第三節 串聯補償新技術應用

一、串聯電抗的連續控制

串聯補償新技術最顯著改進是對串聯電抗控制的改進。在傳統串聯補償裝置中，電容器模塊的控制只能是通過旁路設備旁路和重投入電容器來實現。將來的串聯補償系統中，很可能以更精確的方式對一個或更多電容器模塊進行自身控制，這樣就可以使串聯電抗幾乎能連續變化。

串聯電抗的連續控制是與靜態無功系統（SVS）等并聯補償控制明顯不同的控制形式。SVS控制電網節點電壓，可控串聯補償器（CSC）控制電網支路。SVS是橫向控制，“橫向”的字面意思是指補償器位于控制節點。CSC則是“縱向”控制，“縱向”的字面意思是指裝置沿線路方向安裝，連續縱向控制不像橫向控制那樣常見，但它的應用領域，無論作為橫向控制的補充還是它的替代，前景都是不可限量的。

一般采用的控制串聯電抗的方法有投切線路、旁路串聯電容器、用機械開關投入串聯

電容器等，未來趨勢是用晶閘管控制電抗元件，它通常稱為晶閘管控制的串聯電容器。

已經研究并實施的三種串聯電容器控制方法是：

（1）機械投切串聯電容器（MSSC）。

（2）晶閘管投切串聯電容器（TSSC）。（3）晶閘管控制串聯電容器（TCSC）。

二、機械投切串聯電容器

控制串聯電抗最簡單、最直接的方法是用機械開關或線路斷路器旁路一個或多個串聯電容器模塊。整個串聯電容器組可能達到相當大的容抗值，這取決于這種方式投切的模塊數量及模塊的容抗，這類控制的實例見圖431。

如圖431所示的實例具有典型性但不是唯一形式。

圖431 通過旁路開關控制串聯容抗

Xce—有效串聯電抗，其值為（0.25，0.50，0.75，1.00）XC；QF—旁路斷路器

三、晶閘管投切串聯電容器

投切串聯電容器的另一種方法是使用晶閘管而不是機械設備作為開關元件，它的優點是投切速度大大提高，同時避免了機械設備會遇到的可靠性和維護問題。TSSC方案用并聯分段控制串聯補償度。此并聯分段方案見圖432。這種控制方式不會產生持續諧波電壓。

串聯電容器的注入電壓受容抗值限制，一種方法是每個周期部分時間內通過旁路設備分流線路電流，從而保持所需的注入電壓，這種控制的應用實例見圖433。TSSC技術的另一種應用實例見圖434，根據可投切電容器段數n，有效容抗可取多個值。

圖432 并聯模塊方案

圖433 通過電流控制來控制串聯補償

晶閘管控制每個周期內電流通過各電容器的時間，從而控制有效串聯補償。四、晶閘管控制串聯電容器

晶閘管控制串聯電容器是已經實施的控制串聯補償的第三種方式，這種方案在串聯電容器上并聯電感，通過電感的電流是可控的。晶閘管具有旁路串聯電容器的能力，這種旁路設備可以控制及保護電容器組。

圖434所示是TCSC原理的一種應用方式，晶閘管的這種用法很獨特，與SVC系統等其他應用方式有很大區別。晶閘管容量必須滿足旁路較大故障電流以及故障期間保護動作時產生的非常大的ddit的要求。TCSC系統試驗表明，晶閘管旁路降低了限壓器的能量要求，同時使總故障電流略減小了一些。

圖434 高級串聯電容器原理

高級串聯補償系統（ASC）是實施的另一種TCSC系統，此系統也使用了與串聯電容器模塊并聯的晶閘管控制電抗器，如圖435所示。串聯電容器組由帶限壓器旁路的常規串聯電容器與ASC系統串聯組成。旁路斷路器可用來旁路或投入整個串聯電容器組。這一旁路也配置了支持電流滑移的元件，當旁路回路閉合時，可使電容器迅速放電。

圖435 高級串聯補償系統（ASC）