【正文】 果在導通前電容器充電電壓也等于電源電壓峰值，則在電源峰值點投入電容時，由于在這點電源電壓的變化率（時間導數(shù)）為零，因此，電流ic，即為零，隨后電源電壓（也即電容電壓）的變化率才會按正弦規(guī)律上升，電流ic，即按正弦規(guī)律上升。電容器分組的具體方法比較的靈活，一般希望能組合產(chǎn)生的電容值級數(shù)越多越好，但是綜合考慮到系統(tǒng)復雜性以及經(jīng)濟性問題，可以采用二進制的方案，即采用k1個電容值均為C的電容，和一個電容值為C/2的電容，這樣的分組法可使組合成的電容值有2k級。因此，當電容器投入時，TSC的電壓一電流特性就是該電容的伏安特性。相對于無功發(fā)生器SVG來說控制簡單、開發(fā)時間短、成本低。 TSC型無功補償器的原理 SVC的定義及分類SVC專指使用晶閘管的靜止型動態(tài)無功補償裝置，包括晶閘管相控電抗器（TCR）和晶閘管投切電容器（TSC），以及這兩者的混合裝置（TCR+TSC），或者TCR與固定電容器或機械投切電容混合使用的裝置。補償電容器組的固定連接組可起至Ⅱ相當于隨器補償?shù)淖饔?，補償用戶的固定無功基荷；可投切電容器組用于補償無功峰荷部分。有很多的低壓配電網(wǎng)中的變壓器，尤其是農(nóng)網(wǎng)配電變壓器，普遍存在負荷輕的現(xiàn)象。隨機補償?shù)膬?yōu)點是：用電設備運行時，無功補償投入，用電設備停止運行時，補償裝置也退出，不需要頻繁調(diào)整補償容量。搞好低壓補償，不但可以減輕上一級電網(wǎng)補償?shù)膲毫?，而且可以提高用戶配電變壓器的利用率，改善用戶功率因?shù)和電壓質(zhì)量，并有效的降低電能損失。設負荷實際吸收的電流為I（t），為了使輸電線路上流過純有功電流Ir（t），則需要在負荷端接入一個無功補償器，補償提供的電流為Ｕ(ｔ），則這里的Ic（t）就是無功電流Ix（t），這就是電力系統(tǒng)中進行無功補償?shù)囊c。并聯(lián)電容器的無功補償作用和原理，圖中的用電負荷總電流，可以分解成為有功電流分量和無功電流分量（電感性的）。例如一臺1000千伏安的變壓器，可供700千瓦的有功負荷，可供900千瓦的有功功率。因此，把由電容器組成的裝置稱為無功補償裝置。無功功率在電力網(wǎng)元件中流動，將會在電力網(wǎng)元件中引起電壓損耗和功率損耗，降低電壓質(zhì)量，增加電網(wǎng)的線損耗。磁場所具有的磁場能是由電源提供的。3．用控制器的核心，增加一些外圍電路，具有結(jié)構(gòu)簡單，易于調(diào)試和編程的特點。負荷所需的無功功率，仍然需要通過線路供給，依然產(chǎn)生有功損耗。這些裝置常因為電容器容量級差大而投切精度低或是頻繁投切。由于各用戶沒有統(tǒng)一的無功功率補償，造成補償不合理，效果不明顯；而且，在高峰時，從電網(wǎng)接收無功過多，低谷時，往往向系統(tǒng)倒送無功。負荷無功補償主要有以下的問題：(1)無功補償容量的不足。在農(nóng)村，長距離供電較為普遍，10KV線路損耗較大；在城網(wǎng)中。以降損為主。變電站的集中補償，主要是補償主變壓器本身的無功損耗以及減少變電站以上線路傳輸?shù)臒o功功率，從而降低供電線路的無功損耗，而不能降低配電網(wǎng)絡的無功損耗。在城鄉(xiāng)電網(wǎng)中，用戶消耗的無功功率約占50%；在工業(yè)電網(wǎng)中，用戶消耗的無功功率約占60%；其余的無功功率消耗在電網(wǎng)中。如果無功補償不合理，造成局部地區(qū)的無功電力不能就地平衡，可能會使一些線路的無功電力偏多，電壓偏高，過剩的無功電力要向外輸出；還可能會使一些線路的無功不足，電壓下降，必然要向系統(tǒng)索取無功電力。美國電力研究院還提出統(tǒng)一潮流控制器，集并聯(lián)補償、串聯(lián)補償、移相等多種功能于一身，造價非常高，控制復雜，目前僅美國lnez變電站安裝了這一裝置. 無功補償?shù)暮侠砼渲迷瓌t和目前無功補償?shù)牟蛔?無功補償?shù)暮侠砼渲迷瓌t在目前國內(nèi)電力系統(tǒng)中，各級網(wǎng)絡和輸配電設備都要消耗一定的無功功率．尤其以配電網(wǎng)所占的比例最大．為了使電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行及用戶的正常用電，首先要減少線路中大量無功功率的流動，也就是使用戶的無功負荷和電網(wǎng)無功損失就地供應。目前國內(nèi)外對TSC的建模、控制模式、結(jié)構(gòu)設計和不對稱控制等做了很多的研究，但是目前還有很多的理論和實際運用的問題尚待解決。瑞士勃朗?鮑威利公司已造出此種補償器用于高壓輸電系統(tǒng)的無功補償。目前這種開關主要是交流接觸器和電力電子開關。但是這兩種補償裝置目前在我國仍是主要的補償方式。電容補償可以根據(jù)系統(tǒng)所需無功的多少，由控制系統(tǒng)自動的投切補償電容，因此是一種性能較為優(yōu)越的無功補償方法。