特高压直流输电工程一次系统设计

1、 特高压直流输电工程一次系统设计2012.111 1 1 直流输电技术直流输电技术直流输电技术直流输电技术直流输电技术直流输电技术1 1 11 1 1 世界直流技术发展过程世界直流技术发展过程世界直流技术发展过程世界直流技术发展过程世界直流技术发展过程世界直流技术发展过程 (1) (1) (1)汞弧阀换流时期汞弧阀换流时期汞弧阀换流时期汞弧阀换流时期汞弧阀换流时期汞弧阀换流时期世界上共有世界上共有世界上共有121212项采用汞弧阀换流的直流工程投入运行。项采用汞弧阀换流的直流工程投入运行。项采用汞弧阀换流的直流工程投入运行。其中最大输送容量和最长输送距离的为美国太平洋联络其中最大输送容量和最长

2、输送距离的为美国太平洋联络其中最大输送容量和最长输送距离的为美国太平洋联络线线线(1440MW(1440MW(1440MW、1362km)1362km)1362km)，最高输电电压的为加拿大纳尔，最高输电电压的为加拿大纳尔，最高输电电压的为加拿大纳尔逊河逊河逊河I I I期工程期工程期工程( ( (450kV)450kV)450kV)。这一时期可称为汞弧阀换流时。这一时期可称为汞弧阀换流时。这一时期可称为汞弧阀换流时期。期。期。(2)(2)(2)晶闸管阀换流时期晶闸管阀换流时期晶闸管阀换流时期晶闸管阀换流时期晶闸管阀换流时期晶闸管阀换流时期 1970 1970 1970年瑞典首先在哥特兰岛直流

3、工程上扩建了直流电年瑞典首先在哥特兰岛直流工程上扩建了直流电年瑞典首先在哥特兰岛直流工程上扩建了直流电压为压为压为50kv50kv50kv，功率为，功率为，功率为10MW10MW10MW，采用晶闸管换流阀的试验工程。，采用晶闸管换流阀的试验工程。，采用晶闸管换流阀的试验工程。 1972 1972 1972年世界上第一个采用晶闸管换流的伊尔河背靠年世界上第一个采用晶闸管换流的伊尔河背靠年世界上第一个采用晶闸管换流的伊尔河背靠背直流工程在加拿大投入运行。由于晶闸管换流阀比汞背直流工程在加拿大投入运行。由于晶闸管换流阀比汞背直流工程在加拿大投入运行。由于晶闸管换流阀比汞弧阀有明显的优点，此后新建的直

4、流工程均采用晶闸管弧阀有明显的优点，此后新建的直流工程均采用晶闸管弧阀有明显的优点，此后新建的直流工程均采用晶闸管换流阀。与此同时，原来采用汞弧阀的直流工程也逐步换流阀。与此同时，原来采用汞弧阀的直流工程也逐步换流阀。与此同时，原来采用汞弧阀的直流工程也逐步被晶闸管阀所替代。被晶闸管阀所替代。被晶闸管阀所替代。(3)(3)(3)新型半导体换流设备的应用新型半导体换流设备的应用新型半导体换流设备的应用新型半导体换流设备的应用新型半导体换流设备的应用新型半导体换流设备的应用202020世纪世纪世纪909090年代以后，新型氧化物半导体器件一绝缘栅双极年代以后，新型氧化物半导体器件一绝缘栅双极年代以

5、后，新型氧化物半导体器件一绝缘栅双极晶体管晶体管晶体管(IGBT)(IGBT)(IGBT)首先在工业驱动装置上得到广泛的应用。首先在工业驱动装置上得到广泛的应用。首先在工业驱动装置上得到广泛的应用。195419541954200020002000年，世界上已投入运行的直流输电工程有年，世界上已投入运行的直流输电工程有年，世界上已投入运行的直流输电工程有636363项，项，项，其中架空线路其中架空线路其中架空线路171717项，电缆线路项，电缆线路项，电缆线路8 8 8项，架空线和电缆混合线项，架空线和电缆混合线项，架空线和电缆混合线路路路121212项，背靠背直流工程项，背靠背直流工程项，背靠

