時(shí)間反復(fù)無(wú)常，鼓著翅膀飛逝可控移相器可控移相器時(shí)間反復(fù)無(wú)常，鼓著翅膀飛逝可控移相器晶閘管控制的移相調(diào)節(jié)變壓器（ThyristorControlledPhaseShiftingTransformer,TCPST)內(nèi)容1、移相調(diào)節(jié)變壓器（PST也稱PAR)2、晶閘管控制的移相調(diào)節(jié)變壓器（TCPST）3、晶閘管投切的移相調(diào)節(jié)變壓器（TSPST）4、結(jié)論晶閘管控制的移相調(diào)節(jié)變壓器（ThyristorControlledPhaseShiftingTransformer,TCPST)內(nèi)容1、移相調(diào)節(jié)變壓器（PST也稱PAR)2、晶閘管控制的移相調(diào)節(jié)變壓器（TCPST）3、晶閘管投切的移相調(diào)節(jié)變壓器（TSPST）4、結(jié)論1、移相調(diào)節(jié)變壓器基本原理電壓調(diào)節(jié)器（縱向調(diào)節(jié)）相角調(diào)節(jié)器（橫向調(diào)節(jié)）電壓相角調(diào)節(jié)器（斜向調(diào)節(jié)）統(tǒng)稱PST=PhaseShiftingTransformer，簡(jiǎn)稱移相器，也稱PAR=PhaseAngleRegulator，相角調(diào)節(jié)器)移相器對(duì)系統(tǒng)功率特性的影響移相器對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響移相器調(diào)節(jié)電壓大小與相位與SSSC等裝置的差別基本原理機(jī)械式電壓調(diào)節(jié)器（縱向調(diào)節(jié)）機(jī)械式相角調(diào)節(jié)器（橫向調(diào)節(jié)）橫向調(diào)節(jié)器又稱為正交增壓器，QuadratureBooster=QB機(jī)械式電壓相角調(diào)節(jié)器（斜向調(diào)節(jié)）成一定的角度上述三種調(diào)節(jié)器統(tǒng)稱為PST=PhaseShiftingTransformer，簡(jiǎn)稱移相器，也稱PAR=PhaseAngleRegulator，相角調(diào)節(jié)器)移相器對(duì)系統(tǒng)功角特性的影響線路圖假定相角調(diào)節(jié)器只改變電壓相角而不改變電壓幅值，且送端電壓與受端電壓大小相等，即：則，功角特性為：相量圖移相器功角特性曲線特點(diǎn)：1、不改變最大可傳輸有功功率；2、可使最大功率對(duì)應(yīng)的功角在一定的范圍之內(nèi)，即：P正交增壓器(QB)的功角特性（1）P對(duì)于正交增壓器有：功角特性為：原功角特性增加的部分調(diào)相器通常要同時(shí)處理有功、無(wú)功功率，其容量是最大注入電壓和最大線路電流的乘積。正交增壓器(QB)的功角特性（2）移相器對(duì)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響（1）K點(diǎn)發(fā)生三相短路，功角為2時(shí)切除故障，為保證穩(wěn)定，必須越大暫態(tài)穩(wěn)定極限越高移相器對(duì)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響（2）K點(diǎn)發(fā)生三相短路，功角為a2時(shí)切除故障，為保證穩(wěn)定，必須Aa2maxA2max移相器控制使Aa2max>>A2max因此暫態(tài)穩(wěn)定極限大大提高移相器阻尼電力系統(tǒng)振蕩Bang-bang移相器調(diào)節(jié)電壓大小與相位與SSSC等裝置的差別1、移相器調(diào)節(jié)電壓大小與相位，不產(chǎn)生無(wú)功或有功，而SSSC裝置可補(bǔ)償無(wú)功。