同步調(diào)相機不僅能補償固定的無功功率，對變化的無功功率也能進行動態(tài)的補償。其中后一種措施需要對現(xiàn)有的電力電子設備進行大規(guī)模的改造和更新，其代價巨大，并且只適用于作為主要的諧波源的電力電子裝置，因此，有一定的局限性。該方式的關鍵問題是要解決補償裝置晶閘管和二極管的耐壓,即多個晶閘管元件串聯(lián)及均壓、觸發(fā)控制的同步性等。(3)研制兼具補償無功和抑制諧波的多功能產(chǎn)品隨著電力電子技術的發(fā)展和電力電子產(chǎn)品的推廣應用,供電系統(tǒng)或負荷中含有大量諧波。筆者用過零固態(tài)繼電器作為 TSC 裝置的開關元件來解決這一問題,得了滿意的效果。該技術在以下幾個方面的發(fā)展動向值得注意:(1)提高 TSC 產(chǎn)品可靠性,降低其成本產(chǎn)品的可靠性是其賴以生存和發(fā)展的首要條件。我國的電網(wǎng)，特別是廣大農(nóng)村電網(wǎng)，普遍存在功率因數(shù)低，電網(wǎng)損耗較大的情況。因此，無功補償就成為保持電網(wǎng)質(zhì)量運行的一種主要手段之一。顯然，這些所需要的無功功率如果要由發(fā)電機提供并經(jīng)過長距離的輸送是不合理的，通常也是不可能的。系統(tǒng)運行中，大量的無功功率嚴重降低了系統(tǒng)的功率因數(shù)，增大了線路的電壓損失和電能損耗，嚴重影響著能源、制造等相關行業(yè)的經(jīng)濟效益。隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，對能源需求提出了越來越高的要求。與機械投切電容器相比,晶閘管的開、關無觸點,其操作壽命幾乎是無限的,而且晶閘管的投切時刻可以精確控制,可以快速無沖擊地將電容器接入電網(wǎng),大大減少了投切時的沖擊電流和操作困難,其動態(tài)響應時間約為 ～。為了實現(xiàn)該裝置具有的功能，本文在選擇了芯片的基礎上還設計了一些外圍設備的硬件電路，它們包括采樣、計算、顯示、通訊電路等。本文主要研究了無功補償對電網(wǎng)性能的改善，無功補償控制器的控制算法，以及控制器的軟硬件設計。 業(yè)：班 級： 學 號：指導老師：2013年4月20日目 錄第1章 課題討論 選題背景 研究現(xiàn)狀 無功補償?shù)暮侠砼渲迷瓌t和目前無功補償?shù)牟蛔?無功補償?shù)暮侠砼渲迷瓌t 目前無功補償?shù)牟蛔?本文研究的主要內(nèi)容以及工作： 意義第2章TSC型動態(tài)無功補償器的原理 無功功率補償?shù)母攀?無功功率補償?shù)脑?低壓無功功率補償?shù)姆诸?TSC型無功補償器的原理 SVC的定義及分類 TSC（晶閘管投切電容器）的基本原理 投入時刻的選取第3章 系統(tǒng)設計 主電路的設計 電容器的接線方式 電容器的分組方式 電容器投切單元 實現(xiàn)方案 實驗步驟 接線 調(diào)試步驟 波形圖 數(shù)據(jù)記錄 結(jié)果分析第4章 基于NISTLAB的控制器系統(tǒng)仿真 仿真模型的建立 仿真結(jié)果及其分析 本章小結(jié)參考文獻致謝 基于晶閘管投切電容器（TSC）的無功補償研究電氣工程及其自動化(專升本)專業(yè)該裝置以實時檢測為依據(jù)，以低壓網(wǎng)為最佳補償對象。采用晶閘管與接觸器相結(jié)合控制投切電容器，實現(xiàn)了電容器快速、無弧、無振蕩。關鍵詞：TSC 無功補償 第1章 課題討論 選題背景隨著電力電子技術及計算機控制技術的發(fā)展,各種新型的自動、快速無功補償裝置相繼出現(xiàn),晶閘管投切電容器(TSC)就是一種廣泛應用于配電系統(tǒng)的動態(tài)無功補償裝置。若輸出無功功率需要連續(xù)調(diào)節(jié),或者要求能提供感性無功的情況下，TSC 常與 TCR 配合使用。隨著電力電子技術的廣泛應用，電力線路、電力變壓器以及用戶的用電設備，構(gòu)成了電力系統(tǒng)中先天性存在的大量的無功負荷。網(wǎng)絡元件和負載所需要的無功功率必須從網(wǎng)絡中的某個地方獲得。無功電流產(chǎn)生無功功率，給電網(wǎng)帶來額外的負擔且影響供電質(zhì)量。目前，美國、。 研究現(xiàn)狀由于晶閘管投切電容器具有優(yōu)良的動態(tài)無功功率補償性能,近年來該技術在低壓配電網(wǎng)中得到了迅速的推廣應用。主電路中采用晶閘管閥,過零檢測電路采用光耦,存在邏輯觸發(fā)電路比較復雜、可靠性低的問題。,一些先進的控制方法引入 TSC 控制,提高其智能控制水平也是一項非常有意義的工作。研制直接接入高壓電網(wǎng)(如10kV)進行高壓動態(tài)無功補償?shù)难b置具有重要意義。解決電力電子裝置產(chǎn)生的諧波污染和低功率因數(shù)問題不外乎兩個途徑：一種是裝設補償裝置，如有源濾波器、無功功率補償器等，設法對諧波進行抑制和對無功功率進行補償；另一種是對電力電子裝置本身進行改