第三节 串联补偿新技术应用

一、串联电抗的连续控制

串联补偿新技术最显著改进是对串联电抗控制的改进。在传统串联补偿装置中，电容器模块的控制只能是通过旁路设备旁路和重投入电容器来实现。将来的串联补偿系统中，很可能以更精确的方式对一个或更多电容器模块进行自身控制，这样就可以使串联电抗几乎能连续变化。

串联电抗的连续控制是与静态无功系统（SVS）等并联补偿控制明显不同的控制形式。SVS控制电网节点电压，可控串联补偿器（CSC）控制电网支路。SVS是横向控制，“横向”的字面意思是指补偿器位于控制节点。CSC则是“纵向”控制，“纵向”的字面意思是指装置沿线路方向安装，连续纵向控制不像横向控制那样常见，但它的应用领域，无论作为横向控制的补充还是它的替代，前景都是不可限量的。

一般采用的控制串联电抗的方法有投切线路、旁路串联电容器、用机械开关投入串联

电容器等，未来趋势是用晶闸管控制电抗元件，它通常称为晶闸管控制的串联电容器。

已经研究并实施的三种串联电容器控制方法是：

（1）机械投切串联电容器（MSSC）。

（2）晶闸管投切串联电容器（TSSC）。（3）晶闸管控制串联电容器（TCSC）。

二、机械投切串联电容器

控制串联电抗最简单、最直接的方法是用机械开关或线路断路器旁路一个或多个串联电容器模块。整个串联电容器组可能达到相当大的容抗值，这取决于这种方式投切的模块数量及模块的容抗，这类控制的实例见图431。

如图431所示的实例具有典型性但不是唯一形式。

图431 通过旁路开关控制串联容抗

Xce—有效串联电抗，其值为（0.25，0.50，0.75，1.00）XC；QF—旁路断路器

三、晶闸管投切串联电容器

投切串联电容器的另一种方法是使用晶闸管而不是机械设备作为开关元件，它的优点是投切速度大大提高，同时避免了机械设备会遇到的可靠性和维护问题。TSSC方案用并联分段控制串联补偿度。此并联分段方案见图432。这种控制方式不会产生持续谐波电压。

串联电容器的注入电压受容抗值限制，一种方法是每个周期部分时间内通过旁路设备分流线路电流，从而保持所需的注入电压，这种控制的应用实例见图433。TSSC技术的另一种应用实例见图434，根据可投切电容器段数n，有效容抗可取多个值。

图432 并联模块方案

图433 通过电流控制来控制串联补偿

晶闸管控制每个周期内电流通过各电容器的时间，从而控制有效串联补偿。四、晶闸管控制串联电容器

晶闸管控制串联电容器是已经实施的控制串联补偿的第三种方式，这种方案在串联电容器上并联电感，通过电感的电流是可控的。晶闸管具有旁路串联电容器的能力，这种旁路设备可以控制及保护电容器组。

图434所示是TCSC原理的一种应用方式，晶闸管的这种用法很独特，与SVC系统等其他应用方式有很大区别。晶闸管容量必须满足旁路较大故障电流以及故障期间保护动作时产生的非常大的ddit的要求。TCSC系统试验表明，晶闸管旁路降低了限压器的能量要求，同时使总故障电流略减小了一些。

图434 高级串联电容器原理

高级串联补偿系统（ASC）是实施的另一种TCSC系统，此系统也使用了与串联电容器模块并联的晶闸管控制电抗器，如图435所示。串联电容器组由带限压器旁路的常规串联电容器与ASC系统串联组成。旁路断路器可用来旁路或投入整个串联电容器组。这一旁路也配置了支持电流滑移的元件，当旁路回路闭合时，可使电容器迅速放电。

图435 高级串联补偿系统（ASC）