6、背直流工程262626项。项。项。 1 1 12 2 2 直流基本原理和主要部件构成直流基本原理和主要部件构成直流基本原理和主要部件构成直流基本原理和主要部件构成直流基本原理和主要部件构成直流基本原理和主要部件构成1 1 1）直流输电工程系统构成）直流输电工程系统构成）直流输电工程系统构成）直流输电工程系统构成）直流输电工程系统构成）直流输电工程系统构成直流输电工程的系统结构可分为两端（或端对端）直流输电系统和直流输电工程的系统结构可分为两端（或端对端）直流输电系统和直流输电工程的系统结构可分为两端（或端对端）直流输电系统和多端直流输电系统两大类。多端直流输电系统两大类。多端直流输电系统两大类

7、。两端直流输电系统是只有一个整流站（送端）和一个逆变站（受端）两端直流输电系统是只有一个整流站（送端）和一个逆变站（受端）两端直流输电系统是只有一个整流站（送端）和一个逆变站（受端）的直流输电系统，即只有一个送端和一个受端，它与交流系统只有的直流输电系统，即只有一个送端和一个受端，它与交流系统只有的直流输电系统，即只有一个送端和一个受端，它与交流系统只有两个连接端口，是结构最简单的直流输电系统。两个连接端口，是结构最简单的直流输电系统。两个连接端口，是结构最简单的直流输电系统。多端直流输电系统与交流系统有三个或三个以上的连接端口，它有多端直流输电系统与交流系统有三个或三个以上的连接端口，它有多

8、端直流输电系统与交流系统有三个或三个以上的连接端口，它有三个或三个以上的换流站。三个或三个以上的换流站。三个或三个以上的换流站。2 2 2）换流站基本换流单元）换流站基本换流单元）换流站基本换流单元）换流站基本换流单元）换流站基本换流单元）换流站基本换流单元直流输电换流站由基本换流单元组成，基本换流单元是在直流输电换流站由基本换流单元组成，基本换流单元是在直流输电换流站由基本换流单元组成，基本换流单元是在换流站内允许独立运行，进行换流的换流系统，主要包括换换流站内允许独立运行，进行换流的换流系统，主要包括换换流站内允许独立运行，进行换流的换流系统，主要包括换流变压器、换流器、相应的交流滤波器和

9、直流滤波器以及控流变压器、换流器、相应的交流滤波器和直流滤波器以及控流变压器、换流器、相应的交流滤波器和直流滤波器以及控制保护装置等。制保护装置等。制保护装置等。目前工程上所采用的基本换流单元有目前工程上所采用的基本换流单元有目前工程上所采用的基本换流单元有6 6 6脉动换流单元和脉动换流单元和脉动换流单元和121212脉脉脉动换流单元两种。动换流单元两种。动换流单元两种。1 1 13 3 3 直流应用和工程类型直流应用和工程类型直流应用和工程类型直流应用和工程类型直流应用和工程类型直流应用和工程类型1.3.1 1.3.1 1.3.1 直流输电应用直流输电应用直流输电应用直流输电应用直流输电应

10、用直流输电应用直流输电的应用场合可分为以下两大类型。直流输电的应用场合可分为以下两大类型。直流输电的应用场合可分为以下两大类型。1)1)1)采用交流输电在技术上有困难或不可能，而只能采用直流输电的场合，采用交流输电在技术上有困难或不可能，而只能采用直流输电的场合，采用交流输电在技术上有困难或不可能，而只能采用直流输电的场合，如不同频率如不同频率如不同频率( ( (如如如50Hz50Hz50Hz、60Hz)60Hz)60Hz)电网之间的联网或向不同频率的电网送电；因电网之间的联网或向不同频率的电网送电；因电网之间的联网或向不同频率的电网送电；因稳定问题采用交流输电难以实现；远距离电缆送电，采用交

