El TCR solo puede proporcionar potencia reactiva inductiva cuando se usa solo, por lo que a menudo se usa junto con un capacitor paralelo. Después de conectar los condensadores en paralelo, la potencia reactiva total es la potencia reactiva neta después de que se compensa la potencia reactiva del TCR y los condensadores en paralelo. Por lo tanto, la corriente reactiva total del compensador se puede polarizar a un rango que pueda absorber la corriente reactiva total. potencia reactiva capacitiva. Además, el pequeño reactor sintonizado en la cadena de capacitores en paralelo también puede actuar como un filtro para absorber la corriente armónica generada por el TCR. Al controlar el ángulo de conducción del tiristor antiparalelo en serie con el reactor, se pueden entregar al sistema corrientes reactivas tanto inductivas como capacitivas. Debido a su rápido tiempo de respuesta (menos de medio ciclo), gran flexibilidad y ajuste continuo de la salida de potencia reactiva, este dispositivo de compensación es actualmente el dispositivo más utilizado en los sistemas de transmisión de energía y empresas industriales de mi país.
El diagrama esquemático básico de TCR FC SVC se muestra en la Figura 1, y los diagramas esquemáticos de voltaje y corriente antes y después de la compensación se muestran en las Figuras 2 y 3. Un TCR monofásico está compuesto por dos tiristores antiparalelos y un reactor conectados en serie, mientras que un TCR trifásico generalmente adopta una conexión en triángulo. En la figura, QS es la potencia reactiva proporcionada por el sistema; QL es la potencia reactiva de la carga, que cambia aleatoriamente; la potencia reactiva capacitiva proporcionada por QC para el filtro es fija;
QS=QL QR-QC
Cuando se altera la carga, SVC puede ajustar la potencia reactiva inductiva emitida por el TCR ajustando el ángulo de disparo del tiristor, de modo que QR pueda Compense siempre los cambios de QL. La integración de dicho circuito en la red eléctrica equivale a △QS=△QL △QR=0. Este es el principio de compensación dinámica de la potencia reactiva mediante el dispositivo de compensación de potencia reactiva estática TCR FC.
Conectar este circuito en paralelo a la red eléctrica equivale a conectar el circuito regulador de voltaje CA a una carga inductiva. El rango de cambio de fase efectivo de este circuito es de 90o ~ 180o. Cuando el ángulo de disparo α=90o, el tiristor es completamente conductor y el ángulo de conducción δ=180o. En este momento, la corriente reactiva absorbida por el reactor es la mayor. Según la relación entre el ángulo de conducción y la admitancia equivalente del compensador:
BL=BLmax(δ-senδ)/π
donde BLmax=1/XL. Se puede ver que aumentar el ángulo de conducción puede aumentar la admitancia equivalente del compensador, lo que reducirá el componente fundamental de la corriente de compensación. Por lo tanto, el componente reactivo absorbido por el compensador se puede cambiar ajustando el ángulo de disparo para ajustar el reactivo. poder propósito.
Figura 65438 Diagrama esquemático básico del TCR FC SVC.
Figura 2 SVC está subcompensado antes de la operación, el voltaje adelanta a la corriente en 45, cosφ=0,707.
Figura 3: Compensación total después de poner en funcionamiento el SVC, superposición de corriente y tensión, cosφ=1.
3 áreas de aplicación
(1) Cuando los hornos de arco eléctrico se conectan a la red eléctrica como cargas no lineales e irregulares, tendrán una serie de efectos adversos en la red eléctrica. . Entre ellos, los principales impactos son: las tres fases de la red eléctrica están seriamente desequilibradas, lo que resulta en corrientes de secuencia negativa y armónicos de alto orden. Entre ellos, los armónicos de orden par de 2 y 4 y los armónicos de orden impar de 3, 5 y 7 son comunes, lo que complica la distorsión de voltaje y provoca graves fluctuaciones de voltaje.
SVC tiene las características de compensación dinámica rápida y respuesta rápida. Puede proporcionar rápidamente corriente reactiva al horno de arco eléctrico, estabilizar el voltaje de la red del bus y minimizar el impacto del parpadeo. La función de compensación de fase del SVC puede eliminar el desequilibrio trifásico causado por el horno de arco eléctrico. El dispositivo de filtro puede eliminar los armónicos dañinos de alto orden y mejorar el factor de potencia al proporcionar energía reactiva capacitiva al sistema.
(2) La carga simétrica de los grandes motores eléctricos, como los laminadores, provoca caídas de voltaje en la red y fluctuaciones de voltaje. En casos severos, los equipos eléctricos no pueden funcionar normalmente, lo que reducirá la eficiencia de producción y el factor de potencia; Consecuencias nocivas en los dispositivos de transmisión de energía Los armónicos de alto orden, principalmente los armónicos de orden impar y las frecuencias laterales representadas por 5, 7, 11 y 13, distorsionan gravemente la tensión de la red. La instalación del sistema SVC puede resolver los problemas anteriores, mantener el voltaje del bus estable, libre de interferencias armónicas y el factor de potencia cercano a 1.
