2) Tcr: Рис. 7 показана схема статического компенсатора типа tcr.
В большинстве случаев, компенсатор также включает в себя фиксированные конденсаторы и фильтра для низких гармоник, которые не показаны на этом рисунке. Каждая из трех фаз подключений включает в себя катушку индуктивности, и тиристоры переключаются Sw1 и Sw2. Реакторы могут быть как коммутируемыми, так и с контролем угла сдвига фаз. При использовании управления фазовым углом получается непрерывный спектр потребления реактивной мощности. Это приводит, однако, к генерации нечетных гармонических составляющих тока во время управления технологическим процессом. Полная проводимость достигается с углом 90°. Частичная проводимость, полученная между углами 90° и 180°, показана на рис. 8.
При увеличении угла тиристорного открытия снижается основная составляющая тока реактора. Снижение реактивной мощности, потребляемой реактором, эквивалентно увеличению индуктивности. Тем не менее, следует отметить, что изменение тока в реакторе может иметь место только в дискретных точках времени, что означает, что корректировка не может быть чаще, чем один раз за полупериод. Статические компенсаторы типа TCR характеризуются: способностью выполнять непрерывный контроль, максимальной задержкой одного полупериода, и работой практически без переходных процессов. Основными недостатками этой конфигурации является генерация низкочастотных гармонических составляющих тока и большие потери при работе в индуктивной области (т.е. поглощение реактивной мощности). Связь между основным компонентом реактор тока и фазового угла сдвига а задается выражением (5)
В однофазном блоке со сбалансированным фазовым углом представлены только нечетные гармонические составляющие в токе реактора. Амплитуда каждой гармонической составляющей определяется формулой (6)
В целях устранения низкочастотных гармоник тока (третьей, пятой, седьмой), дельта-конфигурации (для нулевой гармонической последовательности) и пассивные фильтры могут быть использованы, как показано на Рис. 9 (а). Двенадцатипульсовая конфигурация также используется, как показано на рис. 9 (б).
В этом случае пассивные фильтры не требуются, так как пятая и седьмая гармоники тока устранены введением фазового трансформатора.
3) Характеристики Вар компенсации: Одна из главных характеристик SVC в том, что количество реактивной мощности обмениваемой с системой зависит от приложенного напряжения, как показано на рис. 10.
Этот рисунок показывает устойчивое состояние Q-V характеристики в сочетании с фиксированной емкостью-TCR (FCTCR) компенсатора. Эта характеристика показывает количество реактивной мощности, генерируемой или поглощаемой FC-TCR, в зависимости от приложенного напряжения. При номинальном напряжении FC-TCR представляет собой линейную характеристику, которая ограничена номинальной мощностью конденсатора и реактора соответственно. Помимо этих ограничений, VT-Q характеристика не является линейной, что является одним из главных недостатков этого вида Вар компенсаторов.
4) Комбинированный TSC и TCR: Независимо от требуемого диапазона регулирования реактивной мощности статический компенсатор может быть построен на основе или обоих указанных выше схем (то есть, TSC и TCR), как показано на рис. 11.
В тех случаях, когда используются система с коммутацией конденсаторов, реактивная мощность делится на соответствующее количество шагов и поэтому изменение происходит ступенчато. Непрерывное управления может быть получено с добавлением TCR. Если требуется поглотить реактивную мощность, то весь набор конденсаторов отключается, и выравнивающий реактор становится ответственным за поглощение. Благодаря пошаговой координации управления между реактором и конденсатором можно получить полностью бесступенчатое регулирование. Комбинированный статический компенсатор типа TSC и TCR характеризуются: непрерывным контролем, практически нет переходных процессов, низкой генерацией гармоник (потому что контролируемая мощность реактора мала по сравнению с общей реактивной мощностью), а также гибкость в управлении и эксплуатации. Очевидным недостатком TSC-TCR по сравнению компенсаторами типа TCR и TSC является высокая стоимость. Экономичнее всего TCR, но эти сбережения больше, чем стоимость переключателей конденсаторов и более сложной системы управления.
Характеристика V-Q этого компенсатора показана на рис. 12.
Для уменьшения переходных процессов и искажения гармоник, и улучшения динамики компенсатора некоторые исследователи применили самостоятельные коммутации для TSC и TCR. Тем не менее, наилучшие результаты были получены при использовании самостоятельно коммутируемых компенсаторов на основе обычных двухуровневых и трехуровневых инверторов. Они анализируются в разделе IV.
5) Продольная компенсация с тиристорным управлением: Рис. 13 показывает однолинейная диаграмма продольного компенсатора с тиристорным управлением (TCSC). TCSC предоставляет проверенную технологию, которая рассматривает конкретные динамические задачи системы передачи. TCSC являются отличным инструментом для внедрения, если требуется увеличить демпфирование при соединении больших электрических систем.
Кроме того, они могут решить проблему подсинхронный резонанса (SSR), явление, которое включает в себя взаимодействие между большими термическими генерирующими единицами и продольно компенсированными передающими системами.
Есть два основных принципа TCSC концепции. Во-первых, TCSC предоставляет электромеханическое демпфирование между большими электрическими системами, изменяя реактивность конкретных соединительных линий электропередачи, т. е. TCSC будет обеспечивать переменное емкостное сопротивление. Во-вторых, TCSC должны изменить свое собственное сопротивление (как видно по линии тока) для таких подсинхронных частот, что перспективные SSR помогают избежать. Обе эти цели достигаются с TCSC использованием алгоритмов управления, которые работают одновременно. Управление будет работать по тиристорной схеме (параллельно к основным банкам конденсаторов) так, что контролируемая нагрузка добавляется к основному конденсатору, делая его переменной емкости на основной частоте, но "виртуальной индуктивностью" на подсинхронных частотах. Для демпфирования колебаний мощности схема TCSC представляет собой компонент модуляции эффективного реактивного коридора передачи мощности. Посредством подходящей системы управления, эта модуляция реактивности осуществляет противодействие колебаний передачи активной мощности для того, чтобы заглушить ее из вне.