3.1.4 调整触发脉冲的时间t=0.01s时，其仿真图如图6所示：
图6
通过观察，可得在0.01s机械投入是电容电流第一个峰值Ic=-3.8A，电容电压第一个峰值Uc=-320v
在各个时间的投切电容器的第一个峰值电流和峰值电压如表1所示： 投切时刻（s） 0 0.005 0.007 0.01 0.013 0.015 0.017 Ic 3.8 324 15.4 35 11.4 360 表1
-3.8 -320 -13.5 -500 -15.4 -520 -11.6 -368 Uc 由上表可以看出，在各个正弦波的半周，在电源电压峰值时投入电容时Ic和Uc为最大，离波峰越远Ic和Uc越小，在过零点投切时最小。
这是因为，在刚投入电容器时如果系统电压越大，当使用断路器或接触器将电容突然投入电网时，会产生越大的冲击电流。
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3.2 断路器开断电容电流的工作状态
开断电容器时影响电流和电压的是断路器的熄弧能力，无法进行模拟，因此只进行理论分析，其简图如下：
图7
在断路器开断电路时，电容电流Ic超前电压90。，当电弧电流过零时电弧熄灭，电容两端电压为最大值。若电源电压为
u=Umcoswt 则Ucm=Um
残留在电容C上的电荷无处释放。短路器端口间的恢复电压为Uhf=U-Ucm即
uhf=Umcoswt-Um
显然，断路器若能顺利开断，不发生电弧重燃，恢复电压最大值只是2Um.如果断路器熄弧能力不强，熄弧后又发生重燃，如图8、图9所示。
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图8
图9
在t1时刻电流过零，电弧熄灭。电容上的电压达到负的最大值且维持不变。经过半个工频周期（0.01s）后t2时刻，电源电压已达到正的最大值，则断口上的恢复电压为uhf=2Um。若弧隙介质强度不够而发生击穿，电弧重燃。那么经过分析可知，此时相当于电源电压为
Um的直流电源，经L突然加在已充有电压为-Um的电容上，电路中将出现高频振荡，其振幅即是加于电容上的残留电压2Um。重燃后，经过半个周期时间，震荡电压达最大值，等于稳态值加上振荡振幅，即
Ucm=Um+2Um=3Um
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电容上将出现3倍过电压。当电弧在高频电流过零时熄灭，Uc将保持3Um不再变化。此后，断路器弧隙上的恢复电压又将上升，在t3时刻达到4Um，假如弧隙又恰在恢复电压达最大值时击穿，此时由于电容上残压已是3Um，而电源又是-Um，则电容上电压最大值为
Ucm=-2Um-3Um=-5Um
即电容上将出现五倍过电压。以此类推，在最不利条件下，假如每半个工频周期后就重燃一次和熄弧一次，则过电压将按3Um、-5Um、7Um、-9Um增长，越来越高，从而威胁电网设备的绝缘和系统的稳定运行。
运行实践表明:断路器开断电容电路时，过电压并非如此严重。因为断路器弧隙的击穿，不一定都发生在电流过0后0.01s，往往具有较达的分散性。此外，如果发生重击穿后，电弧不是在电流第一次过零时熄灭，而是在电流第二次过零时才熄灭。这时，电容电压Uc已震荡到与电源电压U相反的方向，加上电弧电阻的阻尼作用，实际产生的过电压数值就小的多。
由此可知，断路器开断电容电流产生过电压的实质，主要是由于电弧电流过零后，电容上存在残余电压以及断路器弧隙介质强度恢复较慢而发生重击穿。
综上来看，在断路器/接触器投切电容器装置中，由于不能充分控制电容器的投切时刻，会使得电容器在投入电网时产生很大的冲击电流，而在将电容器从电网中切除时，则有可能产生电弧重燃等现象。因此不能实时的跟踪无功的变化，从而不能实现快速动态无功补偿。因此我们需要考虑晶闸管投切电容器装置(Thyristor-switchedCapacitor,TSC)。
第4章 晶闸管投切电容器装置
4.1 TSC的结构原理
单相TSC的原理结构如图1所示，它由电容器、双向导通晶闸管（或反并联晶闸管）和阻抗值很小的限流电抗器组成，限流电抗器的主要作用是限制晶闸管阀由于误操作引起的浪涌电流，而这种误操作往往由于误控制导致电容器在不适当的时机进行投入引起的。同时，限流电抗器与电容器通过参数搭配可以避免与交流系统电抗在某些特定频率上发生谐振。
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图10 单相TSC的原理结构
SC有两个工作状态，即投入和断开状态。投入状态下，双向晶闸管之一导通，电容器作用，TSC发出容性无功功率；断开状态下，双向晶闸管均阻断，TSC支路不起作用，不输出无功功率。
当TSC支路投入运行并进入稳态时，假设母线电压是标准的正弦信号：
Us(t)＝Umsin（ωt+α）
忽略晶闸管的导通压降和损耗，认为是一个理想开关，则TSC支路的电流为：
Umk2
i(t)=2*cos（ωt+α）
k?1Xc其中，k=Xc/XL=ωn/ω为LC电路自然频率与工频之比，Xc=1/ωC,
XL=ωL.
k2
Um 电容上电压的幅值为：Uc=2
k?1
当电容电流过零时，晶闸管自然关断，TSC支路被断开，此时电容上的电压达到极值，
2
k
Um。此后如果忽略的漏电损耗，则其上的电压将维持极值不变，而晶即uc,i?o=±2
k?1
闸管承受的电压在零和交流电压峰-峰值之间变化。
实际上，当TSC之路被断开后，由于电容的漏电效应，电容上的电压将不能维持其极
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