ntgiang168
New Member
Download Luận văn Điều khiển thiết bị bù tĩnh (SVC) và ứng dụng trong việc nâng cao cho ổn định chất lượng điện năng của hệ thống điện
MUC LỤC
Danh mục ký hiệu và chữ viết tắt . 6
Danh mục các báng biểu . 7
Danh mục các hình vẽ, đồ thị . 9
Lời nói đầu . 11
Chương 1: Thiết bị điều khiển công suất trong hệ thống điện . 13
1.1. Hệ thống điện hợp nhất và những yêu cầu điều chỉnh nhanh công suất trong các
điều kiện làm việc bình thường và sự cố . 13
1.1.1. Đặc điểm . 13
1.1.2. Các biện pháp áp dụng trong công nghệ truyền tải điện của hệ thống điện hợp nhất . 14
1.1.3. Bù công suất phản kháng . 14
11.4. Bù dọc và bù ngang trong đường dây siêu cao áp . 16
1.1.4.1. Bù dọc . 16
1.1.4.2. Bù ngang . 18
1.1.4.3. Nhận xét . 20
1.2. Một số thiết bị điều khiển công suất phản kháng trong hệ thống điện . 20
1.2.1. Thiết bị bù tĩnh điều khiển bằng thyristor
(SVC - Static Var Compensator) . 20
1.2.2. Thiết bị bù dọc điều khiển bằng thyristor
(TCSC - Thyristor Controlled Series Capacitor) . 22
1.2.3. Thiết bị bù tĩnh (STATCOM - Static Synchronous Compensator) . 23
1.2.4. Thiết bị điều khiển dòng công suất
(UPFC - Unified Power Flow Controller). 24
1.2.5. Thiết bị điều khiển góc pha bằng thyristor (TCPAR - Thyristor Controlled Phase Angle Regulator) . 26
1.2.6. Nhận xét . 27
Kết luận . 27
Chương 2: Ứng dụng của thiết bị bù SVC trong việc nâng cao ổn định
hệ thống điện . 29
2.1. Khả năng ứng dụng của SVC trong hệ thống điện . 29
2.1.1. Đặt vấn đề . 29
2.1.2. Một số ứng dụng của SVC . 30
2.1.2.1. Điều chỉnh điện áp và trào lưu công suất . 30
2.1.2.2. Giới hạn thời gian và cường độ quá áp khi xảy ra sự cố . 32
2.1.2.3. Ôn hòa dao động công suất hữu công . 33
2.1.2.4. Giảm cường độ dòng điện vô công . 33
2.1.2.5. Tăng khả năng tải của đường dây . 33
2.1.2.6. Cân bằng các phụ tải không đối xứng . 36
2.1.2.7. Cải thiện ổn định sau sự cố . 36
2.2. Thiết bị bù ngang có điều khiển SVC . 37
2.2.1. Cấu tạo từng phần tử của SVC . 37
2.2.1.1. Nguyên lý hoạt động của bộ thyristor mắc song song ngược . 37
2.2.1.2. Kháng điều chỉnh bằng thyristor TCR
(thyristor controlled reactor) . 40
2.2.1.3. Tụ đóng mở bằng thyristor TSC ( thyristor switch capacitor) . 49
2.2.1.4. Kháng đóng mở bằng thyristor TSR ( thyristor switch reactor) . 49
2.2.1.5. Hệ thống điều khiển các van trong SVC . 50
2.2.2. Các đặc tính của SVC . 51
2.2.2.1. Đặc tính điều chỉnh của SVC . 51
2.2.2.2. Đặc tính làm việc của SVC . 52
2.3. Mô hình SVC trong tính toán chế độ xác lập của hệ thống điện . 53
2.3.1. Mô hình hóa SVC như một điện kháng có trị số thay đổi . 53
2.3.2. Mô hình SVC theo tổ hợp nguồn và phụ tải phản kháng . 55
Kết luận . 58
Chương 3: Bộ điều khiển bù công suất phản kháng SVC . 59
3.1. Sơ đồ SVC ứng dụng điều khiển bù công suất phản kháng . 59
3.1.1. Chức năng hệ điều khiển . 60
3.1.2. Nguyên tắc điều khiển . 60