2、移相器這種調(diào)壓方式通過(guò)改變系統(tǒng)無(wú)功分配來(lái)調(diào)節(jié)電壓，因此如果系統(tǒng)無(wú)功功率不足，改變無(wú)功分配調(diào)節(jié)局部電壓可能引起電壓崩潰，而采用SSSC等裝置不會(huì)出現(xiàn)這種問(wèn)題。3、有載調(diào)分接頭變壓器（OLTC)可看成移相器。機(jī)械式移相器的缺點(diǎn)及改進(jìn)方法觸點(diǎn)容易因摩擦產(chǎn)生電火花而損壞；控制速度太慢（在秒級(jí)甚至分鐘級(jí)），無(wú)法滿足電力系統(tǒng)快速控制的要求（幾毫秒～幾百毫秒）。采用無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)如可控硅、可關(guān)斷晶閘管等電力電子開(kāi)關(guān)加以改進(jìn)，稱為晶閘管控制的PST或晶閘管投切的PST,或采用變流器型式的PST。2、晶閘管控制的移相調(diào)節(jié)變壓器（TCPST）TCPST的基本原理負(fù)載為純電阻時(shí)的TCPST負(fù)載為純電感時(shí)的TCPST負(fù)載為純電容時(shí)的TCPSTTCPST的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)1調(diào)壓和調(diào)相的目的：輸電相量正交分解雙電力系統(tǒng)；輸電電感為X，電阻為R；輸電電壓相量既可根據(jù)線路電流相量分解為感性壓降和阻性壓降，也可根據(jù)送端電壓相量分解為同相和正交電壓分量，決定送端系統(tǒng)的有功和無(wú)功功率；類似地，輸電電流相量也可根據(jù)送端電壓相量分解為同相和正交電流分量。1調(diào)壓和調(diào)相的目的：雙輸電線路環(huán)流多條輸電線路并聯(lián)會(huì)導(dǎo)致環(huán)流，考慮雙輸電線路并聯(lián)情況；如果線路1感抗、電阻的比值不等于線路2的比值，則會(huì)在線路1和2之間產(chǎn)生環(huán)流；環(huán)流產(chǎn)生時(shí)，兩條線路的輸電電壓同相和反相分量都可能產(chǎn)生差異。1調(diào)壓和調(diào)相的目的：控制環(huán)路有功無(wú)功潮流子圖（a），輸電電壓正交分量不同，假設(shè)線路電阻均遠(yuǎn)小于感抗，則主要產(chǎn)生同相環(huán)流，線路1的有功增加，線路2的有功減少；子圖（b），輸電電壓同相分量不同，假設(shè)線路電阻均遠(yuǎn)小于感抗，則主要產(chǎn)生正交環(huán)流，線路1的無(wú)功增加，線路2的無(wú)功減少；一般情況下，輸電電壓正交、同相分量均不相同，則產(chǎn)生同相、正交環(huán)流分量，破壞線路間的有功、無(wú)功潮流平衡；調(diào)相器注入正交電壓，控制同相環(huán)流（有功潮流）；調(diào)壓器注入同相（反相）電壓，控制正交環(huán)流（無(wú)功潮流）；好處：消除環(huán)流、減小無(wú)功潮流、平衡有功潮流、減小環(huán)流損耗。TCPST的基本原理連續(xù)改變晶閘管的觸發(fā)角，使SW1和SW2輪流導(dǎo)通，補(bǔ)償電壓基波分量幅值可在V1和V2之間可連續(xù)變化晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通與關(guān)斷的條件1、觸發(fā)導(dǎo)通的條件