11、流电缆因电容稳定问题采用交流输电难以实现；远距离电缆送电，采用交流电缆因电容稳定问题采用交流输电难以实现；远距离电缆送电，采用交流电缆因电容电流太大而无法实现等。电流太大而无法实现等。电流太大而无法实现等。2)2)2)在技术上采用两种输电方式均能实现，但采用直流输电比交流输电的在技术上采用两种输电方式均能实现，但采用直流输电比交流输电的在技术上采用两种输电方式均能实现，但采用直流输电比交流输电的技术经济性好。对于这种情况则需要对工程的输电方案进行比较和论证，技术经济性好。对于这种情况则需要对工程的输电方案进行比较和论证，技术经济性好。对于这种情况则需要对工程的输电方案进行比较和论证，最后根据比

12、较的结果选择术经济性能优越的方案。最后根据比较的结果选择术经济性能优越的方案。最后根据比较的结果选择术经济性能优越的方案。目前直流输电的应用主要在以下几个方面。目前直流输电的应用主要在以下几个方面。目前直流输电的应用主要在以下几个方面。(1)(1)(1)远距离大容量输电直流输电线路的造价和运行费用均交远距离大容量输电直流输电线路的造价和运行费用均交远距离大容量输电直流输电线路的造价和运行费用均交流输电低，而换流站的造价和运行用均比交流变电所的高。流输电低，而换流站的造价和运行用均比交流变电所的高。流输电低，而换流站的造价和运行用均比交流变电所的高。(2)(2)(2)电力系统联网电力系统联网电力

13、系统联网电力系统联网电力系统联网电力系统联网(a)(a)(a)直流联网为非同步联网，这与采用交流的同步联网有本质的不直流联网为非同步联网，这与采用交流的同步联网有本质的不直流联网为非同步联网，这与采用交流的同步联网有本质的不 同。非同步联网的被联电网可用各自的频率非同步独立运行，可保同。非同步联网的被联电网可用各自的频率非同步独立运行，可保同。非同步联网的被联电网可用各自的频率非同步独立运行，可保持各个电网自己的电能质量（如频率、电压）而不受联网的影响。持各个电网自己的电能质量（如频率、电压）而不受联网的影响。持各个电网自己的电能质量（如频率、电压）而不受联网的影响。采用交流的同步联网，必须在

14、同一频率下同步运行。采用交流的同步联网，必须在同一频率下同步运行。采用交流的同步联网，必须在同一频率下同步运行。(b)(b)(b)被联电网间交换的功率，可以用直流输电的控制系统进行快速、被联电网间交换的功率，可以用直流输电的控制系统进行快速、被联电网间交换的功率，可以用直流输电的控制系统进行快速、方便地控制，而受被联电网运行条件的影响，便于经营和管理。采方便地控制，而受被联电网运行条件的影响，便于经营和管理。采方便地控制，而受被联电网运行条件的影响，便于经营和管理。采用交流联网，则联络线上的功率受两电网运行情况的影响而很难进用交流联网，则联络线上的功率受两电网运行情况的影响而很难进用交流联网，

15、则联络线上的功率受两电网运行情况的影响而很难进行控制。行控制。行控制。(c)(c)(c)联网后不增加被联电网的短路容量，不需要考虑因联网后不增加被联电网的短路容量，不需要考虑因联网后不增加被联电网的短路容量，不需要考虑因短路容量的增短路容量的增短路容量的增加加加、断断断路器因路器因路器因遮断容遮断容遮断容量不够而需要更量不够而需要更量不够而需要更换、换、换、以以以及电缆需要采用限流措施等问题。及电缆需要采用限流措施等问题。及电缆需要采用限流措施等问题。(d(d(d）可以方便地利用直流输电的快速控制来改善交流）可以方便地利用直流输电的快速控制来改善交流）可以方便地利用直流输电的快速控制来改善交流

16、电网的运行性能，减少故障时两电网的相互影响，提电网的运行性能，减少故障时两电网的相互影响，提电网的运行性能，减少故障时两电网的相互影响，提高电网运行的稳定性，降低大电网大面积停电的概率，高电网运行的稳定性，降低大电网大面积停电的概率，高电网运行的稳定性，降低大电网大面积停电的概率，提高大电网运行的可靠性。提高大电网运行的可靠性。提高大电网运行的可靠性。目前在工程中所采用的直流联网有以下两种类型目前在工程中所采用的直流联网有以下两种类型目前在工程中所采用的直流联网有以下两种类型: : :1)1)1)背靠背直流联网背靠背直流联网背靠背直流联网背靠背直流联网背靠背直流联网背靠背直流联网其特点是整流和