3.1.3. Các khâu trong hệ thống điều khiển các van của SVC . 61
3.1.3.1. Khâu tạo xung đồng bộ cho bộ VĐK . 61
3.1.3.2. Khâu phản hồi . 62
3.1.3.3. Khâu khuếch đại xung . 63
3.1.3.4. Khâu điều khiển tạo xung sử dụng VĐK pic 16f877 . 64
3.1.4. Thuật toán PID dùng cho bộ vi điều khiển PIC16f877 . 69
3.1.4.1. Bộ điều khiển PID dưới dạng tương tự . 69
3.1.4.2. Bộ điều khiển PID dưới dạng số . 70
3.1.4.3. Thuật toán điều khiển PID nâng cao . 70
3.1.5. Sơ đồ nguyên lý hệ điều khiển góc mở các van của SVC . 71
3.2. Phần mềm ISIS mô phỏng hệ thống điều khiển SVC . 71
3.3. Mô phỏng hệ điều khiển van thyristor hay triắc của bộ TCR . 72
3.3.1. Mô phỏng các phần tử của hệ điều khiển . 72
3.3.1.1. Bộ đo giá trị dòng điện và điện áp . 72
3.3.1.2. Khâu lấy tín hiệu phản hồi . 72
3.3.1.3. Khâu tạo xung đồng bộ . 73
3.3.1.4. Khâu khuếch đại xung . 74
3.3.1.5. Khâu điều khiển xung . 75
3.3.2. Các phần tử khác trong mô phỏng . 76
3.3.2.1. Nguồn điện . 76
3.3.2.2. Bộ kháng có điều khiển TCR . 77
Kết luận . 78
Chương 4: ứng dụng phần mềm ISIS mô phỏng thiết bị bù SVC có điều khiển . 79
4.1. Sơ đồ mô phỏng thiết bị bù công suất phản kháng SVC có điều khiển . 79
4.2. Kết quả mô phỏng . 79
4.2.1. Đồ thị điều khiển xung theo chế độ điện áp thay đổi . 80
4.2.2. Đặc tính dòng qua thyristor điện khi điều khiển điện áp tại nút . 83
4.3. Đặc tính hệ thống điều khiển các van SVC . 89
Kết luận . 92
Kết luận chung và hướng phát triển . 93
Tài liệu tham khảo .
Phụ lục 1 .
Phụ lục 2 .
Để tải bản DOC Đầy Đủ xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
0
0
00 sin.
cos
1sin
12
1
1sin
12
12 kkkkkkak
0
0
00 sin
cos
1sin
12
1
1sin
12
12 kkkkkk
kk kkkkkka
0
0
00 sin.
cos2
1sin
1
1
1sin
1
12
Ta có:
n
k
mkTCR II
1
.
Trong đó:
00 2sin
12 k
Khi đó, thành phần cơ bản của dòng điện chạy qua TCR có dạng như sau:
tItI mTCR cos.. 01
Hàm
01
thay đổi liên tục từ 1 đến 0 khi góc cắt 0 thay đổi từ 90
0 đến
1800. Đây cũng là quan hệ của biên độ thành phần cơ bản của dòng điện chạy qua
TCR theo góc cắt 0.
Đặc tính điều chỉnh dòng điện theo góc cắt được thể hiện như hình 2.12.
90 100 110 120 130 140 150 160 170 180
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
I(pu)
H×nh 2.12: §Æc tÝnh ®iÒu chØnh dßng ®iÖn TCR theo gãc c¾t
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 47
Bên cạnh thành phần cơ bản (k = 1), tín hiệu của dòng điện I chạy trong
TCR bao gồm cả các thành phần bậc cao (sóng hài) như 3, 5, 7… các sóng này có
dạng như hình 2.13.
Firing angle (deg)
1
0.08
0.06
0.04
0.02
0.0
18017016015014013012011010090
0.01
0.03
0.05
0.07
a
7th
11th
5th
Funda
H×nh 2.13: C¸c sãng hµi bËc cao trong phÇn tö TCR
Trên thực tế, các sóng hài bậc cao có ảnh hưởng xấu đến hoạt động của hệ
thống điện và chúng được loại bỏ nhờ các thiết bị lọc F mắc song song với thiết
bị bù. Khi đó dòng điện trên hệ thống chỉ còn thành phần cơ bản.
1
min
11 ..
