0引言
35KV供电系统及配电装置中的母线是电能集中与分配的重要环节。它的**运行对不间断供电具有极其重要的意义，因此对母线进行严格监视和维护非常重要静止型无功补偿器（SVC）是一种先进的配电网动态功率因数补偿装置，它通过提高功率因数来节约大量的电能。同时又起到减少电网谐波、稳定电压、改善电网质量的作用。SVC装置应用于安钢**炼轧厂1780MM热炼轧带钢机组生产线粗轧、精轧两套重要机组的35KV供电系统中，主要用于补偿该系统母线上的无功功率。SVC新技术的应用确保了该系统的**、稳定、经济运行。
1SVC工作原理
SVC具有灵活的控制方式，能进行连续、分相和近似线性的无功功率调节，同时，将固定电容器组FC做成多回路滤波器。能够滤除由相控晶闸管TCR引起的谐波¨11。
SVC装置是综合应用现代电力电子技术电能控制技术以及自动化技术而研制开发的高科技产品。是一种能够为电力系统快速而连续地提供容性和感性无功功率的电力电子装置。采用成熟、可靠、先进、实用的晶闸管控制电抗器和固定电容器组。即TCR＋FC的典型结构。能准确迅速地跟踪电网或负荷的动态波动。对变化的无功功率进行动态补偿，控制响应时间小于10MS。实现补偿功率因数接近L。TCR＋FC型主要由3部分构成：FC滤波器、TCR晶闸管控制电抗器和控制保护系统FC滤波器用于提供容性无功功率补偿及谐波滤波。TCR晶闸管控制电抗器用于平衡系统中由于负载的波动所产生的感性无功功率通过调节晶闸管触发角的大小，控制流过电抗器的电流达到控制无功功率的目的根据负荷无功功率的变化情况。改变电抗器的无功功率F感性无功功率1。即不管负载的无功功率如何变化，总要使二者之和为常数。这个常数等于电容器组发出的容性无功功率的数值，使电网提供的无功功率为常数或为0。*终使得电网向用户供电的功率因数保持在设定值。从而达到无功补偿的目的，以抑制负载波动所造成的系统电压波动和闪变。A为系统工作点负荷工作时产生感性无功。补偿装置中的电容器组提供固定的容性无功Q。一般情况下后者大于前者。多余的容性无功由TCRF晶闸管控制电抗器）平衡。当V工厂负荷Q变化时。SVC控制系统调节TCR电流从而改变Q，。（TCR的无功功率）值以跟踪，实时抵消负荷无功，动态维持系统的无功平衡。TCR装置的组成和工作原理见图2。
TCR的基本结构是晶闸管阀和电抗器串联晶闸管阀由多级反向并联的晶闸管元件及其他辅助元件构成。晶闸管阀内部反向并联的晶闸管元件在电源电压的正负半周轮流导通实际工程中晶闸管的控制角仅一般工作在1LOO～165～在网压基本不变的前提下。增大控制角将减小TCR电流。减小装置的感性无功功率。反之减小控制角将增大TCR电流。增大装置的感性无功其电压一电流特性曲线见图2（B），每条曲线是TCR在导通角为某一特定角度下的伏安特性。就电流的基波分量而言。TCR装置相当于一个可调电纳其等效电纳为其中仅为晶闸管导通角，L为电抗器电感值。（E，为网压的角频率。TCR可实现三相同时控制、分相控制和三相平衡化等多种控制方式对于不对称负荷。应采用分相调节TCR分相调节的理论基础为STEINMETZ理论。在此理论指导下，实现分相调节，消除负序电流，平衡三相电网。SVC能够将负荷补偿为纯有功的三相平衡系统。三相平衡负荷的无功补偿通常采用平衡调节算法，而三相不平衡负荷则广泛采用分相调节。能够取得良好的电能质量治理效果。
2SVC控制系统组成
SVC采用先进的全数字控制系统。控制系统由控制柜、脉冲柜和功率单元三部分组成控制柜采集现场的电压、电流信号。计算处理后发出触发脉冲。同时检测晶闸管运行状态脉冲柜将触发脉冲转换为符合要求的脉冲信号。实现触发。功率单元由晶闸管、阻容吸收、热管散热器、脉冲变压器、BOD板和击穿检测板六部分组成，串人电抗器回路，在脉冲信号控制下操纵晶闸管通断。使电抗器流过预期的补偿电流。其基本结构框图见图3。
控制柜中主控单元是整个SVC控制系统的核心，实现了母线电压、电流等参数的采样、运算，得出晶闸管触发角。转换为光信号后传送给脉冲柜同时。主控单元以通讯方式将工控机设定的各种参数传给主控单元各功能板卡。并把各板采集的信号反馈回工控机控制系统的控制方式采用开、闭环结合的方式。开环以满足SVC控制器的响应时间。确保系统对电压波动和闪变抑制的要求。闭环控制来调节被控TCR电流精度。以确保系统功率因素的稳定。主电抗器为干式、空芯电抗器。晶闸管控制系统调节方式为恒无功调节方式晶闸管阀体的结构工艺设计先进。采用卧式。设备紧凑、运行可靠、维护工作量少。控制器的核心为高速数字信号处理器DSP。具有结构简单、硬件和软件都便于扩展和修改、控制精度高、功能强等一系列优点，信号采集高速、实时、准确，信号处理快。控制系统及大部分外围电路采用贴片元件安装。工作可靠性高。抗干扰能力强。高效热管自然冷却可控硅。与水冷相比结构简单，实现了免维护运行。PLC自动监控系统完成各种继电保护功能。并通过触摸屏的直观界面实现人机友好交流。