17、逆变放在一个背靠背换流站内；无直流输其特点是整流和逆变放在一个背靠背换流站内；无直流输其特点是整流和逆变放在一个背靠背换流站内；无直流输电线路；可选择低的直流电压和较小的平波电抗值；可省电线路；可选择低的直流电压和较小的平波电抗值；可省电线路；可选择低的直流电压和较小的平波电抗值；可省去直流滤波器，从而降低了换流站的造价。另外，它还可去直流滤波器，从而降低了换流站的造价。另外，它还可去直流滤波器，从而降低了换流站的造价。另外，它还可以比远距离直流输电更为方便地调节换流站的无功功率，以比远距离直流输电更为方便地调节换流站的无功功率，以比远距离直流输电更为方便地调节换流站的无功功率，来改善被联电网

18、的电压稳定性。对于电力系统之间的弱联来改善被联电网的电压稳定性。对于电力系统之间的弱联来改善被联电网的电压稳定性。对于电力系统之间的弱联系，采用背靠背联网更为有利。系，采用背靠背联网更为有利。系，采用背靠背联网更为有利。2)2)2)远距离大容量直流输电同时又具有联网性质远距离大容量直流输电同时又具有联网性质远距离大容量直流输电同时又具有联网性质远距离大容量直流输电同时又具有联网性质远距离大容量直流输电同时又具有联网性质远距离大容量直流输电同时又具有联网性质当电力系统的大型电站需要向其他电网远离电站的负荷中心当电力系统的大型电站需要向其他电网远离电站的负荷中心当电力系统的大型电站需要向其他电网远

19、离电站的负荷中心送电时，可以利用直流输电在远距离输电和联网方面的优点，送电时，可以利用直流输电在远距离输电和联网方面的优点，送电时，可以利用直流输电在远距离输电和联网方面的优点，选择这种类型的输电方式。中国三峡电站向华东和广东送电，选择这种类型的输电方式。中国三峡电站向华东和广东送电，选择这种类型的输电方式。中国三峡电站向华东和广东送电，均属于这种类型，它既解决了三峡向华东和广东的送电问题，均属于这种类型，它既解决了三峡向华东和广东的送电问题，均属于这种类型，它既解决了三峡向华东和广东的送电问题，又实现了华中与华东和华中与华南电网的联网问题，在全国又实现了华中与华东和华中与华南电网的联网问题，

20、在全国又实现了华中与华东和华中与华南电网的联网问题，在全国联网中起了重要的作用。联网中起了重要的作用。联网中起了重要的作用。3)3)3)直流电缆送电直流电缆送电直流电缆送电直流电缆送电直流电缆送电直流电缆送电直流电缆没有电容电流，输送容量不受距离的限制，而交直流电缆没有电容电流，输送容量不受距离的限制，而交直流电缆没有电容电流，输送容量不受距离的限制，而交流电缆由于电容电流很大，其输送距离将受到限制。交流流电缆由于电容电流很大，其输送距离将受到限制。交流流电缆由于电容电流很大，其输送距离将受到限制。交流电缆每相的电容电流可用下式表示电缆每相的电容电流可用下式表示电缆每相的电容电流可用下式表示(

21、1(1(11)1)1)其临界距离可用下式表示其临界距离可用下式表示其临界距离可用下式表示 (km) (1(km) (1(km) (12)2)2)由上式可知，交流电缆的临界输送距离与其所允许的负荷由上式可知，交流电缆的临界输送距离与其所允许的负荷由上式可知，交流电缆的临界输送距离与其所允许的负荷电流成正比，而与其额定电压和单位长度的电容成反比，电流成正比，而与其额定电压和单位长度的电容成反比，电流成正比，而与其额定电压和单位长度的电容成反比，其额定电压越高，单位长度的电容越大，则临界距离越短。其额定电压越高，单位长度的电容越大，则临界距离越短。其额定电压越高，单位长度的电容越大，则临界距离越短。