K
dm
m
X
U
II
1
min
1
K
dm
X
U
I
như vậy, ta có thể hiểu TCR như là một cuộn kháng có trị số XK thay đổi
được:
1
minK
K
X
X
Từ đó ta thấy XK thay đổi liên tục từ XKmin đến XKmax khi góc cắt thay đổi
liên tục từ 900 đến 1800. Do vậy công suất phản kháng Q được tính bằng công
thức:
K
K
X
U
Q
2
nên công suất phản kháng của TCR cũng thay đổi khi góc cắt
thay đổi.
Do các tính chất trên mà TCR là một thành phần quan trọng, đóng vai trò
chính trong thiết bị bù có điều khiển thyristor ứng dụng trong hệ thống điện.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 48
* Phân tích các hiệu ứng phụ:
- Phân tích ảnh hưởng:
Để nghiên cứu đặc tính của các thành phần bậc cao của dòng điện xuất
hiện trong SVC ta căn cứ vào biểu thức
k
Chẳng hạn khi k = 3 ta có:
Dễ dàng ta xác định được biên độ của thành phần bậc 3 của dòng điện xuất
hiện trên SVC.
303 .II
Cho thay đổi từ 900 đến 1800 ta có sự biến thiên của I3() như hình vẽ
2.13 ở trên.
Giá trị của I3 cho trong bảng 2-1 (trị số tương đối)
90 100 110 120 130 140 150 160 170 180
I3 0 0,704 0,120 0,138 0,123 0,086 0,046 0,016 0,002 0
Bảng 2.1
Có thể nhận thấy rằng thành phần bậc 3 xuất hiện rất phụ thuộc vào có
những góc cắt I3 rất lớn, ngược lại có lúc làm cho I3= 0. Đặc điểm này rất quan
trọng đối với công nghệ chế tạo và thực hiện điều chỉnh SVC.
Tương tự ta có thể vẽ quan hệ
k
với k = 5, 7, 9 ta có đường cong tương
ứng như trên hình 2.13.
- Các biện pháp khắc phục: Để loại bỏ thành phần bậc cao trong dòng điện
TCR người ta đặt các bộ lọc tần số cao F. Các bộ lọc này chính là các mạch LC
cộng hưởng với tần số mà nó cần lọc.
Khi có thành phần dòng điện bậc cao xuất hiện trong dòng điện TCR thì do
các mạch lọc cộng hưởng với tần số 3f, 5f, … nên trở kháng của nó đối với các
dòng điện tần số cao này chỉ còn là điện trở thuần của các thiết bị R mà các điện
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 49
trở thuần này rất nhỏ nên dòng điện bậc cao đi qua bộ lọc xuống đất hết, dĩ nhiên
phải lựa chọn trị số của L và C sao cho trở kháng của mạch lọc đối với tần số cơ
bản rất lớn để tránh tổn hao.
Như ta nhận thấy rằng cường độ dòng điện của thành phần bậc cao tỷ lệ
với công suất của mạch TCR, thông thường trong SVC chỉ có một TCR còn các
phần tử khác là TSR và TSC là những phần tử đóng mở nhảy bậc nên trong quả
trình làm việc không sinh ra thành phần bậc cao, chỉ có TCR là phần tứ thay đổi
liên tục của SVC mới sinh ra các thành phần dòng điện bậc cao trong quá trình
làm việc. Bởi vậy để giảm cường độ dòng điện bậc cao người ta còn có biện
pháp là chia nhỏ công suất của SVC ra nhiều phần tử TSR, TSC và TCR. Việc chia
nhỏ công suất của SVC ra nhiều phần tử có lợi sau:
- Giảm dòng điện thành phần bậc cao.
- Khả năng điều chỉnh công suất phàn kháng phát ra mềm dẻo hơn.
- Công suất của thyristor sẽ được chọn nhỏ đi tương ứng.
Như vậy việc chia ra nhiều phần tử của SVC sẽ làm cho hệ điều khiển phức
tạp nhưng ta có thể sử dụng các thiết bị vi điều khiển để giải quyết vấn đề này.
Vấn đề lựa chọn công suất từng môdul bằng bao nhiêu là một bài toán cần
xem xét.
Tuy nhiên hiện nay công nghệ nước ta chưa sản xuất được SVC mà phải
mua trọn bộ của nước ngoài thì bài toàn này chưa cần đề cập đến.