2、關(guān)斷的條件

電壓正向偏置即u+>u-觸發(fā)脈沖電流過(guò)零自然關(guān)斷負(fù)載為純電阻時(shí)的TCPST對(duì)于電阻負(fù)載，電流與電壓同相，電壓過(guò)零時(shí)SW1開(kāi)通，角時(shí)SW2可以開(kāi)通，SW1電流轉(zhuǎn)移到SW2，SW1隨之電流過(guò)零自然關(guān)斷，可以連續(xù)控制，輸出基波電壓在V1與V2之間連續(xù)變化。反之，如果電壓過(guò)零時(shí)，SW2開(kāi)通，則在電壓為正或負(fù)時(shí)，SW1無(wú)法開(kāi)通。輸出的基波電壓有效值和相角根據(jù)傅立葉分析角連續(xù)變化時(shí)，TCPST輸出的基波電壓有效值及相角變化曲線(V1=0.9p.u.,V2=1.1p.u.)輸出的n次諧波余弦分量及正弦分量根據(jù)傅立葉分析角連續(xù)變化，諧波含量的變化曲線負(fù)載為純電感時(shí)的TCPST(1)1、V1、V2正半周(

V2>V1,)

，電流為負(fù)D導(dǎo)通，O點(diǎn)電壓為V2，此時(shí)晶閘管B正向偏置；2、觸發(fā)B導(dǎo)通，D的電流迅速減小至零關(guān)斷，B電流過(guò)零自然關(guān)斷，觸發(fā)A導(dǎo)通電流為正；3、O點(diǎn)電壓為V1，晶閘管C正向偏置，觸發(fā)C導(dǎo)通，A的電流迅速減小至零關(guān)斷，電流一直為正。純電感時(shí)電流落后電壓90度iO1234、V1、V2負(fù)半周，O點(diǎn)電壓為V2(<V1,)，A正向偏置；5、觸發(fā)A導(dǎo)通，C的電流迅速減小至零關(guān)斷，A電流過(guò)零自然關(guān)斷，觸發(fā)B導(dǎo)通電流為負(fù)；6、O點(diǎn)電壓為V1(>V2,)，D正向偏置，觸發(fā)D導(dǎo)通，B電流迅速至零關(guān)斷，電流一直為負(fù)到V1、V2正半周。負(fù)載為純電感時(shí)的TCPST(2)純電感時(shí)電流落后電壓90度iO123456負(fù)載為純電感時(shí)的TCPST(3)1、連續(xù)控制1（0<1</2）及2（/2<2<）可以控制輸出基波電壓在V1與V2之間連續(xù)變化。2、利用傅立葉分析可以分析不同1、

2時(shí)輸出電壓基波及諧波。負(fù)載為純電容時(shí)的TCPST（1）1、V1、V2正半周(

V2>V1,)

，電流為正A導(dǎo)通，O點(diǎn)電壓為V1，此時(shí)晶閘管C正向偏置；2、觸發(fā)C導(dǎo)通，A的電流迅速減小至零關(guān)斷，C電流過(guò)零自然關(guān)斷，觸發(fā)D導(dǎo)通電流為負(fù)；3、O點(diǎn)電壓為V2，晶閘管B正向偏置，觸發(fā)B導(dǎo)通，D的電流迅速減小至零關(guān)斷，電流一直為負(fù)。純電容時(shí)電流領(lǐng)先電壓90度i純電容時(shí)電流領(lǐng)先電壓90度i負(fù)載為純電容時(shí)的TCPST（2）4、V1、V2負(fù)半周，O點(diǎn)電壓為V1(>V2,)，D正向偏置；5、觸發(fā)D導(dǎo)通，B的電流迅速減小至零關(guān)斷，D電流過(guò)零自然關(guān)斷，觸發(fā)C導(dǎo)通電流為正；6、O點(diǎn)電壓為V2(<V1,)，A正向偏置，觸發(fā)A導(dǎo)通，C電流迅速至零關(guān)斷，電流一直為正到V1、V2正半周。1、連續(xù)控制1（0<1</2）及2（/2<2<）可以控制輸出基波電壓在V1與V2之間連續(xù)變化。2、利用傅立葉分析可以分析不同1、

