器时,要使电流i的暂态过程为零,则必须同时满足电容器的预充电条件和晶闸管的控制角条件。即

g-52.gif (887 bytes)

实际上,由于ω0》ω,式(5)又可以进一步推导得uC0 g-53.gif (548 bytes)。对于图4(a)所示的电路,只要使电容器在电源正峰值时投入(即控制在电压相位为90附近时合闸),则冲击电流很小[4,5],从工程观点可以认为等于零。
2.4 控制装置的闭锁
  为了使晶闸管投切电容器控制装置可靠、安全地运行,除了考虑到它的控制条件外,还应考虑它的闭锁条件。即在某种特定的运行方式下,无功补偿电容器应退出工作。例如,当变电站母线、线路、主变压器发生事故或电容器组内部事故时,如果不将电容器从母线中切除,则电容器会因过电流或过电压而损坏,甚至引起爆炸。所以,当主变或线路保护动作时,保护出口去跳开关的同时,应闭锁微机自动控制装置和封锁晶闸管触发脉冲。当事故切除,恢复送电后再投入电容器。

STRONG>3 实验结果及其分析

  实验电路如图4(a)所示。电容器为自愈式低压并联电容器BZMJ0.4-5-1(C=99.5μF,tgδ=
0.0012),电源电压为220V,频率50Hz,晶闸管的控制角为90,电源电压和晶闸管触发脉冲用数字式双踪示波器观测的波形如图5所示。当电容器支路分别串联电抗率k=0、k=6%和k=13%的空芯电抗器时,用数字式双踪示波器观测电源电压u和电容器电流i经变送器变换后的交流信号,同时对u和i进行同步采样。u和i的波形图见图6。主要谐波(相对值)和总谐波畸变率见表1和表2。

 

图4 晶闸管投切电容器
Fig.4 Capacitor switched by thyristor

 设电源电压u=Um sin(ωt+φ),电感元件的初始电流i(0)=i(0)=0,电容元件的初始电压u(0)=u(0)=uC0,解方程(3)得

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式中 g-51.gif (325 bytes)为LC电路的共振频率,一般远大于ω。
  晶闸管投切电容器时,要使电流i的暂态过程为零,则必须同时满足电容器的预充电条件和晶闸管的控制角条件。即

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式中 g-51.gif (325 bytes)为LC电路的共振频率,一般远大于ω。
  晶闸管投切电容器时,要使电流i的暂态过程为零,则必须同时满足电容器的预充电条件和晶闸管的控制角条件。即

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实际上,由于ω0》ω,式(5)又可以进一步推导得uC0 g-53.gif (548 bytes)。对于图4(a)所示的电路,只要使电容器在电源正峰值时投入(即控制在电压相位为90附近时合闸),则冲击电流很小[4,5],从工程观点可以认为等于零。
2.4 控制装置的闭锁
  为了使晶闸管投切电容器控制装置可靠、安全地运行,除了考虑到它的控制条件外,还应考虑它的闭锁条件。即在某种特定的运行方式下,无功补偿电容器应退出工作。例如,当变电站母线、线路、主变压器发生事故或电容器组内部事故时,如果不将电容器从母线中切除,则电容器会因过电流或过电压而损坏,甚至引起爆炸。所以,当主变或线路保护动作时,保护出口去跳开关的同时,应闭锁微机自动控制装置和封锁晶闸管触发脉冲。当事故切除,恢复送电后再投入电容器。

STRONG>3 实验结果及其分析

  实验电路如图4(a)所示。电容器为自愈式低压并联电容器BZMJ0.4-5-1(C=99.5μF,tgδ=
0.0012),电源电压为220V,频率50Hz,晶闸管的控制角为90,电源电压和晶闸管触发脉冲用数字式双踪示波器观测的波形如图5所示。当电容器支路分别串联电抗率k=0、k=6%和k=13%的空芯电抗器时,用数字式双踪示波器观测电源电压u和电容器电流i经变送器变换后的交流信号,同时对u和i进行同步采样。u和i的波形图见图6。主要谐波(相对值)和总谐波畸变率见表1和表2。

 

图4 晶闸管投切电容器
Fig.4 Capacitor switched by thyristor

 设电源电压u=Um sin(ωt+φ),电感元件的初始电流i(0)=i(0)=0,电容元件的初始电压u(0)=u(0)=uC0,解方程(3)得

g-50.gif (1642 bytes)

式中 g-51.gif (325 bytes)为LC电路的共振频率,一般远大于ω。
  晶闸管投切电容器时,要使电流i的暂态过程为零,则必须同时满足电容器的预充电条件和晶闸管的控制角条件。即

       g-52.gif (887 bytes)

实际上,由于ω0》ω,式(5)又可以进一步推导得uC0 g-53.gif (548 bytes)。对于图4(a)所示的电路,只要使电容器在电源正峰值时投入(即控制在电压相位为90附近时合闸),则冲击电流很小[4,5],从工程观点可以认为等于零。
2.4 控制装置的闭锁
  为了使晶闸管投切电容器控制装置可靠、安全地运行,除了考虑到它的控制条件外,还应考虑它的闭锁条件。即在某种特定的运行方式下,无功补偿电容器应退出工作。例如,当变电站母线、线路、主变压器发生事故或电容器组内部事故时,如果不将电容器从母线中切除,则电容器会因过电流或过电压而损坏,甚至引起爆炸。所以,当主变或线路保护动作时,保护出口去跳开关的同时,应闭锁微机自动控制装置和封锁晶闸管触发脉冲。当事故切除,恢复送电后再投入电容器。

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