2.2.1.3. Tụ đóng mở bằng thyristor TSC ( thyristor switch capacitor).
Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của tụ đóng mở bằng thyristor được thể hiện
trên hình 2.14.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 50
U
t
t
t
t
UC
IC
Ixung
Thyristor
LH
CU
c
H×nh 2.14: S¬ ®å vµ nguyªn lý ho¹t ®éng cña TSC
Tụ đóng mở bằng thyristor TSC được cấu tạo từ 3 phần chính sau:
- Tụ điện C là tụ chính trong mạch.
- LH là cuộn kháng hãm. Có chức năng giới hạn dòng đi qua thyristor và chống
lại sự cộng hưởng với hệ thống điện.
- Van thyristor là cửa đóng mở, nó có thể đóng, mở phụ thuộc vào tín hiệu
xung điều khiển vào cực G của thyristor.
Qua đó, ta thấy TSC thực chất là bộ tụ điện được đóng mở bằng 2 thyristor
song song nối ngược chiều nhau. Việc tác động tín hiệu xung sẽ làm thay đổi giá
trị điện dung C.
2.2.1.4. Kháng đóng mở bằng thyristor TSR ( thyristor switch reactor).
Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của tụ đóng mở bằng thyristor được thể
hiện trên hình 2.15.
Kháng đóng mở bằng thyristor TSR được cấu tạo từ 3 phần chính sau:
- L là điện kháng chính trong mạch.
- LH là cuộn kháng hãm. Có chức năng giới hạn dòng đi qua thyristor và chống
lại sự cộng hưởng với hệ thống điện.
- Van thyristor là cửa đóng mở, nó có thể đóng, mở phụ thuộc vào tín hiệu
xung điều khiển vào cực G của thyristor.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 51
H×nh 2.15: Nguyªn lý cÊu t¹o vµ ho¹t ®éng cña TSR
Thyristor
U
LLH
U
t
t
t
I
U
§K
Qua đó, ta thấy TSR thực chất là bộ kháng điện được đóng mở bằng 2
thyristor song song nối ngược chiều nhau. Việc tác động tín hiệu xung sẽ làm
thay đổi giá trị điện kháng L.
2.2.1.5. Hệ thống điều khiển các van trong SVC.
Trong hệ điều khiển có các khối nh...
Download miễn phí Luận văn Điều khiển thiết bị bù tĩnh (SVC) và ứng dụng trong việc nâng cao cho ổn định chất lượng điện năng của hệ thống điện
MUC LỤC
Danh mục ký hiệu và chữ viết tắt . 6
Danh mục các báng biểu . 7
Danh mục các hình vẽ, đồ thị . 9
Lời nói đầu . 11
Chương 1: Thiết bị điều khiển công suất trong hệ thống điện . 13
1.1. Hệ thống điện hợp nhất và những yêu cầu điều chỉnh nhanh công suất trong các
điều kiện làm việc bình thường và sự cố . 13
1.1.1. Đặc điểm . 13
1.1.2. Các biện pháp áp dụng trong công nghệ truyền tải điện của hệ thống điện hợp nhất . 14
1.1.3. Bù công suất phản kháng . 14
11.4. Bù dọc và bù ngang trong đường dây siêu cao áp . 16
1.1.4.1. Bù dọc . 16
1.1.4.2. Bù ngang . 18
1.1.4.3. Nhận xét . 20
1.2. Một số thiết bị điều khiển công suất phản kháng trong hệ thống điện . 20
1.2.1. Thiết bị bù tĩnh điều khiển bằng thyristor
(SVC - Static Var Compensator) . 20
1.2.2. Thiết bị bù dọc điều khiển bằng thyristor
(TCSC - Thyristor Controlled Series Capacitor) . 22
1.2.3. Thiết bị bù tĩnh (STATCOM - Static Synchronous Compensator) . 23
1.2.4. Thiết bị điều khiển dòng công suất
(UPFC - Unified Power Flow Controller). 24
1.2.5. Thiết bị điều khiển góc pha bằng thyristor (TCPAR - Thyristor Controlled Phase Angle Regulator) . 26
