其中b和c就是前述的理想工作状态；a是电容充电电压VCCh为零时的情况（TSC装置起动时为此情况），这时，投入时刻应取电压零点，给正向晶闸管T1发出最初的触发脉冲；d为电容充电电压VCCh比电源eS的峰值电压Emax低的情况，这时应在eS与VCCh相等的时刻投入，给正向晶闸管T1最初触发脉冲；e为VCCh比Emax高的情况，这时应在eS达到峰值的时刻投入，给反向晶闸管T2最初触发脉冲，这种情况下会有冲击电流产生，但可受到串联小电感的抑制。
图5-24 各种情况下使暂态现象最小的导通时刻
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图5-25 晶闸管和二极管反并联方式的TSC
采用晶闸管和二极管反并联的方式代替两个反并联的晶闸管，可以使导通前电容充电电压维持在电源电压的峰值。如图5-25所示，一旦电容电压比电源峰值有所降低，二极管都会将其充电至峰值电压，因此不会发生两晶闸管反并联的方式中电容器充电电压下降的现象。但是，由于二极管是不可控的，当要切除此电容支路时，最大的时间滞后为一个周波，因此其响应速度比两晶闸管反并联的方式稍差，但成本上却要低一些。
应该注意的是，在以上讨论的最佳投入时刻中，两个晶闸管触发脉冲的顺序不能搞反了，或者说应避免触发脉冲相位错开180?，否则将如图5-26所示的那样产生很大的冲击电流和过电压。
图5-26 TSC晶闸管误触发时的情况
5.3.3 控制系统
有关静止补偿器控制系统的功能、结构、控制策略、工作原理和具体控制方法实际上已在5.2.3节做了详细介绍。TSC控制系统的思路也是类似的，只不过其中的控制电路部分是以决定哪组电容投入或切除的逻辑功能为中心的。作为例子，图5-27给出了一个TSC用于对波动负载进行负荷补偿时的控制系统示意图。
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CT 波 动 负 载 PT 仪表继 电器电路 同步 检测电路 过电流 检测电路 TSC控制系统 无功功率 检测 决定投切电容器组的 逻辑电路 触发脉冲 产生电路 CT 去各组晶闸管 图5-27 TSC用于负荷补偿时控制系统的示意图
应当注意的是，在TSC控制系统中引入一定的滞环非线性环节是必要的，这可以避免在切换点处电容器组在短时间内来回地投入与切除。例如，当补偿器以稳定电压为目标时，在控制系统中引入滞环非线性环节可使得TSC的电容器在系统电压低于某一较低阈值时接入系统，而在系统电压高于某一较高阈值时切除，而不是在相等的阈值下投入和切除，以防止在切换电压附近振荡不定。
此外，当TSC与TCR配合使用构成混合型补偿器时，其控制系统应该能使TSC电容器组的切换与TCR触发控制角的调节相互配合，以使补偿器的电压—电流特性保持连续。
5.3.4 动态过程分析
同样可以通过判断系统负载特性与补偿器电压—电流特性交点的方法来分析TSC的动态调节过程。
B c A V a b O l1 l2 IL I
IC 图5-28 TSC对扰动的动态调节过程
图5-28所示的是以改善电压调整为目标的TSC受扰动后的
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动态调节过程。在系统受到扰动前其负载线为l1，TSC有一组电容投入运行，其伏安特性为OA，因此系统稳定工作在l1与OA的交点a。若系统受到干扰，负载线突然由l1降低至l2，则工作点会突然降至l2与OA的交点b，系统电压因此降到b点电压，这个电压下降被TSC控制系统检测到后，由其逻辑电路决定投入第二组电容，补偿器电压—电流特性因此变为OB，系统工作点移至OB与l2的交点C，从而将电压恢复到能接受的范围。
d (2) (1) V A a b (2’) (1’) e c l1 l2 IC 0 IL I
图5-29 TCR+TSC型补偿器的动态调节过程
图5-29示出了TSC与TCR配合使用的混合型补偿器作为改善电压调整使用时，对扰动的动态调节过程。图中0-(1)-(1’)是TCR与一组固定电容器并联后的电压—电流特性，而0-(2)-(2’)是再由TSC投入一组电容器后的电压—电流特性。受扰动前系统负载线为l1，因此系统工作点为l1与0-(1)-(1’)的交点a。a点对应TCR的导通角为?a。因此a点也就是TCR加上固定电容器，在导通角为?a时总等效阻抗的伏安特性OA与l1的交点。设系统受干扰，其负载线突然降至l2，则工作点将一下子移到l2与TCR加固定电容器在导通角?a下等效阻抗伏安特性OA的交点b，系统电压因此降至b点对应的电压。补偿器控制系统检测到这一电压变化，将随之调节TCR导通角减小至零，系统工作点到达仅并联固定电容器时其伏安特性0-(1)与l2的交点c。由于c点仍未达到补偿器总的电压—电流特性的要求，因此向TSC发出投入一组电容的命令，补偿器工作点因此由c迁至两组电容并联时等效伏安特性0-(2)与l2的交点d。然后再由TCR调节其导通角由零逐渐增大，最终
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使工作点到达0-(2)-(2’)与l2的交点e。整个调节过程是按a-b-c-d-e这几步完成的。可以看出，在调节过程中TCR导通角的变化与TSC投切的配合是非常重要的。如果这二者的配合适当，定时精确的话，整个过程很可能简化为a-b-e这三步，调节时间大为缩短，补偿器动态性能将得到较大提高。
5.4 采用自关断器件的静止无功发生器SVG
所谓静止无功发生器SVG，在本书中就是专指由自换相的电力半导体桥式变流器来进行动态无功补偿的装置。采用电力半导体变流器实现无功补偿的思想早在七十年代就已有人提出，1972年日本就发表了用强迫换相的晶闸管桥式电路作为调相装置的研究论文[113]；1976年，美国学者L.Gyugyi在其论文中提出了用电力半导体变流器进行无功补偿的各种方案[114]，其中使用自换相桥式变流电路的方案最受青睐。限于当时的器件水平，采用强迫换相的晶闸管器件是实现自换相桥式电路的唯一手段。
1980年日本研制出了20MVA的采用强迫换相晶闸管桥式电路的SVG，并成功地投入了电网运行[115]。随着电力电子器件的发展，GTO等自关断器件开始达到了可用于SVG中的电压和电流等级，并逐渐成为SVG的自换相桥式电路中的主力。1987年美国西屋公司研制成1MVA的采用GTO器件的SVG实验装置，并成功地进行了现场试验[116]。1991年和1994年日本和美国分别研制成功了一套80MVA和一套100MVA的采用GTO器件的SVG装置，并且最终成功地投入了商业运行[117,118]。以上是迄今为止有关SVG的实际装置用于改善电网性能的报道。另外，用SVG来补偿工业负荷的研究也时有报道，使用的大都也是GTO和IGBT这样的自关断器件。可以说，目前国际上有关SVG的研究和将其应用于电网或工业实际的兴趣真是方兴未艾。国内有关的研究也已见诸报道，并且已开始有投入工程实际的行动。
与传统的以TCR为代表的SVC装置相比，SVG的调节速度
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