技术领域
[0001] 本
申请涉及电
力系统技术领域，具体涉及一种TSC无功补偿装置及其控制方法。
背景技术
[0002] 晶闸管投切电容器(TSC，Thyristor switched capacitor)是一种低损耗、低延迟的无功补偿设备，是一种静止无功补偿设备。其可以单独使用，也可以与晶闸管控制电抗器(TCR)并联使用、与静止无功发生器(SVG)并联使用，用于调节系统无功、
支撑系统
电压、抑制系统振荡的作用。
[0003] TSC是由半控型器件晶闸管组成的
阀组作为核心功率器件，与
串联电抗器、电容器组串联组成一个桥臂，三个桥臂可以按照星型或
角型结构接线。
[0004] TSC系统根据应用场合，可以分为高压和低压场合应用的TSC，高电压等级的TSC往往高于1kV小于66kV。而高压系统的TSC设备往往设计成非预充电形式，可以降低设备损耗以及减少设备故障率。但初次投运时电容器并没有充电，在初次投入运行时将产生较大的涌流，即电容器的充电过程。充电过程产生的
电流将会引起系统电压畸变、产生大量谐波等问题。
[0005] 目前应对这个涌流的方案主要有预充电形式或者串联
电阻的方案，其中预充电形式的TSC存在着损耗大、故障率高的问题。串联电阻虽然可以降低充电过程的涌流，但是稳态运行时会产生极大的损耗，尤其是在大功率等级、高电压的场合中。
发明内容
[0006] 本申请
实施例提供一种TSC无功补偿装置，包括星型连接或三角型连接的三个桥臂，每个所述桥臂包括TSC无功补偿回路和阻尼回路，所述TSC无功补偿回路用于调节系统
无功功率；所述阻尼回路串联连接在所述TSC无功补偿回路中，其中，所述阻尼回路包括阻尼电阻回路和阻尼阀组，所述阻尼阀组与所述阻尼电阻并联连接，通过闭
锁或触发所述阻尼阀组投入或
切除所述阻尼电阻回路。
[0007] 根据一些实施例，所述阻尼电阻回路包括阻尼电阻，通过闭锁或触发所述阻尼阀组投入或切除所述阻尼电阻。
[0008] 根据一些实施例，所述阻尼电阻回路还包括阻尼电抗器，所述阻尼电抗器与所述阻尼电阻串联连接。
[0009] 根据一些实施例，所述阻尼电阻包括：金属片
电阻器、金属带电阻器、编织线电阻、
云母绕线式电阻、
水冷电阻、陶瓷电阻、
铝壳电阻、绕线电阻的至少一种。
[0010] 根据一些实施例，所述TSC无功补偿回路包括电容器组、TSC阀组，所述电容器组用于调节系统无功功率；所述TSC阀组与所述电容器组串联连接，通过闭锁或触发所述TSC阀组投入或切除所述电容器组。
[0011] 根据一些实施例，所述TSC无功补偿回路还包括电抗器，所述电抗器与所述电容器组和所述TSC阀组串联连接，用于限制所述TSC无功补偿回路的电流。
[0012] 根据一些实施例，所述阻尼回路串联连接在所述TSC阀组的其中一端。
[0013] 根据一些实施例，所述TSC阀组包括至少一个第一
开关和至少一个第二开关，所述第二开关与所述第一开关反向并联连接。
[0014] 根据一些实施例，所述第一开关和第二开关均包括晶闸管、IGBT、
断路器的至少一种。
[0015] 根据一些实施例，所述TSC无功补偿装置还包括
控制器，所述控制器控制所述TSC阀组和/或所述阻尼阀组的闭锁或触发。
[0016] 本申请实施例还提供一种TSC无功补偿装置的控制方法，包括：响应于所述TSC无功补偿装置为解锁状态，触发TSC阀组，闭锁阻尼阀组；当触发所述TSC阀组的时间超过预设时间时，响应于所述TSC无功补偿装置仍为解锁状态，触发所述阻尼阀组；响应于所述TSC无功补偿装置为闭锁状态，闭锁TSC阀组和阻尼阀组。
[0017] 根据一些实施例，所述预设时间为1毫秒至10秒之间。