1.2.6. Nhận xét . 27
Kết luận . 27
Chương 2: Ứng dụng của thiết bị bù SVC trong việc nâng cao ổn định
hệ thống điện . 29
2.1. Khả năng ứng dụng của SVC trong hệ thống điện . 29
2.1.1. Đặt vấn đề . 29
2.1.2. Một số ứng dụng của SVC . 30
2.1.2.1. Điều chỉnh điện áp và trào lưu công suất . 30
2.1.2.2. Giới hạn thời gian và cường độ quá áp khi xảy ra sự cố . 32
2.1.2.3. Ôn hòa dao động công suất hữu công . 33
2.1.2.4. Giảm cường độ dòng điện vô công . 33
2.1.2.5. Tăng khả năng tải của đường dây . 33
2.1.2.6. Cân bằng các phụ tải không đối xứng . 36
2.1.2.7. Cải thiện ổn định sau sự cố . 36
2.2. Thiết bị bù ngang có điều khiển SVC . 37
2.2.1. Cấu tạo từng phần tử của SVC . 37
2.2.1.1. Nguyên lý hoạt động của bộ thyristor mắc song song ngược . 37
2.2.1.2. Kháng điều chỉnh bằng thyristor TCR
(thyristor controlled reactor) . 40
2.2.1.3. Tụ đóng mở bằng thyristor TSC ( thyristor switch capacitor) . 49
2.2.1.4. Kháng đóng mở bằng thyristor TSR ( thyristor switch reactor) . 49
2.2.1.5. Hệ thống điều khiển các van trong SVC . 50
2.2.2. Các đặc tính của SVC . 51
2.2.2.1. Đặc tính điều chỉnh của SVC . 51
2.2.2.2. Đặc tính làm việc của SVC . 52
2.3. Mô hình SVC trong tính toán chế độ xác lập của hệ thống điện . 53
2.3.1. Mô hình hóa SVC như một điện kháng có trị số thay đổi . 53
2.3.2. Mô hình SVC theo tổ hợp nguồn và phụ tải phản kháng . 55
Kết luận . 58
Chương 3: Bộ điều khiển bù công suất phản kháng SVC . 59
3.1. Sơ đồ SVC ứng dụng điều khiển bù công suất phản kháng . 59
3.1.1. Chức năng hệ điều khiển . 60
3.1.2. Nguyên tắc điều khiển . 60
3.1.3. Các khâu trong hệ thống điều khiển các van của SVC . 61
3.1.3.1. Khâu tạo xung đồng bộ cho bộ VĐK . 61
3.1.3.2. Khâu phản hồi . 62
3.1.3.3. Khâu khuếch đại xung . 63
3.1.3.4. Khâu điều khiển tạo xung sử dụng VĐK pic 16f877 . 64
3.1.4. Thuật toán PID dùng cho bộ vi điều khiển PIC16f877 . 69
3.1.4.1. Bộ điều khiển PID dưới dạng tương tự . 69
3.1.4.2. Bộ điều khiển PID dưới dạng số . 70
3.1.4.3. Thuật toán điều khiển PID nâng cao . 70
3.1.5. Sơ đồ nguyên lý hệ điều khiển góc mở các van của SVC . 71
3.2. Phần mềm ISIS mô phỏng hệ thống điều khiển SVC . 71
3.3. Mô phỏng hệ điều khiển van thyristor hay triắc của bộ TCR . 72
3.3.1. Mô phỏng các phần tử của hệ điều khiển . 72
3.3.1.1. Bộ đo giá trị dòng điện và điện áp . 72
3.3.1.2. Khâu lấy tín hiệu phản hồi . 72
3.3.1.3. Khâu tạo xung đồng bộ . 73
3.3.1.4. Khâu khuếch đại xung . 74
3.3.1.5. Khâu điều khiển xung . 75
3.3.2. Các phần tử khác trong mô phỏng . 76
3.3.2.1. Nguồn điện . 76
3.3.2.2. Bộ kháng có điều khiển TCR . 77
Kết luận . 78
Chương 4: ứng dụng phần mềm ISIS mô phỏng thiết bị bù SVC có điều khiển . 79
4.1. Sơ đồ mô phỏng thiết bị bù công suất phản kháng SVC có điều khiển . 79
4.2. Kết quả mô phỏng . 79
4.2.1. Đồ thị điều khiển xung theo chế độ điện áp thay đổi . 80
4.2.2. Đặc tính dòng qua thyristor điện khi điều khiển điện áp tại nút . 83
4.3. Đặc tính hệ thống điều khiển các van SVC . 89
Kết luận . 92
Kết luận chung và hướng phát triển . 93
Tài liệu tham khảo .