22、Pcrn0IlU2 fCC0I2nUf Cl4)4)4)现有交流输电线路的增容改造现有交流输电线路的增容改造现有交流输电线路的增容改造现有交流输电线路的增容改造现有交流输电线路的增容改造现有交流输电线路的增容改造一些地区高压架空线路走廊的选择越来越困难。直流输电的输电密一些地区高压架空线路走廊的选择越来越困难。直流输电的输电密一些地区高压架空线路走廊的选择越来越困难。直流输电的输电密度比交流输电高，改建现有交流输电线路为直流输电线路是利用已度比交流输电高，改建现有交流输电线路为直流输电线路是利用已度比交流输电高，改建现有交流输电线路为直流输电线路是利用已有的线路走廊，提高输电能力值得考虑的办法

23、。有的线路走廊，提高输电能力值得考虑的办法。有的线路走廊，提高输电能力值得考虑的办法。5)5)5)轻型直流输电轻型直流输电轻型直流输电轻型直流输电轻型直流输电轻型直流输电(HVDC Light) (HVDC Light) (HVDC Light) 轻型直流输电是轻型直流输电是轻型直流输电是202020世纪世纪世纪909090年代开始发展的一种新型直流输电工程。年代开始发展的一种新型直流输电工程。年代开始发展的一种新型直流输电工程。它采用脉宽调制它采用脉宽调制它采用脉宽调制(PWM)(PWM)(PWM)技术，应用绝缘栅双极晶体管技术，应用绝缘栅双极晶体管技术，应用绝缘栅双极晶体管(1GBT)(1

24、GBT)(1GBT)组成的组成的组成的电压源换流器进行换流。由于这种换流器的功能强、体积小，可减电压源换流器进行换流。由于这种换流器的功能强、体积小，可减电压源换流器进行换流。由于这种换流器的功能强、体积小，可减少换流站的设备、简化换流站的结构，从而称之为轻型直流输电。少换流站的设备、简化换流站的结构，从而称之为轻型直流输电。少换流站的设备、简化换流站的结构，从而称之为轻型直流输电。2.2. 直流输电的工作原理直流输电的工作原理 主要由换流站（整流站和逆变站）、直流线路、交流侧和直流侧的电力滤波器、无功补偿装置、换流变压器、直流电抗器以及保护、控制装置等构成（见图直流输电系统的基本构成）。 其

25、中换流站是直流输电系统的核心，它完成交流和直流之间的变换。2.2.2.2.2.2. 直流输电的工作原理直流输电的工作原理直流输电的工作原理直流输电的工作原理直流输电的工作原理直流输电的工作原理qqq 整流器的工作原理整流器的工作原理整流器的工作原理整流器的工作原理整流器的工作原理整流器的工作原理 滞后角（触发角）滞后角（触发角）滞后角（触发角）滞后角（触发角）滞后角（触发角）滞后角（触发角） 整流器电压整流器电压整流器电压整流器电压整流器电压整流器电压qqq 逆变器工作原理逆变器工作原理逆变器工作原理逆变器工作原理逆变器工作原理逆变器工作原理 换相过程（换相角）和熄弧角换相过程（换相角）和熄弧

26、角换相过程（换相角）和熄弧角换相过程（换相角）和熄弧角换相过程（换相角）和熄弧角换相过程（换相角）和熄弧角 逆变器电压逆变器电压逆变器电压逆变器电压逆变器电压逆变器电压 换流器工作原理n单6脉动桥等值电路 交流电压6脉动桥导通及换相过程 n触发延迟角：如果在阀上施加触发脉冲的时刻比自然换相点C1延迟一个相位角，那么这个相位角就是触发延迟角。n通过改变触发延迟角，整流侧可以实现对直流电压的控制。n换流器的实质是6个可控的电子开关，在触发脉冲的控制下轮流将直流侧接到三相交流电源的某两相上，从而将交流变成直流。 直流电压波形 换流器功率因数角n换流器总是存在滞后的功率因数，因此在工作过程中要消耗大量

