[发明专利]耦合式可控串补装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种交流输电系统的可控串联电容器补偿装置。 

背景技术

交流输电系统的可控串补技术(TCSC)是，电感L1与电容C串联谐振，在串联的电容器C旁并联一个由双向可控硅（下同）控制的电感L2线路KP（参见图1），从而产生一个叠加在电容器上的可控附加电流，实现对串联补偿电容的外部等效容抗的控制，即通过对可控硅的触发控制来实现对串联补偿电容的平滑调节和动态响应的控制。该技术从原理上是可行的，但在实际应用中有很多难以克服的困难，首先是，可控串补所有的线路元件均需承受交流输电系统的高电压，这就需要大型的绝缘平台和高端器件，可控硅的选型、组装、触发、冷却很困难，电磁干扰大，不能可靠运行，并且造价巨大。其次由于是可控硅导通角控制的电感回路的电流，不是基于真正的电感值变化，会产生很多的谐波，电能质量保证不了。 

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种耦合式可控串联补偿装置。 

本发明的目的是这样实现的：它包括电容和由可控硅控制的电感线路，其特征是：若干条由可控硅控制的电感线路并联组成可控硅-电感线路组，电容和可控硅-电感线路组通过变压器耦合，即变压器的高压侧接到电容的两端，变压器低压侧接到可控硅-电感线路组的两端。 

与现有技术相比，本发明的积极效果是：由于使用变压器把由可控硅控制的电感线路与主电路隔离开，大大降低了可控硅耐受电压的等级，而且将若干条由可控硅控制的电感线路并联，使得通过每个可控硅的电流大大减少，进而大大降低了对可控硅的要求，降低了本发明的造价；其次，本发明调整等效的电感值不再通过可控硅的导通角实现，而是根据投入的电感数量，来等效电路的电感值。投入的电感数量越多，可控制的等效电感值就越细密，既可以降低单只可控硅的电流负担，又能实现电感值真实的连续调节，没有谐波，并且控制方法大为简化。 

附图说明

下面结合附图进一步说明本发明。 

图1是可控串补(TCSC)装置的电原理图。 

图2是本发明的电原理图。 

图3是本发明应用到三相交流输电系统的是原理图。 

图4是是图3中的A相放大图。 

具体实施方式

参见图2，它包括电容C和由可控硅控制的电感线路，若干条由可控硅控制的电感线路并联组成可控硅-电感电路组KP1、KP2……KPn，电容C和可控硅-电感电路组通过变压器T耦合，即变压器的高压侧接到电容C的两端，变压器低压侧接到可控硅-电感电路组的两端。 

参见图3，以额定电流800A的10KV线路为例，A、B和C三相每相都接相同的耦合式可控串补装置，其中L1与C串联谐振，L1为线性电感39mH；C为255μF的电容器组，置于绝缘平台之上。 

参见图4，变压器T的高压侧10KV，低压侧0.4KV；由可控硅控制的电感线路为625个KP1……KP625；每条可控硅控制的电感线路的电感L21或L22为39mH线性电感，15A电流容量，每个电感并联一个过压保护器件如压敏电阻，以释放电感中的剩余能量；每条可控硅控制的电感线路的可控硅是由两个可控硅并联组成，其中一个可控硅串有电阻，该可控硅为限制故障电流时使用。 

当线路中的感性负载增加时，需要投入电感以增加限制器等效的容抗，每投入一个电感就大致减小了1/625的电容容量，这样细密的分级，可以完美的对补偿电容量进行调整，而且不产生谐波。 

当母线出现故障电流时，可以将串有电阻的可控硅全部打开，这时，等效的电感与等效的电阻串联，并接于电容两端，再与L1串联，由于L1和C还有经变压器耦合过来的等效电感，均为谐振的数值关系。这时线路的总阻抗呈现纯阻性，其大小受R约束。 

由于补偿量取决于投入的低压侧电感数量，整个控制策略就近似与普通的无功补偿控制策略，只是控制的数量大些罢了，以现在的技术而言，这都已不成问题。 

高压侧的电容器，电感，变压器的耐压保护措施需按常规进行。