[0018] 本申请实施例提供的技术方案，在TSC无功补偿回路中产生涌流时，投入阻尼电阻与TSC无功补偿回路串联，抑制涌流，减小对系统的冲击，降低TSC无功补偿回路投入时产生的谐波电流。在涌流过程结束之后，触发与阻尼电阻并联的阻尼阀组，使阻尼电阻退出运行。由于阻尼电阻仅在短时工作，其额定功率减小，能够降低阻尼电阻的造价与占地。
附图说明
[0019] 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020] 图1是本申请实施例提供的一种TSC无功补偿装置
电路示意图。
[0021] 图2是本申请实施例提供的另一种TSC无功补偿装置电路示意图。
[0022] 图3是本申请实施例提供的一种TSC无功补偿装置的控制方法流程示意图。
具体实施方式
[0023] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0024] 图1是本申请实施例提供的一种TSC无功补偿装置电路示意图。
[0025] 如图1所示，TSC无功补偿装置包括三角型连接的三个桥臂，桥臂连接在交流端AB或BC或AC之间。每个桥臂包括TSC无功补偿回路1和阻尼回路2。TSC无功补偿回路1用于调节系统无功功率。阻尼回路2串联连接在TSC无功补偿回路1中，阻尼回路2包括阻尼电阻回路和阻尼阀组22，阻尼阀组22与阻尼电阻回路并联连接，通过闭锁或触发阻尼阀组22投入或切除阻尼电阻回路。
[0026] 阻尼电阻回路包括阻尼电阻21，通过闭锁或触发阻尼阀组22投入或切除阻尼电阻21。阻尼电阻21包括但不限于金属片电阻器、金属带电阻器、编织线电阻、云母绕线式电阻、水冷电阻、陶瓷电阻、铝壳电阻、绕线电阻的至少一种。
[0027] 可选地，阻尼电阻回路还包括阻尼电抗器23，阻尼电抗器23与阻尼电阻21串联连接。
[0028] TSC无功补偿装置为非预充电形式。阻尼回路2的参数可以根据实际需求确定。
[0029] 本实施例提供的技术方案，在TSC无功补偿回路中产生涌流时，投入阻尼回路与TSC无功补偿回路串联，抑制涌流，减小对系统的冲击，降低TSC无功补偿回路投入时产生的谐波电流。在涌流过程结束之后，使阻尼电阻退出运行。由于阻尼仅在短时工作，其额定功率减小，能够降低阻尼的造价与占地。
[0030] 图2是本申请实施例提供的另一种TSC无功补偿装置电路示意图。
[0031] 如图2所示，TSC无功补偿装置包括三角型连接的三个桥臂，桥臂连接在交流端AB或BC或AC之间。每个桥臂包括TSC无功补偿回路1、阻尼回路2和控制器3。
[0032] TSC无功补偿回路1用于调节系统无功功率。阻尼回路2串联连接在TSC无功补偿回路1中，阻尼回路2包括阻尼电阻回路和阻尼阀组22，阻尼阀组22与阻尼电阻回路并联连接，通过闭锁或触发阻尼阀组22投入或切除阻尼电阻回路。
[0033] 阻尼电阻回路包括阻尼电阻21，通过闭锁或触发阻尼阀组22投入或切除阻尼电阻21。阻尼电阻21包括但不限于金属片电阻器、金属带电阻器、编织线电阻、云母绕线式电阻、水冷电阻、陶瓷电阻、铝壳电阻、绕线电阻的至少一种。
[0034] 可选地，阻尼电阻回路还包括阻尼电抗器23，阻尼电抗器23与阻尼电阻串联连接。
[0035] TSC无功补偿装置为非预充电形式。TSC无功补偿回路包括电容器组11、TSC阀组12和电抗器13。
[0036] 电容器组11用于调节系统无功功率；TSC阀组12与电容器组11串联连接，通过闭锁或触发TSC阀组12投入或切除电容器组11。电抗器13与电容器组11和TSC阀组12串联连接，用于限制TSC无功补偿回路1的电流。控制器3控制TSC阀组12和/或阻尼阀组22的闭锁或触发。