27、的无功。n单桥等值电路：n为了保证正常触发，触发角不能太小，但触发角太大将增加换流器的无功损耗。通常触发角为12.517.5度。cos23cos0EVdVd 逆变器的工作原理n换流器作为逆变器运行必须满足以下3个条件：n整流器空载电压大于逆变器空载电压，且两者方向相反；n逆变器也必须由交流系统提供换相电流，以实现逆变器的桥阀按照正确的顺序换相。在逆变器的桥阀顺序导通的时候，把直流电流送入逆变器所连接的交流系统三相中；n要有足够大的超前关断角，以保证换流阀的可靠触发。 逆变器阀电压和直流电压 多桥换流器n多桥换流器通常由偶数个桥串联组成，每2个桥组成1个双桥。每个双桥中的2个桥分别由相位相差30

28、度的2组交流电源供电。2 组交流电源可以由接线为Y/Y,Y/delta的2组换流变压器得到。由于两者交流相位相差30度，得到的直流电压是12脉动的。n在直流电流中，仅含有12k1次的特征谐波。直流系统接线：直流系统接线：直流系统接线：直流系统接线：直流系统接线：直流系统接线：整流侧整流侧整流侧整流侧整流侧整流侧+ + + + + +逆变侧逆变侧逆变侧逆变侧逆变侧逆变侧3 直流输电设备直流输电设备直流场:直流开关刀闸/母线/平波电抗/直流滤波器/直流电压电流测量/直流出线/交流场交流场交流场: : :开关刀闸开关刀闸开关刀闸/ / /母线母线母线/ / /交流进线交流进线交流进线/ / /避雷器

29、避雷器避雷器换流变压器换流变压器换流变压器/ / /交流滤波器交流滤波器交流滤波器/ / /阻波器阻波器阻波器/ / /电压电流测量电压电流测量电压电流测量/ / /阀厅阀厅阀厅: : :换流阀换流阀换流阀/ / /刀闸刀闸刀闸继电器小室继电器小室继电器小室: : :交流保护交流保护交流保护/ / /交流场滤波器场测控及保护交流场滤波器场测控及保护交流场滤波器场测控及保护/ / /控制室控制室控制室: : :直流极控阀控系统直流极控阀控系统直流极控阀控系统/ / /SCADASCADASCADA系统系统系统/ / /空调空调空调/ / /消防消防消防/ / /站用电站用电站用电/ / /阀内水

30、冷系统阀内水冷系统阀内水冷系统/ / /qqq 换流阀是换流站中的主要设备，它的作用是把换流阀是换流站中的主要设备，它的作用是把换流阀是换流站中的主要设备，它的作用是把换流阀是换流站中的主要设备，它的作用是把换流阀是换流站中的主要设备，它的作用是把换流阀是换流站中的主要设备，它的作用是把交流电力变成直流电力，或者实现逆变换。交流电力变成直流电力，或者实现逆变换。交流电力变成直流电力，或者实现逆变换。交流电力变成直流电力，或者实现逆变换。交流电力变成直流电力，或者实现逆变换。交流电力变成直流电力，或者实现逆变换。qqq早期直流工程多采用汞弧阀，随着电力电子工早期直流工程多采用汞弧阀，随着电力电子

31、工早期直流工程多采用汞弧阀，随着电力电子工早期直流工程多采用汞弧阀，随着电力电子工早期直流工程多采用汞弧阀，随着电力电子工早期直流工程多采用汞弧阀，随着电力电子工业的发展，晶闸管阀逐步取代了汞弧阀。根据触业的发展，晶闸管阀逐步取代了汞弧阀。根据触业的发展，晶闸管阀逐步取代了汞弧阀。根据触业的发展，晶闸管阀逐步取代了汞弧阀。根据触业的发展，晶闸管阀逐步取代了汞弧阀。根据触业的发展，晶闸管阀逐步取代了汞弧阀。根据触发方式不同，晶闸管阀又可分为电触发晶闸管换发方式不同，晶闸管阀又可分为电触发晶闸管换发方式不同，晶闸管阀又可分为电触发晶闸管换发方式不同，晶闸管阀又可分为电触发晶闸管换发方式不同，晶闸管