3SVC监控软件
为便于随时查看SVC设备运行状况。在设备侧工控机和用户监控室侧PC机上分别安装了相应的SVC监控软件通过该软件可实时、详细地了解到设备的运行参数以及各部分性能状况。SVC监控系统可以方便、直观地查看SVC设备的运行参数、曲线、历史记录、故障记录等，支持网络传输和远程监控。
3.1系统模块简介
SVC监控系统分为以下几个模块：
（1）SVC监控系统。在SVC设备控制柜的工控机上运行：①对设备和参数进行实时监控。显示实时数据和实时曲线；②提供数据存储和查询功能；③提供故障报警，可控硅状态监视功能；④提供功率因数小时、日、月、年度的数据统计功能；⑤提供修改SVC设备运行参数接口：⑥提供主接线图绘制工具。可以根据现场实际情况修改主接线图；⑦提供远程监控所需数据，在网络断开的情况下。可独立运行
（2）SVC监控系统数据采集。在数据服务器上运行。通过此模块搜集各个SVC设备的数据。进行数据存储。经网络对SVC设备进行远程监控
（3）SVC远程监控数据服务。在数据服务器上运行。为远程监控提供数据服务
（4）SVC监控系统网络客户端。在远程监控工作站上运行（此工作站需和用户数据服务器联网）如果需要通过网络对设备进行远程监控。可以在与数据服务器联网的任意一台工作站上进行网络客户端对设备进行监控。
可监控的数据包括：
3.2系统功能
该系统具有动态连续的无功功率补偿和谐波抑制的双重功能，技术先进、性能**、运行可靠，起到了以下作用：①提高功率因数，降损节能；②提高电网输送能力和减少电网的配变容量：③改善用户的电压质量。减小电压波动及电压闪变：④抑制谐波。并给用户带来巨大的经济效益和社会效益
SVC装置可以自动跟踪补偿电网无功波动、抑制闪变、提高功率因数、增强系统稳定性、改善电能质量。晶闸管控制电抗器TCR具有过流、电源异常、丢同步电源、丢脉冲、脉冲不平衡、晶闸管击穿（每相击穿一个晶闸管报警。但可正常工作；击穿两个晶闸管立刻跳闸）等保护功能。
SVC监控系统具有以下功能：①主接线：显示设备当前的各种参数。包括母线电压、无功功率、有功及无功电流、相控电流、功率因数、触发角、各滤波通道的电流值等：⑦实时曲线：显示各参数的实时曲线；③历史曲线：确定曲线的日期、起始时间、结束时间和曲线名称可查看历史数据曲线；④历史记录：确定历史数据的日期、具体的时间段可查看历史明细记录；⑤故障记录：选择日期范围，可查询系统历史故障记录：⑥晶闸管监视：显示每项工作的晶闸管当前状态。分别以黄、绿、红3种颜色表示，如果某相工作的晶闸管发生击穿损坏。相应的指示灯变成黑色：⑦功率因数：确定查询时间，可查询历史或当前月份的功率因数统计状况，包括小时平均值、日平均值、月平均值；⑧系统参数：显示当前设备的设定参数；⑨界面语言：可以选择的界面语言有简体中文和英文两种：⑩故障报警：如果系统出现故障，会弹出红色的窗口，提示故障的内容，如果安装有声卡。会提示报警语音。故障排除后，窗口自动消失，报警语音自动停止
3＿3系统运行维护及特点
（1）成熟、可靠、先进、实用、优化的SVC系统设计，操作简单，维护方便。更直观；
（2）极强的自诊断能力：既有静态自检，又有运行中的动态检测。能及时对系统中各种突发事件做出准确的预警和保护：
（3）全数字化智能控制系统。有友好的人机界面，方便使用和维护，具有丰富、**的控制、监视及故障诊断功能。因此大大减少了调试、维护及检修所需时间：
（4）模块化设计：功率单元和控制电路采用模块或组（插）件结构，相同模块可以互换，提高了使用中的可靠性和可维修性：
（5）工作中定期做好温度检测、检查电容器漏油情况、电器元件的检查紧固及清灰处理等。观察脉冲信号是否丢失
4应用效果
SVC高压电网动态无功补偿装置在安钢**炼轧厂1780MM热炼轧生产线的投运。提高了110KV变电站的电能质量。包括电压波动、谐波、无功等多个方面：①稳定了35KV母线电压。提高了供电质量。也保证了产品的质量。解决了轧机咬钢时系统电压跌落问题：⑦谐波治理。将谐波畸变率限制在国标要求内；③功率因素校正。实现补偿功率因数接近1；④提高了设备利用率。由于轧机需要的无功功率基本由SVC实时提供。因此主变基本不再提供无功功率，主变的利用率得到提高：⑤节省电费：SVC的投入使用电源得到净化。质量得到提高。系统中无功基本不存在。有功功率增加。无功电流和谐波电流的降低使线路损耗和电机的无功损耗大大降低。电机效率和出力得到提高：⑥电源质量的提高将延长电气设备的使用寿命（特别是变压器、电机的使用寿命等）。降低了自动控制设计的故障发生率（如可控硅控制系统的不稳定、计算机死机等问题造成的系统保护跳闸。给生产带来的负面影响）。
5结语
SVC在安钢**炼轧厂1780MM热炼轧生产线投用以来，目前运行良好，抗强电磁干扰能力强，响应时间快，可靠性高，故障率低，达到了满意的效果，提高了企业的整体自动化水平。上海坤友电气有限公司