[0037] 阻尼回路2的参数可以根据实际需求确定。阻尼阀组22与TSC阀组12可以共同在一个阀塔中或者两个单独的阀塔。阻尼回路2串联连接在TSC阀组12的其中一端。
[0038] 如图2所示，TSC阀组12包括至少一个第一开关121和至少一个第二开关122，第二开关122与第一开关121反向并联连接。第一开关和第二开关均包括但不限于晶闸管、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)、断路器的至少一种。
[0039] 阻尼阀组22与TSC阀组12结构相同，仅串联级数不同，都包括但不限于晶闸管、晶闸管控制单元(TCU)、阻尼回路、均压电阻等器件，多级串联结构可以使得阀组能够耐受更高等级的电压。
[0040] TSC无功补偿装置解锁投入后，电容器组与系统电压并不相等，并且系统电压存在较大的变化率，这两个因素共同导致了严重的涌流过程。涌流过程的表现形式为TSC无功补偿回路电流
波形幅值大于额定值、谐波电流含量大，对系统产生无功功率冲击以及谐波电流的冲击。
[0041] 本实施例提供的技术方案，在TSC无功补偿回路中产生涌流时，投入阻尼电阻与TSC无功补偿回路串联，抑制涌流，减小对系统的冲击，降低TSC无功补偿回路投入时产生的谐波电流。在涌流过程结束之后，触发与阻尼电阻并联的阻尼阀组，使阻尼电阻退出运行。由于阻尼电阻仅在短时工作，其额定功率减小，能够降低阻尼电阻的造价与占地。
[0042] 图3是本申请实施例提供的一种TSC无功补偿装置的控制方法流程示意图。
[0043] 参见图3，在S110中，控制器响应于TSC无功补偿装置为解锁状态，触发TSC阀组，闭锁阻尼阀组。
[0044] 一般情况下，TSC无功补偿装置解锁后，电容器组与系统电压并不相等，并且系统电压存在较大的变化率，这两个因素共同导致了严重的涌流过程。涌流过程的表现形式为TSC无功补偿装置电流波形幅值大于额定值、谐波电流含量大，对系统产生无功功率冲击以及谐波电流的冲击。
[0045] TSC无功补偿装置解锁后，首先工作在阻尼态，TSC阀组触发，阻尼阀组闭锁。阻尼电阻投入，串联连接在TSC无功补偿回路，与电容器组、TSC阀组、电抗器串联连接，限制电路涌流过程，因为阻尼电阻的存在，使得电容器组涌流过程减小。减小对系统的冲击，降低TSC无功补偿转置投入时产生的谐波电流，TSC无功补偿装置有无功输出。
[0046] 参见图3，在S120中，当触发TSC阀组的时间超过预设时间时，控制器响应于TSC无功补偿装置仍为解锁状态，触发阻尼阀组。
[0047] 当阻尼电阻投入的时间超过预设时间时，代表涌流过程已经结束。TSC无功补偿装置工作在解锁态，涌流已经减小到无害状态，触发与阻尼电阻并联的阻尼阀组，使阻尼电阻退出运行。TSC无功补偿装置有无功输出，直至TSC无功补偿装置闭锁。由于阻尼电阻仅在短时工作，其额定功率减小，降低阻尼电阻造价与占地。
[0048] 具体而言，预设时间可以根据电路的涌流状况进行设置。可选地，预设时间为1毫秒至10秒之间，但并不以此为限。
[0049] 参见图3，在S130中，控制器响应于TSC无功补偿装置为闭锁状态，闭锁TSC阀组和阻尼阀组。
[0050] 此时，TSC无功补偿装置工作在闭锁态，阻尼阀组闭锁，TSC阀组闭锁，TSC无功补偿装置没有无功输出。
[0051] 以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明仅用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。同时，本领域技术人员依据本申请的思想，基于本申请的具体实施方式及应用范围上做出的改变或
变形之处，都属于本申请保护的范围。综上所述，本
说明书内容不应理解为对本申请的限制。