(3) Subestación secundaria urbana (66kv/10kv): En las redes eléctricas regionales, los bancos de condensadores generalmente se encienden y apagan por etapas para compensar la potencia reactiva del sistema y mejorar el factor de potencia.
Este método solo puede proporcionar potencia reactiva capacitiva al sistema y no puede ajustarse de manera rápida y precisa a medida que cambia la carga. Si bien se garantiza el factor de potencia del bus, es fácil generar energía reactiva al sistema, aumentar el voltaje del bus y poner en peligro la estabilidad de los equipos y sistemas eléctricos.
TCR combinado con un banco de condensadores fijo FC o TCR TSC puede compensar de forma rápida y precisa la potencia reactiva capacitiva e inductiva, estabilizar el voltaje del bus y mejorar el factor de potencia. Además, al transformar el antiguo sistema de compensación, sobre la base de la batería fija de condensadores original, sólo añadiendo un reactor controlado por fase (TCR) de tiristores se pueden conseguir los mejores resultados con la menor inversión, convirtiéndose en la forma más eficaz de mejorar la calidad. del método de suministro de energía de la red eléctrica regional.
(4) Suministro de energía de locomotoras eléctricas: el método de transporte de locomotoras eléctricas no solo protege el medio ambiente, sino que también causa una grave "contaminación" en la red eléctrica. Dado que las locomotoras eléctricas utilizan un suministro de energía monofásico, esta carga monofásica provoca un grave desequilibrio en la red de suministro de energía trifásica y un bajo factor de potencia. En la actualidad, la única manera que tienen los países de todo el mundo de resolver este problema es instalar sistemas SVC en ubicaciones apropiadas a lo largo de la línea ferroviaria, equilibrar la red eléctrica trifásica a través de la función de compensación rápida de fase dividida del SVC y mejorar la potencia. factor a través de dispositivos de filtrado.
(5) Polipasto de mina: como carga de alta potencia, arranque frecuente e impacto periódico, el polipasto no solo pone en peligro la seguridad de la red eléctrica, sino que también provoca fallas de parada de emergencia, como sobrecorriente. y subtensión del polipasto, afectando la Producción. Por lo tanto, la compensación dinámica de potencia reactiva y el control de armónicos de alto orden del sistema de suministro de energía del polipasto de la mina son de gran importancia para mejorar la confiabilidad de la operación segura del polipasto de la mina y la red eléctrica, y para mejorar los beneficios económicos de la empresa.
El polipasto tiene una gran potencia instalada y supone una gran proporción de la carga total de suministro eléctrico de la mina. Con la expansión de la escala de producción de las minas de carbón y la profundización de los pozos mineros, la capacidad de soporte de los equipos de elevación también está aumentando. La capacidad de una sola máquina alcanza los 2000~3000kW, algunas incluso alcanzan los 5400kW y la capacidad de elevación de un solo cucharón alcanza las 34t. Iniciar una carga tan grande provocará una gran corriente de impacto en la red eléctrica, un gran componente de corriente reactiva y un factor de potencia bajo. Por lo tanto, los polipastos de alta potencia tienen mayores requisitos en cuanto a la capacidad y estabilidad de la red de suministro de energía.
Entre ellos, los principales problemas de los polipastos de alta potencia son:
Provocar caídas de tensión de la red eléctrica y fluctuaciones de tensión;
Generalmente existen problemas de 2º y 4º orden. Los armónicos pares, los armónicos más altos, como los armónicos impares de tercer y quinto orden, hacen que la distorsión de voltaje sea más compleja.
Bajo factor de potencia;
La forma de resolver completamente el problema anterior es que los usuarios deben instalar un compensador reactivo dinámico (SVC) con una velocidad de respuesta rápida. El tiempo de respuesta del sistema SVC es inferior a 10 ms, lo que puede cumplir plenamente con los estrictos requisitos técnicos.
(6) Transmisión de energía a larga distancia: actualmente, la electricidad global tiende hacia redes de alta potencia, transmisión de energía a larga distancia y un alto consumo de energía, lo que también obliga a los sistemas de transmisión y distribución de energía a ser más eficientes. . SVC puede mejorar significativamente el rendimiento de transmisión y distribución del sistema eléctrico, lo cual ha sido ampliamente probado en todo el mundo. Es decir, cuando se mantiene el equilibrio de voltaje en diferentes condiciones de la red, SVC se puede instalar en una o más ubicaciones adecuadas de la red para lograrlo. Los siguientes propósitos:
Estabilizar el voltaje de los sistemas de corriente débil y reducir las pérdidas de transmisión
Aumentar la potencia de transmisión y maximizar la potencia de la red eléctrica existente.
Aumentar el límite transitorio de estado estable
Aumentar la amortiguación ante pequeñas perturbaciones
Mejorar el control y la estabilidad del voltaje
Oscilación de potencia del buffer
>(7) Otros campos generales
Con la transformación de ahorro de energía en los campos petroleros, la industria química del cemento y otros campos, hay más dispositivos electrónicos de potencia, como la transmisión y la regulación de la velocidad de conversión de frecuencia, que producen armónicos dañinos de alto orden, dañando otros equipos eléctricos, provocando que se reduzca la eficiencia energética de otros equipos eléctricos y se acorte la vida útil del calentamiento.