高壓直流輸電技術

直流輸電系統(tǒng)的構成及換流站主要設備直流輸電換流技術

直流輸電運行方式直流輸電的特點及應用場合第一部分直流輸電系統(tǒng)的構成及換流站主要設備二換流站的主要設備

換流變壓器換流器平波電抗器交流濾波器直流濾波器無功補償設備

避雷器直流開關控制保護裝置遠動通信系統(tǒng)直流測量設備接地極及接地極線路

1.換流變壓器：

功能：電壓配合、隔離、限流、抽頭調(diào)節(jié)改善運行性能。特點：諧波、閥側繞組絕緣（AC＋DC）、自動調(diào)抽頭、多繞組等。類型：三相三線圈、三相雙線圈、單相三線圈、單相雙線圈。2.換流器（核心部分）（重點講解學習）

功能：換流、開關、與控制系統(tǒng)配合實現(xiàn)運行控制。特點：結構（四重閥、雙重閥；戶外式、戶內(nèi)式）、冷卻方式、觸發(fā)方式、試驗等。類型：汞孤閥、晶閘管閥、光直接觸發(fā)晶閘管閥、IGBT換流閥。3.平波電抗器：

功能：濾波、限流、防止電流斷續(xù)、降低過電壓、防止換相失敗等。特點：電感值（0.3~1.0H）。類型：油浸式、干式。4.直流濾波器：

功能：濾波。類型：無源和有源兩種。5.交流濾波器：

功能：濾波、無功補償。類型：無源、連續(xù)可調(diào)。有源的正在研究。9.控制保護設備：功能：起動、停運、自動調(diào)節(jié)、運行性能改進等。類型：微機控制。各公司所用硬件、軟件不同。發(fā)展很快。10.遠動通信：功能：傳送兩換流站之間的信息、換流站與調(diào)度以及其他所需信息。類型：電力線載波、微波、光纖通信。11.直流測量設備：直流CT、直流PT、微分CT等。12.接地極及接地極線路功能：固定直流側電位、長期通過運行電流、改變直流側運行方式、提高運行可靠性等。特點：地下埋設物電腐蝕、中性點接地變壓器的磁飽和等。第二部分

直流輸電換流技術

一.

換流技術與直流輸電的關系

1.直流輸電必須進行換流

2.直流輸電換流技術的發(fā)展⑴汞弧閥換流⑵晶閘管閥換流⑶新型可關斷器件的應用二.

直流輸電換流技術

1.換流的基本概念⑴基本換流單元①6脈動換流單元②12脈動換流單元⑵換流閥（電力器件）與換流器（整流與逆變電路）⑶換流閥的導通條件和關斷條件⑷換流閥的單向導電性請參講義第二章整流電路及有源逆變電路單橋整流器的運行方式

工況2-3---正常運行方式工況3---非正常運行方式工況3-4---故障運行方式工況2-3：在600的重復周期中，2個閥和3個閥輪流導通的運行方式。

4.換流原理中的電角度⑴觸發(fā)角（α、β）⑵換相角（μ）（γ）⑶關斷角（γ）（δ）⑷導通角（λ）5.12脈動換流器⑴12脈動換流器的構成⑵12脈動換流器的特點6.直流輸電穩(wěn)態(tài)計算常用公式⑴整流側直流電壓

Ud1＝N1（1.35U1cosα－3/πXγ1Id）⑵逆變側直流電壓

Ud2＝N2（1.35U2cosβ＋3/πXγ2Id）

Ud2＝N2（1.35U2cosγ－3/πXγ2Id）⑶直流電流

Id＝（Ud1－Ud2）/R

⑷直流功率

Pd1＝Ud1Id（整流側）

Pd2＝Ud2Id（逆變側）

⑸換流器消耗的無功

Q1＝Pd1tgφ1（整流側）

Q2＝Pd2tgφ2（整流側）

⑹換流器的功率因數(shù)

cosφ1＝〔cosα＋cos（α＋μ1）〕／2（整流器）

cosφ2＝〔cosγ＋cos（γ＋μ2）〕／2（逆變器）⑺換流器的換相角μ1＝arccos〔cosα－（2Xγ1Id）／（√2U1）〕－α（整流器）μ2＝arccos〔cosγ－（2Xγ2Id）／（√2U2）〕－γ（逆變器）