Phụ lục 1 .
Phụ lục 2 .
Để tải bản DOC Đầy Đủ xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung:
0
0
00 sin.
cos
1sin
12
1
1sin
12
12 kkkkkkak
0
0
00 sin
cos
1sin
12
1
1sin
12
12 kkkkkk
kk kkkkkka
0
0
00 sin.
cos2
1sin
1
1
1sin
1
12
Ta có:
n
k
mkTCR II
1
.
Trong đó:
00 2sin
12 k
Khi đó, thành phần cơ bản của dòng điện chạy qua TCR có dạng như sau:
tItI mTCR cos.. 01
Hàm
01
thay đổi liên tục từ 1 đến 0 khi góc cắt 0 thay đổi từ 90
0 đến
1800. Đây cũng là quan hệ của biên độ thành phần cơ bản của dòng điện chạy qua
TCR theo góc cắt 0.
Đặc tính điều chỉnh dòng điện theo góc cắt được thể hiện như hình 2.12.
90 100 110 120 130 140 150 160 170 180
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
I(pu)
H×nh 2.12: §Æc tÝnh ®iÒu chØnh dßng ®iÖn TCR theo gãc c¾t
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 47
Bên cạnh thành phần cơ bản (k = 1), tín hiệu của dòng điện I chạy trong
TCR bao gồm cả các thành phần bậc cao (sóng hài) như 3, 5, 7… các sóng này có
dạng như hình 2.13.
Firing angle (deg)
1
0.08
0.06
0.04
0.02
0.0
18017016015014013012011010090
0.01
0.03
0.05
0.07
a
7th
11th
5th
Funda
H×nh 2.13: C¸c sãng hµi bËc cao trong phÇn tö TCR
Trên thực tế, các sóng hài bậc cao có ảnh hưởng xấu đến hoạt động của hệ
thống điện và chúng được loại bỏ nhờ các thiết bị lọc F mắc song song với thiết
bị bù. Khi đó dòng điện trên hệ thống chỉ còn thành phần cơ bản.
1
min
11 ..
K
dm
m
X
U
II
1
min
1
K
dm
X
U
I
như vậy, ta có thể hiểu TCR như là một cuộn kháng có trị số XK thay đổi
được:
1
minK
K
X
X
Từ đó ta thấy XK thay đổi liên tục từ XKmin đến XKmax khi góc cắt thay đổi
liên tục từ 900 đến 1800. Do vậy công suất phản kháng Q được tính bằng công
thức:
K
K
X
U
Q
2
nên công suất phản kháng của TCR cũng thay đổi khi góc cắt
thay đổi.
Do các tính chất trên mà TCR là một thành phần quan trọng, đóng vai trò
chính trong thiết bị bù có điều khiển thyristor ứng dụng trong hệ thống điện.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 48
* Phân tích các hiệu ứng phụ:
- Phân tích ảnh hưởng:
Để nghiên cứu đặc tính của các thành phần bậc cao của dòng điện xuất
hiện trong SVC ta căn cứ vào biểu thức
k
Chẳng hạn khi k = 3 ta có:
Dễ dàng ta xác định được biên độ của thành phần bậc 3 của dòng điện xuất
hiện trên SVC.
303 .II
Cho thay đổi từ 900 đến 1800 ta có sự biến thiên của I3() như hình vẽ
2.13 ở trên.
Giá trị của I3 cho trong bảng 2-1 (trị số tương đối)
90 100 110 120 130 140 150 160 170 180
I3 0 0,704 0,120 0,138 0,123 0,086 0,046 0,016 0,002 0
Bảng 2.1
Có thể nhận thấy rằng thành phần bậc 3 xuất hiện rất phụ thuộc vào có
những góc cắt I3 rất lớn, ngược lại có lúc làm cho I3= 0. Đặc điểm này rất quan
trọng đối với công nghệ chế tạo và thực hiện điều chỉnh SVC.
Tương tự ta có thể vẽ quan hệ
k
với k = 5, 7, 9 ta có đường cong tương
ứng như trên hình 2.13.
- Các biện pháp khắc phục: Để loại bỏ thành phần bậc cao trong dòng điện
TCR người ta đặt các bộ lọc tần số cao F. Các bộ lọc này chính là các mạch LC
cộng hưởng với tần số mà nó cần lọc.
