浙江东瑞MCR型SVC简介
1.1 MCR原理
磁阀式MCR型SVC是在老式的饱和电抗器技术基础上，由俄罗斯科学家提出，创造性地引进了“磁阀”概念，使铁芯只有小部分截面饱和，大部分可以不饱和。解决了老式饱和电抗器铁芯全部过饱和带来的非线性而导致的谐波较大的问题，同时降低了整个装置体积、重量和噪音。一改老式饱和电抗器给人以笨重、噪音大、谐波大的印象，具有了谐波小，响应快，耐高压、运行稳定、占地小，使用寿命长的优点。使得磁阀式MCR型SVC在俄罗斯、乌克兰、美国、印度、中国及世界各地得到了快速的发展和各行业广泛的应用。对提高电能质量，降低无功电流损耗，稳定电网电压，提高电网运行安全可靠性有着优良的应用特性。

由于磁阀式MCR型SVC采用先进的微电子控制技术，从而可以精密地控制对系统母线的无功功率需求的快速响应及补偿：通过改变低压直流电流的大小，快速、平滑无级的调节主回路的阻抗、从而改变主回路中感性无功电流的大小，配合并联于母线上的电容器，达到补偿母线无功功率的需求，动态的响应和提高母线的功率因数，同时达到稳定母线电压的功能；通过适当地选择与配套电容器串联的电抗器参数，即可在对基波进行补偿的同时，对各次谐波进行滤波的治理。而且由于没有了机械部件的频繁投切动作，避免了机械式无功补偿装置由于电容投切带来的涌流和过电压冲击，使得装置更加具有安全稳定性和大大提高了补偿装置的使用寿命，也有利于保护用户其他精密设备和精密仪器的正常运行。

MCR型SVC与TCR型SVC比较，完全继承了TCR型SVC的优点和功能，解决了MSC和TSC不能解决的平滑调节的问题，而且也克服了TCR的SVC种种缺点。由于是电抗器电力器件直接串接在高压主回路，电抗器能够承受超高压和特高压，目前我国电抗器最高电压等级做到了1000kV，容量最大达到了320MVar。而且电抗器还有很好的短时超载功能，除了发热量大些外，对系统不会造成很大的损害，而TCR型SVC由于有晶闸管电子器件在高压主回路，对稍微偏大的过压都对导致故障和被击穿。所以MCR型SVC高压场合下运行非常稳定，免去了用户经常维护的麻烦，带给用户正常安全生产的经济利益和安全保障。如下图1至图3所示，以单相MCR为例简要阐述MCR技术原理。

例简要阐述MCR技术原理。

图1为磁控式电抗器的结构原理图，图2为相应的等效电路图。从图1中可以看出，磁控式电抗器的主铁心分为两半，面积各为Ab，长度为ｌ，并且每一半铁芯都具有一长度很小的小截面段，其面积为Ab1(Ab1<Ab)。两个半铁芯柱上分别对称地绕有两个匝数为N/2的绕组（半铁芯柱上的线圈总匝数为N）；每一半铁芯柱的上下两绕组各有一抽头比为δ=N2/N(N=N1+N2)的抽头，它们之间接有可控硅K1、K2；不同铁芯的上下两个绕组交叉连接后，并联至电网电源，续流二极管D横跨在交叉端点上。

由电路图2可以看出，若K1、K2都不导通，由于结构的对称性，电抗器与空载变压器没有差异。假设电源电压处于正半周，可控硅K1承受正向电压，而K2承受反向电压。若K1被触发导通（a和b两点等电位），电源电压经变比为δ的线圈自耦变压后，由匝数为N2线圈向电路提供直流控制电流，等效电路见图3(左)所示；若电源电压处于负半周，当K2导通时，同样在回路中产生直流控制电流，且所产生的控制电流的方向与K1导通时一样，等效电路见图3（右）所示，即在电源的一个工频周期内，两个可控硅的轮流导通起到了全波整流的作用，而续流二极管D起着续流的作用，利于可控硅的关断。通过改变可控硅的触发角就可以改变控制电流的大小，从而改变电抗器铁心的磁饱和程度，平滑调节可控电抗器的电感量。可控硅只需要承受低压，安全稳定，是在技术原理上的优势。交直流分量共一个绕组，节省了铜线的成本。运行的时候，只有中间小截面铁芯饱和，大部分铁芯不饱和，增大了铁芯导磁率，降低了成本和体积。

