Reactor).
Kháng điện điều chỉnh nhanh bằng Thyristor (TCR) được cấu tạo dựa trên nguyên lý hoạt động và điều khiển của cặp Thyristor mắc song song ngược . Nhờ khả năng có thể khống chế được trị số hiệu dụng của dòng điện đi qua thyristor liên tục thông qua việc thay đổi góc mở α bằng thời điểm phát xung điều khiển cho các thyristor mà TCR có khả năng điều chỉnh tiêu thụ công suất phản kháng rất nhanh .
TCR thực chất là cuộn kháng được điều khiển bằng 2 thyristor mắc song song ngược. Khi góc mở α thay đổi liên tục từ 900 – 1800 thì TCR sẽ thay đổi liên tục giá trị điện kháng L nhờ các tín hiệu điều khiển . Khi đó giá trị dòng điện hiệu dụng qua TCR sẽ thay đổi giảm dần từ Idd về 0. TCR được cấu tạo từ 2 phần tử chính sau :
. L : Cuộn điện kháng chính.
. Thyristor : 2 thyristor đấu song song ngược có chức năng điều chỉnh dòng điện đi qua TCR.
Hình 2.6. Sơ đồ cấu tạo và hoạt động TCR
TCR có nhiều ưu điểm khi tham gia vào các thiết bị bù dọc và bù ngang trong hệ thống điện :
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Điều chỉnh liên tục được dòng điện I qua cuộn cảm L . Do đó , giá trị điện kháng XL hay chính là trị số công suất phản kháng tiêu thụ của TCR được điều chỉnh liên tục.
- Có khả năng làm cân bằng lại phụ tải vì TCR có thể điều khiển độc lập trên từng pha.
- Khả năng điều khiển , điều chỉnh các thông số rất nhanh , không có giai đoạn quá độ nhờ van bán dẫn thyristor.
Hình 2.7. Đặc tính điều chỉnh liên tục của TCR.
Đặc tính làm việc.
TCR có khả năng điều chỉnh các thông số rất nhanh nhờ thay đổi góc mở α bằng các tín hiệu xung điều khiển tác động vào các thyr istor. Việc thay đổi giá trị góc mở này sẽ làm thay đổi giá trị dòng điện chạy qua TCR . Nguyên lý hoạt động của nó được trình bày trên hình 2.8
ITCR
t
U
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 2.8. Dạng sóng điện áp và dòng điện của TCR một pha với các góc mở (a) α = 900; (b) α = 1000; (c) α = 1300; (d) α = 1500.
Dòng điện I chạy qua TCR thay đổi từ I giảm dần cho đến 0 khi góc
mở α thay đổ i từ 900
– 1800.
Giả thiết điện áp đặt lên TCR có dạng hình sin. Ta có biểu thức sau :
v = Vm.sin(ωt) = 2.V.sin(ωt) (2.1) Xét các khoảng góc mở α khác nhau:
- Trong khoảng ωt = (00
, α): điện áp v > 0, điện áp đặt vào thyristor T2 (VT2) là điện áp dương nhưng T2 chưa mở do chưa có xung mở vào cực G của T2. Do đó không có dòng qua T1 nên dòng điện qua cuộn kháng IL = 0.
- Trong khoảng ωt = (α, 1800
): điện áp v > 0, điện áp VT2 dương và T2 được mở tại thời điểm ωt = α. Tại thời điểm ωt = 1800, dòng điện IL đạt giá trị cực đại. α σ (b) (a) (d) (c) Curre nt Volta ge Curre nt Curre nt Curre nt
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Trong khoảng ωt = (1800, 3600 - α): điện áp v < 0 nhưng nhờ sự tích lũy điện trường trong cuộn cảm nên nó tạo ra một sức điện động e L. Sức điện động này lớn hơn và ngược hướng v . Do đó, VT2 vẫn dương và T2 tiếp tục dẫn.
- Trong khoảng ωt = (3600
– α, 3600): đó là thời điểm khi bề mặt A1 = A2 hay eL = v . Điện áp VT2 qua điểm không, T2 khóa và dòng IL = 0.
Qua phân tích cho thấy khi góc điều khiển α ≥ 900
thì dòng qua TCR không có dạng sin toàn phần và cho đến α = 1800 thì dòng bằng không, dòng qua TCR được xem như gồm một thành phần dòng tần số cơ bản và các sóng hài. Trong đó chỉ có thành phần dòng tần số cơ bản có tác dụng cho việc bù công suất phản kháng của SVC, còn lại các sóng hài chỉ làm gây ra các tổn hao phụ trên thiết bị của trạm đồng thời gây ô nhiễm lưới.