Page 126 - 电力与能源2021年第八期

第 42 卷第 4 期
电力与能源
4 9 2 2021 年 8 月

DOI : 10.11973 / dl y n y 202104031

一种单晶闸管投切电容器的控制方法研究与优化

朱伟星, 朱 涛, 李广一
( 上海奉贤燃机发电有限公司, 上海 201499 )

摘 要: 现有晶闸管投切三相电容未进行大规模应用, 主要原因在于控制不够方便, 仍需使用 2 个以上晶闸
管。分析了现有 TSC 的实际情况以及存在的一些缺点, 提出一种单晶闸管投切电容器的简化 TSC 方案。通
过该晶闸管投切电容器原理研究, 设计单晶闸管投切三相电容器电路拓扑, 并给出控制方法, 并对该 TSC 方
案进行了仿真验证。结果表明, 单一晶闸管可以可靠投切三相电容器, 且与现有技术相比, 控制电路结构简
单, 具备实用价值。
关键词: 晶闸管投切电容器( TSC ); 控制电路; 仿真验证
作者简介: 朱伟星( 1984 —), 男, 本科, 助理工程师, 从事电气维护检修工作。
中图分类号: TM714.3 文献标志码: B 文章编号: 2095-1256 ( 2021 ) 04-0492-05
ResearchandO p timizationofaSin g leCr y stalTh y ristorSwitchin gCa p acitorControlMethod

,
ZHU Weixin gZHU Tao , LIGuan gy i
( Shan g haiFen g xianGasTurbinePowerGenerationCo. , Ltd. , Shan g hai201499 , China )

Abstract : Themainreasonwh y theexistin g th y ristorswitchin g three- p haseca p acitorhasnotbeena pp liedona
lar g escaleisthatthecontrolisnotconvenientenou g h , andmorethantwoth y ristorsstillneedtobeused.
Thisp a p eranal y zestheactualsituationandsomeshortcomin g softheexistin gTSC , andp ro p osesasim p lified
TSCschemewithsin g leth y ristorswitchin gca p acitor.Throu g hthestud yofthep rinci p leofth y ristorswitc-
hin g ca p acitor , thecircuitto p olo gyofsin g leth y ristorswitchin g three- p haseca p acitorisdesi g ned , thecontrol
methodis g iven , andtheTSCschemeissimulatedandverified.Theresultsshowthatasin g leth y ristorcanre-
liabl y switchthethree- p haseca p acitor , andcom p aredwiththeexistin g technolo gy , thecontrolcircuithassim-
p lestructureandp racticalvalue.
Ke ywords : Th y ristorSwitchedCa p acitor ( TSC ); controlcircuit ; simulationverification

大多数电力电容器使用机械接触器或断路器 应运而生, 它具有过零触发的特性, 没有机械磨
进行投切, 由于电容器的阻抗特性, 电容器在连接 损、 响应速度快, 但是现有的晶闸管为了能可靠投
到交流电网时会产生大量的冲击电流, 这通常会 切三相电容器以及消除冲击电流, 都必须使用 2
导致接触器或断路器的触点烧坏或粘连。同时, 个以上的晶闸管, 控制不够方便, 也没有进行大规
冲击电流会引起瞬时电压波动和电压切痕, 从而 模的应用 [ 1-5 ] 。因此, 只有通过一定技术手段, 减
影响其他电气设备。当电容器从交流电网中切除 少晶闸管的数量, 优化控制方法, 就能大幅提升
时, 由于电容电流超前电压 90° , 接触器或断路器 TSC 的使用率。本文提出一种单晶闸管投切三
内刚熄灭的电弧又承受在同向的电压下, 导致触 相电容器的简化方案, 可有效减少晶闸管的数量,
点再次被击穿, 从而导致操作过电压等问题, 为了 简化控制过程。
尽量减少投切电容器时产生的问题, 人们总是尽
量减少操作电容器的次数, 然而随着对电能质量 1 现有晶闸管投切电容器存在的问题
以及电网经济运行要求的提高, 电容器又不得不 1.1 基本原理
频繁操作, 在频繁投切过程中会对电力电容器造 晶闸管投切电容器是利用晶 闸 管 无 触 点 开
成损坏, 大大影响装置的使用寿命。 关, 实现电路迅速导通关断。关键技术是保证消
为解决这些问题, 晶闸管投切电容器( TSC ) 除冲击电流, 相比机械式接触器, 或断路器投切的