1.2 SVC补偿工作原理
由下图可知，磁控式动态无功补偿系统由磁控式电抗器（MCR）和补偿（滤波）支路组成。根据负荷的用电性质，磁控式电抗器、2次、3次、4次、5次补偿（滤波）支路接在6-110KV母线上，构成的补偿系统对母线进行无功补偿。通过调节磁控式电抗器的控制角大小，就可以改变电抗器无功功率QL的值，以补偿负载无功功率的冲击，如当负载无功功率QF突然增大时，磁控式动态无功补偿控制装置对可控硅的触发导通角减小，使控制回路的电流增大，输出的无功功率减小，这样负载的无功功率的恒定部分由补偿（滤波）支路补偿，而变动部分由磁控式电抗器调节，以保证母线输入的无功功率QS=QF+(QL-QC)保持恒定（设置为零或者一个较小值），从而，稳定了系统电压，减少了功率损耗，提高了功率因数，达到了动态无功补偿的目的。

MCR型SVC动态无功补偿系统图

QF—负载所需的冲击无功负荷；       QL—磁控电抗器产生的可调无功功率；

QC—滤波支路输出的基波恒定无功功率；  QS—从电网中输入的无功功率。

SVC控制原理图

MCR支路的电流中除了基波分量外，还有谐波分量，因而，在母线上装有2次、3次、4次、5次滤波支路，其作用是为MCR支路和负载产生的谐波电流提供一个低阻抗通路，使谐波电流和电压对供电系统的影响减少到最小。

1.3 MCR型SVC优势
磁阀式饱和电抗器无功补偿（MCR型SVC）与相控电抗器无功补偿（TCR型SVC）的对比如下表所示。

MCR与TCR及SVG性能对比表
比较项目
 MCR型SVC
 TCR型SVC
 SVG
 
可控硅响应时间
 小于10ms
 小于10ms
 小于2ms
 
整机响应时间
 100ms
 40-100ms
 2ms
 
谐波发生量
 小,

5次<2.6%,7次<1.5%,

11次<0.6%,13次<0.3%
 大,

5次:5.0%,7次:2.6%,

11次:1.0%,13次:0.7%
 小
 
可控硅两端
承受电压
 小,勿需串联
 大,需串联
 大,需串联
 
可控硅发热
 小,勿需水冷却设备
 大,需水或专用热管

冷却设备
 大,需水或专用

热管冷却设备
 
可控硅安装方式
 户外箱内
 户内
 户内
 
分相调节
 可以
 可以
 可以
 
运行维护
 免维护
 结构复杂,维护量大
 结构复杂,

维护量大
 
可靠性
 平均无故障运行
时间为25年
 一般,可控硅易烧毁
 一般,IGBT易烧毁
 
过载能力
 1.5倍
 无
 无
 
电磁污染
 无
 主电抗器辐射大量交变磁场,对人体有害
 无
 
声级水平
 稍高，70-72分贝
 较低，62分贝以下
 较低，62分贝以下
 
有功损耗
 平均0.5%~0.8%
 平均0.5%~0.8%
 平均0.5%~0.8%
 
占地面积
 小
 大
 大
 

2设计依据
2.1前言
交流电弧炉、精炼炉、轧机、中频炉设备等负载工作时产生大量的谐波电流，传

统的无功补偿装置(电容柜)由于不能动态补偿无功并消除谐波的干扰，根本无法正常投入运行，即使电容柜能够投入运行也会在短时间内出现烧保险、爆电容等情况，十分危险。6脉冲整流指以6个可控硅(晶闸管)组成的全桥整流，由于有6个开关脉冲对6个可控硅分别控制，所以叫6脉冲整流。6脉冲整流器的电流中含6K±1(k为正整数)次谐波，即5、7、11、13…等各次谐波，各次谐波的有效值与谐波次数成反比，

且与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。12脉冲是指在原有6脉冲整流的基础上，

在输入端、增加移相变压器后在增加一组6脉冲整流器，使直流母线电流由12个可

控硅整流完成，因此又称为12脉冲整流。两个整流桥产生的5、7、17、19、…次谐

波相互抵消，注入电网的只有12k±1(k为正整数)次谐波，即11、13、23、25等各次

谐波，且其有效值与与谐波次数成反比，而与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。并且功率因数普遍偏低，电能浪费严重,每月电费罚款金额巨大。如不治理的话除直接影响工厂的经济效益外还会严重影响电网及电网中的敏感负载安全运行。我公司专业生产的MCR型SVC，可以平滑动态快速地补偿系统所需要的无功和滤除谐波，满足大容量和快速变化的负荷工况下补偿需要，用户很满意。