2時(shí)輸出電壓基波及諧波。負(fù)載為純電容時(shí)的TCPST（3）TCPST的控制2TCVR和TCPAR：連續(xù)SCR抽頭轉(zhuǎn)換器內(nèi)部控制端口電壓基波分量發(fā)生了相移，相移大小與延遲角、負(fù)載角有關(guān)，相移方向與負(fù)載角有關(guān)，輸電應(yīng)用時(shí)問(wèn)題多多，只可用作配電系統(tǒng)中的調(diào)壓器；抽頭間存在低次電壓諧波，需要濾波器。檢測(cè)電壓、電流過(guò)0點(diǎn)，計(jì)算負(fù)載角，產(chǎn)生延遲角控制；閉環(huán)調(diào)節(jié)輸出電壓至給定值；概念性框圖，沒(méi)有考慮諧波、暫態(tài)和擾動(dòng)；TCPST的優(yōu)缺點(diǎn)及注意事項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)：輸出補(bǔ)償電壓可以連續(xù)控制，控制響應(yīng)速度快，在10～20毫秒以內(nèi)。缺點(diǎn)：產(chǎn)生較大的電壓諧波，對(duì)系統(tǒng)造成污染；控制較復(fù)雜。！注意事項(xiàng)：負(fù)荷為混合負(fù)載，因此補(bǔ)償電壓與電流成一定的角度，應(yīng)該注意可控硅的觸發(fā)換向順序，TCPST才能正常控制。3、晶閘管投切的移相調(diào)節(jié)變壓器（TSPST）TSPST基本原理；多電壓等級(jí)的TSPSTTSPST的優(yōu)缺點(diǎn)TSPST的基本原理控制四個(gè)開(kāi)關(guān)，輸出電壓?jiǎn)蝹€(gè)晶閘管投切的PSTn級(jí)串聯(lián)的晶閘管投切移相變壓器采用單級(jí)TSPST，只能獲得三個(gè)輸出電壓等級(jí)，為獲得較多的輸出電壓等級(jí)，減小級(jí)差及投切過(guò)程中的沖擊，采用多級(jí)TSPST串聯(lián)的方式為充分利用投切產(chǎn)生的電壓等級(jí)數(shù)，各串聯(lián)電壓采取3n的型式配置。輸出電壓可為：按上述方式配置，E可以選擇較小，獲得級(jí)差小的多級(jí)控制，增加了補(bǔ)償?shù)木龋瑴p小了投切過(guò)程中的沖擊。2TCVR和TCPAR：SCR抽頭轉(zhuǎn)換器分級(jí)控制1SCR抽頭轉(zhuǎn)換器采用分級(jí)控制方式可以避免連續(xù)控制產(chǎn)生的諧波畸變、基波相移和控制復(fù)雜等問(wèn)題；分級(jí)控制方案1：采用n個(gè)相同繞組和SCR雙向橋式電路，電壓調(diào)節(jié)范圍為±V，調(diào)節(jié)精度為V/n，電流耐量為I，則所需SCR總?cè)萘繛?VI；缺陷：串聯(lián)注入變壓器和勵(lì)磁調(diào)壓器必須額定容量設(shè)計(jì)；裝置并不產(chǎn)生、吸收無(wú)功，無(wú)功必須由電力系統(tǒng)提供，使用時(shí)需要外部無(wú)功支撐設(shè)備；n個(gè)組成部件，2n個(gè)抽頭，2n＋1步調(diào)節(jié)，4n個(gè)SCR管閥中只有2n個(gè)運(yùn)行，變壓器生產(chǎn)困難，低壓系統(tǒng)（如115kV，±10％調(diào)節(jié)范圍）運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)。2TCVR和TCPAR：SCR抽頭轉(zhuǎn)換器分級(jí)控制21981年，Guth提出繞組匝數(shù)以幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，使各個(gè)繞組互不相同；分級(jí)控制方案2：三進(jìn)制繞組1∶3∶9，不同電壓等級(jí)的12組雙向SCR管閥，運(yùn)行時(shí)只有6組工作，27級(jí)電壓調(diào)節(jié)步數(shù)；優(yōu)勢(shì)：能比較充分利用SCR的高壓能力；變壓器繞組設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單；缺陷：控制相對(duì)復(fù)雜、造價(jià)較高；不能產(chǎn)生、吸收無(wú)功；比較：高壓應(yīng)用時(shí)，三進(jìn)制幾何級(jí)數(shù)繞組設(shè)計(jì)方案優(yōu)于相等繞組設(shè)計(jì)方案，此時(shí)變壓器結(jié)構(gòu)和繞組安排相對(duì)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。縱向多級(jí)TSPST配置橫向多級(jí)TSPST配置TSPST的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1、分級(jí)投切，速度快（10～20毫秒級(jí)）；2、工作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生諧波；3、控制簡(jiǎn)單，只控制投切，無(wú)需控制導(dǎo)通角；缺點(diǎn)：1、補(bǔ)償非連續(xù)調(diào)節(jié)，易造成沖擊；2、級(jí)差小時(shí)，晶閘管數(shù)目大大增加，增加了成本；3、變壓器的抽頭多，增加了制造成本。4、結(jié)論TCPST和TSPST響應(yīng)速度快，特別是TSPST控制簡(jiǎn)單；裝置