第10章直流输电(10-2)

10 3高压直流输电 直流输电系统的原理接线图 双极 换流器换流阀阀阀臂 换流站 把三相交流电变换成直流电的换流站 逆变站 把直流线路送来的直流电变换成交流电的换流站 整流站 极 换流站与直流线路的连接端点 特点 只输送有功功率 不输送无功功率 换流阀在运行时 它对交流 直流系统两侧都将产生谐波 在换流站两侧均必须采用滤除谐波的措施 优点 1 当输送功率相同时 其线路造价低 线路 2根 架空线路杆塔结构较简单 线路走廊较窄 2 当输送功率相同时 其功率损耗小 三相交流 输送功率 双极直流 导体允许通过的交流电流有效值 当 时 直流对地电压 导体允许通过的电流 功率损耗 输送功率相同时 直流功率损耗为交流输电功率损耗的倍 双极直流 三相交流 优点 1 当输送功率相同时 其线路造价低 3 两端交流电力系统不需要同步运行 输电距离不受电力系统同步运行稳定性的限制 4 直流线路的电压 电流 功率的调节比较容易和迅速 2 当输送功率相同时 其功率损耗小 优点 5 可以实现不同频率或相同频率交流系统之间的非同步联系 6 直流输电线路在稳态运行时没有电容电流 沿线电压分布平稳 线路电压降较小 仅电阻性压降 线路部分不需要无功补偿装置 直流输电的主要用途 1 远距离大功率输电 2 海底电缆送电 3 不同频率或相同额定频率非同步运行的交流系统之间的联络 4 用地下电缆向用电密度高的城市供电 一 直流输电的接线方式 单极直流输电 单极两线直流输电 双极直流输电 1 单极直流输电 特点 结构简单 经济 地电流对地下埋设设备的金属物腐蚀严重 阳极 铁 阴极 不腐蚀阴极 2 单极两线直流输电 无大地回流所造成的腐蚀问题 3 双极直流输电 二 换流站的工作原理1 换流站的组成 换流变压器 换流器 平波电抗器 换流器的原理接线图 2 换流站的工作原理 三相桥式整流电路 假设 1 三相电源对称 2 平波电抗很大 负载电流Id无纹波 3 可控硅阀K1 K6为理想状态 4 三相电源漏感Ls 0 导通时压降为零 关断后阻抗为无穷大 整流工作状态 可控硅导通条件 1 阀承受正向电压 2 控制极得到触发脉冲信号 1 阀承受反向电压 2 电流过零 可控硅导通后关断条件 K5K6导通 K5断开 K1开通 K6K1导通 K6断开 K2开通 K1K2导通 过程演示 六组轮流导通 K5 K6 K1 K6 K1 K2 K3 K2 K3 K4 K5 K4 每组可控硅导通时间电角度 每一可控桂导通时间为电角度 直流输出电压平均值Edr 直流输出电压随控制角的增加而减少 直流输出电压为零 我国直流输电的发展概况 1 已经投运的直流输电工程 1 舟山直流输电工程 1987年12月投入试运行 额定电压100kV 功率50MW 2 葛上直流输电工程 1989年底建成单极500kV 输送电力600MW 1990年建成双极 500kV 输送电力1200MW 3 天广直流输电工程 额定电压 500kV 输送功率1800MW 4 嵊泗直流输电工程 2003年正式投入运行 额定电压 50kV 输送功率双极60MW 1 三常直流输电工程 2000年开始建设全长890km 2002年底已建成单极500kV输送电力1500MW 2003年5月建成双极 500kV输送电力3000MW 2 三广直流输电工程 2001年开始建设 2003年底建成单极500kV输送电力1500MW 2004年上半年建成双极 500kV输送电力3000MW 3 贵广直流输电工程 2001年开始建设全长900km 计划2004年建成单极500kV输送电力1500MW 2005年建成双极 500kV输送电力3000MW 4 灵宝背靠背直流输电工程 2003年开始建设 计划2005年建成 双极 120kV输送电力360MW 2 在建的直流输电工程 10 4灵活交流输电系统 FlexibleAlternativeCurrentTransmissionSystems 灵活交流输电系统FACTS 柔性交流输电系统 灵活的柔性的 交流 灵活交流输电系统 以大功率可控硅部件组成的电子开关代替现有的机电开关 灵活自如地调节电网电压 功角和线路参数 使电力系统变得更加灵活 可控 安全可靠 从而能在不改变现有电网结构的情况下提高系统的输送能力 增加其稳定性 FACTS控制设备接入电力系统的方式 静止无功补偿器SVC StaicVarCompensator 静止同步调相器STATCOM StaticSynchronousCompensator 并联型 可控串联补偿器TCSC ThyristorControlledSeriesCapacitor 串联型 统一潮流控制器UPFC UnifiedPowerFlowController 混合型 一 可控并联补偿装置 种类 可控硅控制的电抗器TCR ThyristorControlledReactor 可控硅操作的电容器TSC 磁控式可调电抗器MCR ThyristorSwitchedCapacitor MagneticallyControlledReactor 静止 同步 调相器STATCOM 静止 无功 补偿器SVC 1 静止补偿器 SVC 1 TCR的原理结构 既可提供感性又可提供容性的无功补偿功率 电源电压正半周 K1承受正向电压 加触发脉冲 K1导通 电感L 接入 流过电流i 间隔 K2导通 L中流入反向电流 TCR的电压 电流波形 控制角 越小 电流越大 i最大 为完整的正弦波 i为不完整的正弦波 假定 电源电压 电