静止无功补偿器

静态无功补偿器 (SVC) 是一组用于在高压输电网络上提供快速无功功率的电气设备。 SVC 是灵活交流输电系统设备系列的一部分，可调节电压、功率因数、谐波并稳定系统。 静态 VAR 补偿器没有重要的移动部件（内部开关设备除外）。 在 SVC 发明之前，功率因数补偿是同步电容器或开关电容器组等大型旋转电机的专利。

SVC 是一种自动阻抗匹配设备，旨在使系统更接近单位功率因数。 SVC 主要用于两种情况：

• 连接到电力系统，调节传输电压（传输SVC）
• 在大型工业负载附近连接，以改善电能质量（工业 SVC）

在传输应用中，SVC 用于调节电网电压。 如果电力系统的无功负载是容性（超前），SVC 将使用晶闸管控制的电抗器消耗系统中的无功功率，从而降低系统电压。 在感性（滞后）条件下，电容器组会自动接通，从而提供更高的系统电压。 通过将连续可变的晶闸管控制电抗器与电容器组连接，最终结果是连续可变的超前或滞后功率。

在工业应用中，SVC 通常放置在高负载和快速变化的负载附近，例如电弧炉，在那里它们可以平滑闪变电压。

通常，SVC 包括一组或多组固定或开关并联电容器或电抗器，其中至少一组由晶闸管开关。 可用于制作 SVC 的元素通常包括：

• 晶闸管控制电抗器 (TCR)，其中电抗器可以是空芯或铁芯
• 晶闸管投切电容器 (TSC)
• 谐波滤波器
• 机械开关电容器或电抗器（由断路器开关）

借助晶闸管切换的相位角调制，反应器可以可变地切换到电路中，从而向电网提供连续可变的 VAR 注入（或吸收）。 在这种配置中，粗略的电压控制由电容器提供； 晶闸管控制电抗器是提供平滑控制。 晶闸管控制的电容器开关可以提供更平滑的控制和更大的灵活性。

晶闸管是电子控制的。 与所有半导体一样，晶闸管会产生热量，通常使用去离子水来冷却它们。 以这种方式将无功负载斩波到电路中会注入不需要的奇次谐波，因此通常会提供大功率滤波器组来平滑波形。 由于滤波器本身是电容性的，因此它们还将 MVAR 输出到电源系统。

在需要精确电压调节的情况下，更复杂的布置是实用的。 电压调节是通过闭环控制器提供的。 电压设定点的远程监控和手动调整也很常见。

通常，静态 VAR 补偿不在线电压下进行； 一组变压器将传输电压（例如 230 kV）降低到更低的水平（例如 9.0 kV）。 这减少了 SVC 中所需组件的尺寸和数量，尽管导体必须非常大才能处理与较低电压相关的高电流。 在一些用于工业应用（例如电弧炉）的静态 VAR 补偿器中，可能存在现有的中压母线（例如 33 kV 或 34.5 kV），静态 VAR 补偿器可以直接连接以节省成本 的变压器。

SVC 的另一个常见连接点是 Y 型连接自耦变压器的三角形三次绕组，用于将一个传输电压连接到另一个电压。

SVC 的动态特性在于使用串联和反并联连接的晶闸管，形成晶闸管阀。 圆盘状半导体，通常直径为几英寸，通常位于室内的阀室中。

SVC 相对于简单的机械开关补偿方案的主要优势是它们对系统电压变化的近乎瞬时响应。 出于这个原因，它们通常在接近零点的情况下运行，以便在需要时最大化它们可以快速提供的无功功率校正。

通常，它们比同步调相机等动态补偿方案更便宜、容量更大、速度更快且更可靠。 然而，静态 VAR 补偿器比机械开关电容器更昂贵，因此许多系统运营商结合使用这两种技术（有时在同一装置中）。