《直流输电基本原理》PPT课件.ppt

中国电力科学研究院曾南超,直流输电基本原理,内容提要,直流输电原理换流器的结线方式6脉动可控桥换相过程整流器运行逆变器运行等值电路图稳态特性两站控制特性的配合交流量和直流量的近似关系交直流谐波及无功补偿,直流输电原理(正送),整流,逆变,注意:只需很小的压差,Id,直流输电原理(反送),整流,逆变,Id,注意:只需很小的压差,电流方向不变,仅电压极性反转！,换流器的结线方式,采用6脉动换流桥为基本单元与其他结线方式相比，6脉动换流桥的优点：直流电压相同条件下，阀在断态下所承受的电压峰值较低；直流输出功率相同条件下，换流变压器阀侧绕组容量较小；换流变结线简单，无需两个副绕组或有中心抽头的副绕组；采用晶闸管元件（半控器件）晶闸管导通条件正向电压触发脉冲晶闸管关断条件电流过零,晶闸管,阴极,阳极,门极,六脉动换流桥,桥臂,共阴极组,共阳极组,晶闸管阀塔,6脉动二极管整流桥(未计入换相电感),ea,eb,ec,共阳极组,共阴极组,Id,Id,6脉动二极管整流,直流电压（平均值）,纹波,整流器的阀电流和交流侧电流（不计换相）,换相过程,ea,eb,ec,叠弧（换相电感）引起的电压降,整流电压(平均值),电压降,峰值整流,6脉动可控桥,a0时，考虑叠弧后整流电压平均值,-,ea,eb,ec,ia,ic,ib,Id,Id,A,B,C,U+,U-,可控整流电压,C,电压矢量关系,ea,eb,ec,(ea+ec)/2,电压矢量关系,可控整流器的外特性,换流器的等值电路,可控整流器的阀两端电压波形,单桥整流器相电流波形,U+,U-,单桥整流器电压波形,U+,U-,整流桥波形,整流运行,直流电压,相电流,桥臂电压,整流运行小结,直流电压VdVdiocosdIdVdio1.35E理想空载直流电压E换流变阀侧线电压有效值d3L/等值换相电阻L从电源到阀桥之间的每相等值电抗Id直流电流,单桥逆变器,逆变器,逆变器的直流电压（0）,逆变电压,A,C,c4,V5,P1,V5V1,V1,逆变器的阀电压与阀电流,单桥逆变器阀电流波形,单桥逆变器换流变阀侧电流波形,逆变桥波形,逆变运行,直流电压,相电流,桥臂电压,逆变运行小结,超前角180迭弧角关断角()熄弧角，换相余裕角直流电压VdVdiocosdIdVdVdiocosdIdVdio1.35E理想空载直流电压E换流变阀侧线电压有效值d3L/等值换相电阻Id直流电流,逆变器定等值电路,逆变器定等值电路,稳态特性,单桥换流器稳态特性,=,直流电压与角的关系,换流器的功率因数,相关公式总结,整流,逆变,叠弧角,等值电路图,稳态特性,S点左侧Vd=Vdzocos-IddzS点右侧定运行Vd=Vdoncos+Id(dn+R)定运行Vd=Vdoncos-Id(dn-R)Id=(Vdzocos-Vdoncos)/(dz+R+dn)=(Vdzocos-Vdoncos)/(dz+R-dn),控制特性配合1,定、定定、定,控制特性配合2,定Id、定定、定Id,控制特性配合3,定Ud、定Id,控制特性配合4,电流裕度控制,I,电流调节器示意,Id调节例,小结,控制直流功率的手段改变角(Vd1.35EcosdId)调节范围大；连续调节；调节速度快。主要控制手段改变换流变抽头位置(Vd1.35EcosdId)调节范围小；分级调节；调节速度慢。辅助控制手段,小结基本控制配合1,整流站控制Id由电流调节器控制IdIdIdo由换流变抽头调节控制换流器=152.5逆变站控制Ud由关断角调节器控制17由换流变抽头调节控制UdUdUdo1%例：三常、三广,小结基本控制配合2,整流站控制Id由电流调节器控制IdIdIdo由换流变抽头调节控制换流器=152.5逆变站控制Ud由电压调节器控制UdUdUdo由换流变抽头调节控制172.5例：天广、贵广,小结基本控制配合3,整流站控制Id由电流调节器控制IdIdIdo由换流变抽头调节控制换流变阀侧空载电压Udi0不变。逆变站控制Ud由关断角调节器控制17由换流变抽头调节控制换流变阀侧空载电压Udi0不变。例：葛南,交流量和直流量的近似关系,交流电流和直流电流换流桥交流侧电流有效值I=(6/)*Id=0.78Id换流桥交流侧基波电流有效值I1=(6/)*Id*k1k1=f(,)交流电压和直流电压Vd=3*2/(2)*E*cos+cos(+)换流器视在功率W=3*E*I换流器总功率因数cos=cos+cos(+)/2交流功率和直流功率P=Pd忽略换流器损耗（3时，通常采用交流滤波器及电容器组和电抗器组。当短路比3时，才需要考虑其他器件,交流谐波及无功补偿,9.无功补偿设备分组分组相应的开关设备占地投资减少分组的主要限制条件1)交流系统最大容许投切容量单组投切稳态电压变化一般要求11.5%单组投切动态电压变化一般要求