Cấu hình của MSC-TCR (tụ đóng cắt bằng chuyển mạch cơ khí-kháng chuyển mạch bằng thyristor)
Trong các ứng dụng nhất định, đặc biệt là liên quan tới việc đóng cắt tụ, Một bộ MSC-TCR đã được chứng minh là cung cấp một hiệu suất chấp nhận được với chi phí thường thấp hơn nhiều so với một TSC-TCR. Các cấu hình MSC-TCR khác nhau được thể hiện trong hình 2.19. Các bộ tụ điện có thể được đặt tại thanh cái cao áp ; tuy nhiên, trong trường hợp này, bộ lọc phải được nối ngang với TCR ở phía thứ cấp của máy biên áp để giảm sóng hài.
Một ưu điểm của MSC-TCR là chi phí thấp hơn từ việc loại bỏ các chuyển mạch Thyristor từ các nhánh tụ, thêm vào đó là chi phí hoạt động giảm xuống nhờ việc giảm tổn thất. Những nhược điểm của MSC-TCR là tốc độ phản ứng chậm. Tốc độ của một khóa chuyển mạch là có thể đóng trong 2 chu kỳ và mở trong khoảng 8 chu kỳ, so mới
Học viên: Nguyễn Xuân Thắng Trang 56 một nửa cho tới một chu kỳ của thyristor. Một vài nghiên cứu cho thấy rằng việc bù với tốc độ chậm hơn và để đạt được mức độ ổn định quá độ tương tự như một chuyển mạch tụ dùng thyristor điều khiển (TSC-TCR , đề cập ở phần sau), có thể cần một TSC-TCR với dung lượng cao hơn 25%.
Một vấn đề khác với MSC-TCR liên quan đến một phần dung lượng sạc luôn để lại trên các tụ sau khi đã bị khóa lại. Phần dung lượng còn dư này thường được xả qua các điện trở xả trong khoảng 5 phút sau khi đã khóa tụ, dung lượng này có thể dẫn tới việc tăng quá độ lúc chuyển mạch. Các MSC chỉ có thể chuyển mạch khi mà các tụ đã được xả hết năng lượng. Một giải pháp cho vấn đề dung lượng còn lại trong tụ này là mắc vào đó một máy biến áp với lõi từ nhỏ ví như một máy biến thế, mắc song song với mỗi pha của các bank tụ. Làm như vậy sẽ hỗ trợ việc làm tiêu tán năng lượng trong tụ với thời gian nhỏ hơn 0,15s.
Hình 2. 19: Các cấu hình khác nhau của bộ bù MSC-TCR
TCR trong bộ MSC-TCR được thiết kế với cảm kháng thấp hơn so với TCR trong bộ TSC-TCR với cùng dung lượng. Thiết kế này cho phép tăng khả năng quá tải của tụ và cân bằng tức thời giữa dung kháng - cảm kháng ở công suất đầu ra. Tuy nhiên điện cảm kháng thấp dẫn tới việc phát sinh sóng hài mạnh hơn và như vậy cần một bộ lọc phức tạp hơn so với một TSC-TCR.
Học viên: Nguyễn Xuân Thắng Trang 57 Các chuyển mạch cơ có thời gian sử dụng là hữu hạn, điển hình khoảng từ 2000- 5000 lần hoạt động, so với thời gian vô hạn của Thyristor. Các MSC thường đóng cắt 2 cho tới 5 lần một ngày ; Chúng được đóng vào khi tải nặng và loại bỏ ra khi tải nhẹ. Một MSC-TCR không thích hợp với các ứng dụng có điện áp trải qua biến động thường xuyên ; Tuy nhiên một nghiên cứu cho thấy rằng MSC-TCR có thể cung cấp hiệu suất tương đương so với TSC-TCR trong biến động sốc điện áp giữa hai khu vực và sự suy giảm điện áp nghiêm trọng từ hệ thống với một mức chi phí thấp hơn nhiều so với một bộ TSC-TCR tương đương. Tổn hao trong các chuyển mạch tụ bằng cơ khí là khá thấp, chúng nằm trong khoảng 0,02-0,05%. Vì tụ điện rất nhạy cảm với quá điện áp và quá dòng nên cần có chế độ bảo vệ thích hợp.