Khi có thành phần dòng điện bậc cao xuất hiện trong dòng điện TCR thì do
các mạch lọc cộng hưởng với tần số 3f, 5f, … nên trở kháng của nó đối với các
dòng điện tần số cao này chỉ còn là điện trở thuần của các thiết bị R mà các điện
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 49
trở thuần này rất nhỏ nên dòng điện bậc cao đi qua bộ lọc xuống đất hết, dĩ nhiên
phải lựa chọn trị số của L và C sao cho trở kháng của mạch lọc đối với tần số cơ
bản rất lớn để tránh tổn hao.
Như ta nhận thấy rằng cường độ dòng điện của thành phần bậc cao tỷ lệ
với công suất của mạch TCR, thông thường trong SVC chỉ có một TCR còn các
phần tử khác là TSR và TSC là những phần tử đóng mở nhảy bậc nên trong quả
trình làm việc không sinh ra thành phần bậc cao, chỉ có TCR là phần tứ thay đổi
liên tục của SVC mới sinh ra các thành phần dòng điện bậc cao trong quá trình
làm việc. Bởi vậy để giảm cường độ dòng điện bậc cao người ta còn có biện
pháp là chia nhỏ công suất của SVC ra nhiều phần tử TSR, TSC và TCR. Việc chia
nhỏ công suất của SVC ra nhiều phần tử có lợi sau:
- Giảm dòng điện thành phần bậc cao.
- Khả năng điều chỉnh công suất phàn kháng phát ra mềm dẻo hơn.
- Công suất của thyristor sẽ được chọn nhỏ đi tương ứng.
Như vậy việc chia ra nhiều phần tử của SVC sẽ làm cho hệ điều khiển phức
tạp nhưng ta có thể sử dụng các thiết bị vi điều khiển để giải quyết vấn đề này.
Vấn đề lựa chọn công suất từng môdul bằng bao nhiêu là một bài toán cần
xem xét.
Tuy nhiên hiện nay công nghệ nước ta chưa sản xuất được SVC mà phải
mua trọn bộ của nước ngoài thì bài toàn này chưa cần đề cập đến.
2.2.1.3. Tụ đóng mở bằng thyristor TSC ( thyristor switch capacitor).
Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của tụ đóng mở bằng thyristor được thể hiện
trên hình 2.14.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 50
U
t
t
t
t
UC
IC
Ixung
Thyristor
LH
CU
c
H×nh 2.14: S¬ ®å vµ nguyªn lý ho¹t ®éng cña TSC
Tụ đóng mở bằng thyristor TSC được cấu tạo từ 3 phần chính sau:
- Tụ điện C là tụ chính trong mạch.
- LH là cuộn kháng hãm. Có chức năng giới hạn dòng đi qua thyristor và chống
lại sự cộng hưởng với hệ thống điện.
- Van thyristor là cửa đóng mở, nó có thể đóng, mở phụ thuộc vào tín hiệu
xung điều khiển vào cực G của thyristor.
Qua đó, ta thấy TSC thực chất là bộ tụ điện được đóng mở bằng 2 thyristor
song song nối ngược chiều nhau. Việc tác động tín hiệu xung sẽ làm thay đổi giá
trị điện dung C.
2.2.1.4. Kháng đóng mở bằng thyristor TSR ( thyristor switch reactor).
Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của tụ đóng mở bằng thyristor được thể
hiện trên hình 2.15.
Kháng đóng mở bằng thyristor TSR được cấu tạo từ 3 phần chính sau:
- L là điện kháng chính trong mạch.
- LH là cuộn kháng hãm. Có chức năng giới hạn dòng đi qua thyristor và chống
lại sự cộng hưởng với hệ thống điện.
- Van thyristor là cửa đóng mở, nó có thể đóng, mở phụ thuộc vào tín hiệu
xung điều khiển vào cực G của thyristor.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 51
H×nh 2.15: Nguyªn lý cÊu t¹o vµ ho¹t ®éng cña TSR
Thyristor
U
LLH
U
t
t
t
I
U
§K
Qua đó, ta thấy TSR thực chất là bộ kháng điện được đóng mở bằng 2
thyristor song song nối ngược chiều nhau. Việc tác động tín hiệu xung sẽ làm
thay đổi giá trị điện kháng L.
2.2.1.5. Hệ thống điều khiển các van trong SVC.
Trong hệ điều khiển có các khối nh...