晶閘管控制并聯(lián)電抗器介紹

晶閘管投切電容器thyristorswitchedcapacitor,TSC

Jingzhaguontouq}edI0nrongqi.用管投切電容器(thyristorswitchedcaPac-itor，TSC)靜止無功補(bǔ)償裝里.晶閘管閥用于電容器的投切操作.該裝t提供的容性電流只能分級(jí)調(diào)整.常與固定電抗器或晶閘管控制的電抗器、晶閘管控制的變壓器、飽和電抗器配合在一起使用，以使系統(tǒng)能連續(xù)控制物出電流并使系統(tǒng)的工作范圍能擴(kuò)大到感性區(qū)。其主要優(yōu)點(diǎn)是:①投切速度快;②投切操作時(shí)對(duì)系統(tǒng)的沖擊電流小，③有功損耗小;④不產(chǎn)生商次諧波電流。主要缺點(diǎn)是:①向系統(tǒng)提供的無功電流只能作級(jí)差變化不能平滑調(diào)節(jié);②正常斷開后晶閘管閥所承受的電壓比TCR閥要高出一倍;③有時(shí)發(fā)生諧波放大，影響正常工作。工作原理其結(jié)構(gòu)如圖所示.其中限流電抗器的作用是限制電容器投人時(shí)的暫態(tài)涌流和降低主電路的電流上升率，限流電抗器的感抗值約為容抗值的百分之幾.在電源電壓瞬時(shí)值最大時(shí)，晶閘管閥接受來自控制器發(fā)來的觸發(fā)脈沖而導(dǎo)通，使電容器在電流過零時(shí)開始通電，此電流半波將在電容電流再次回零時(shí)由晶閘管閥自然關(guān)斷。由于TSC控制器每隔半周波便輪流向晶閘管閥兩個(gè)方向的晶悶管發(fā)出整個(gè)半周波全導(dǎo)通的觸發(fā)脈沖，所以電容器中流過的電流為連續(xù)正弦波，不含諧波分量。廠尸石「萬氣.丁-一十'矛'幣TSC結(jié)構(gòu)示意圖l一電容器組;2一晶閘管閱;3一限流電杭尋性能比較晶閘管投切電容器型靜止無功補(bǔ)償裝!與用斷路器分組投切(BSC)方式的技術(shù)性能比較如下表。用途TSC適用于主要要求補(bǔ)償感性無功功率且有沖擊性負(fù)荷的工業(yè)用戶，用于電力系統(tǒng)需要快速響應(yīng)，如增加系統(tǒng)對(duì)功率振蕩阻尼、電壓控制的場(chǎng)合。當(dāng)需要較頻繁地投切補(bǔ)償電容器而機(jī)械投切設(shè)備又不能滿足這種要求時(shí)，TSC常常成為首選。TSC也常與TCR或其它種類的補(bǔ)償設(shè)備配套使用.發(fā)展概況第一套大型TSC工業(yè)裝里是1972年由瑞典原ASEA公司制造的，容量為60Mvar，安裝在瑞典的一家鋼鐵廠，用于電弧爐功率因數(shù)補(bǔ)償，提高母線電壓的穩(wěn)定度，晶閘管閥的傾定電壓是20kV。1980年ASEA公司又首次把TSC與TCR組配應(yīng)用，用于南非ESCOM公司平衡由于單相電氣化鐵路負(fù)荷引起的三相電壓不對(duì)稱問題。中國在平頂山至武漢國內(nèi)第一個(gè)500kV輸電工程中，在鳳凰山變電所引進(jìn)ASEA公司2套TCRTSC型靜補(bǔ)裝置，這是世界上首例這種類型的靜補(bǔ)裝里用于500kV輸電系統(tǒng)。TSC與BSC的技術(shù)比較┌───────┬──────────┬────────────┐│項(xiàng)目│TSC│BSC

?MCT(MOS Controlled Thyristor)是將MOSFET與晶閘管組合而成的復(fù)合型器件。MCT將MOSFET的高輸入阻抗、低驅(qū)動(dòng)功率、快速的開關(guān)過程和晶閘管的高電壓大電流、低導(dǎo)通壓降的特點(diǎn)結(jié)合起來，也是Bi-MOS器件的一種。一個(gè)MCT器件由數(shù)以萬計(jì)的MCT元組成，每個(gè)元的組成為:一個(gè)PNPN晶閘管，一個(gè)控制該晶閘管開通的MOSFET，和一個(gè)控制該晶閘管關(guān)斷的MOSFET。

MCT具有高電壓、大電流、高載流密度、低通態(tài)壓降的特點(diǎn)。其通態(tài)壓降只有GTR的1/3左右，硅片的單位面積連續(xù)電流密度在各種器件中是最高的。另外，MCT可承受極高的di/dt和du/dt，使得其保護(hù)電路可以簡(jiǎn)化。MCT的開關(guān)速度超高GTR,開關(guān)損耗也小。

總之，MCT曾一度被認(rèn)為是一種最有發(fā)展前途的電力電子器件。因此，20世紀(jì)80年代以來一度成為研究的熱點(diǎn)。但經(jīng)過十多年的努力，其關(guān)鍵技術(shù)問題沒有大的突破，電壓和電流容量都遠(yuǎn)未達(dá)到預(yù)期的數(shù)值，未能投入實(shí)際應(yīng)用。而其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手IGBT卻進(jìn)展飛速，所以，目前從事MCT研究的人不是很多。