⑻換流變壓器視在功率

S1＝（π/3）Ud01Id

（整流側）

S2＝（π/3）Ud02Id

（逆變側)7.換流器的外特性⑴無調(diào)節(jié)器的外特性⑵實際工程中有調(diào)節(jié)器的外特性

第三部分直流輸電運行方式1.運行接線方式⑴單極直流輸電工程⑵雙極直流輸電工程2.全壓和降壓方式⑴全壓運行方式⑵降壓運行方式3.功率正送與反送方式⑴功率正送方式⑵功率反送方式4.雙極對稱與不對稱方式⑴雙極對稱方式⑵雙極不對稱方式①雙極電壓不對稱②雙極電流不對稱③雙極電壓和電流均不對稱5.運行控制方式

⑴定功率控制方式⑵定電流控制方式⑶無功功率控制方式⑷交流電壓控制方式

6.直流輸電系統(tǒng)的損耗

⑴換流站的損耗（小于額定容量的1%）⑵直流線路損耗（主要是電阻損耗）第四部分

直流輸電的特點

及應用場合一直流輸電的特點1直流架空線路結構簡單、造價低、損耗小、輸送能力強；線路電容不起作用，沿線電壓分布均勻，不需裝設并聯(lián)電抗器。2直流電纜線路承受的電壓高、輸送容量大、造價低、損耗小、壽命長、且輸送距離不受限制。3直流輸電無交流輸電的穩(wěn)定問題，有利于遠距離大容量送電。4用直流輸電實現(xiàn)電力系統(tǒng)非同步聯(lián)網(wǎng)具有一系列的優(yōu)點。5利用直流輸電的快速控制改善交流系統(tǒng)的運行性能。6可方便地進行分期建設，有利于發(fā)揮投資效益。7利用大地為回路提高輸電系統(tǒng)運行的靈活性和可靠性。8直流輸電換流站設備多、結構復雜、造價高、損耗大、運行費用高。9換流器運行中產(chǎn)生諧波，在換流站需裝設交、直流濾波器。10換流器運行中消耗大量的無功，在換流站需裝設無功補償裝置。11利用大地為回路而引起的一些技術問題。如：接地極附近直流電流對地下金屬埋設物的電腐蝕；地下直流電流通過中心點接地變壓器使變壓器飽和等。12直流斷路器由于沒有電流過零點可利用，制造困難，使多端直流輸電發(fā)展緩慢。二直流輸電應用埸合1遠距離大容量輸電

2電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)

3直流電纜送電

4交流線路的增容改造

5輕型（柔性）直流輸電

6特高壓直流輸電

特高壓直流輸電

1.特高壓直流輸電的現(xiàn)狀

目前世界上已運行的直流輸電工程最高電壓為士600kV，尚無特高壓直流輸電工程運行。對于特高壓直流工程，國外研究的結論是：士800kV的工程在技術上是可行的，士1000kV不經(jīng)過很大努力進行研究是困難的，士1200kV若技術上沒有重大突破是不可能的。2.特高壓直流輸電接線方式

⑴每極一組12脈動換流器⑵每極兩組12脈動換流器串聯(lián)⑶每極兩組12脈動換流器并聯(lián)中國直流輸電的發(fā)展

1.發(fā)展概況

2.已運行的直流輸電工程

3.計劃建設的直流輸電工程.

中國已運行的直流輸電工程工程名稱容量電壓距離投運時間（MW）（KV）（Km）（年）1.舟山50-1005419872.葛洲壩-上海1200士50010451989/19903.天生橋-廣東1800士5009412000/20014嵊泗60士5066.220025.三峽-常州3000士5008602002/20036.三峽-廣東3000士5009602003/20047.貴州-廣東I3000士50088020048靈寶背靠背360120/20059.三峽-上海3000士5001047200610.貴州-廣東II3000士5001194200711.高嶺背靠背2*7502*士125/2008

總計1997070472009年6月止

中國計劃建設的直流輸電工程工程名稱功率電壓距離投運時間（MW）（kV）（km）（年）1.靈寶背靠背擴建750166.7/20092.寶雞-德陽3000士5005602010

3.向家壩-奉賢特高壓6400士800200020104.云南-廣東特高壓15000士800145020105.呼倫貝爾-沈陽3000士50092020106.寧東-山東