32、阀又可分为电触发晶闸管换发方式不同，晶闸管阀又可分为电触发晶闸管换流阀和光触发晶闸管换流阀。流阀和光触发晶闸管换流阀。流阀和光触发晶闸管换流阀。流阀和光触发晶闸管换流阀。流阀和光触发晶闸管换流阀。流阀和光触发晶闸管换流阀。qqq晶闸管阀有空气绝缘和油绝缘两种，空气绝缘晶闸管阀有空气绝缘和油绝缘两种，空气绝缘晶闸管阀有空气绝缘和油绝缘两种，空气绝缘晶闸管阀有空气绝缘和油绝缘两种，空气绝缘晶闸管阀有空气绝缘和油绝缘两种，空气绝缘晶闸管阀有空气绝缘和油绝缘两种，空气绝缘占主导地位。空气绝缘阀有风冷、循环油冷和水占主导地位。空气绝缘阀有风冷、循环油冷和水占主导地位。空气绝缘阀有风冷、循环油冷和水占主导

33、地位。空气绝缘阀有风冷、循环油冷和水占主导地位。空气绝缘阀有风冷、循环油冷和水占主导地位。空气绝缘阀有风冷、循环油冷和水冷等冷却方式，其中以水冷的效果最好。冷等冷却方式，其中以水冷的效果最好。冷等冷却方式，其中以水冷的效果最好。冷等冷却方式，其中以水冷的效果最好。冷等冷却方式，其中以水冷的效果最好。冷等冷却方式，其中以水冷的效果最好。3. 3. 3. 3. 3. 3. 各设备的特点和作用各设备的特点和作用各设备的特点和作用各设备的特点和作用各设备的特点和作用各设备的特点和作用 换流阀换流阀换流阀换流阀换流阀换流阀直流输电设备直流输电设备:晶闸管换流阀晶闸管换流阀TCUTCUTCUTCUTCUT

34、CUTCUTCUTCUTCUTCUTCU可控硅的特性触发角触发角=18度度 触发角触发角=108度度 触发角触发角=162度度直流输电设备直流输电设备:换流变换流变大型直流输电系统的换流变压器通常采用单相双绕组结大型直流输电系统的换流变压器通常采用单相双绕组结大型直流输电系统的换流变压器通常采用单相双绕组结构。构。构。特点和作用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：换流变压器换流变压器换流变压器换流变压器换流变压器换流变压器qqq隔离交、直流系统，避免直流电压进入交流系统。隔离交、直流系统，避免直流电压进入交流系统。隔离交、直流系统，避免直流电压进入交流系统。隔离交、直

35、流系统，避免直流电压进入交流系统。隔离交、直流系统，避免直流电压进入交流系统。隔离交、直流系统，避免直流电压进入交流系统。qqq提供换流阀所需的可控交流电压。提供换流阀所需的可控交流电压。提供换流阀所需的可控交流电压。提供换流阀所需的可控交流电压。提供换流阀所需的可控交流电压。提供换流阀所需的可控交流电压。qqq限制故障时的短路电流和控制换向期间阀电流的上升。限制故障时的短路电流和控制换向期间阀电流的上升。限制故障时的短路电流和控制换向期间阀电流的上升。限制故障时的短路电流和控制换向期间阀电流的上升。限制故障时的短路电流和控制换向期间阀电流的上升。限制故障时的短路电流和控制换向期间阀电流的上升

36、。qqq用于提供相差用于提供相差用于提供相差用于提供相差用于提供相差用于提供相差303030303030度电气角的两个阀桥电源，减少低次谐度电气角的两个阀桥电源，减少低次谐度电气角的两个阀桥电源，减少低次谐度电气角的两个阀桥电源，减少低次谐度电气角的两个阀桥电源，减少低次谐度电气角的两个阀桥电源，减少低次谐波尤其是波尤其是波尤其是波尤其是波尤其是波尤其是5 5 5 5 5 5次及次及次及次及次及次及7 7 7 7 7 7次谐波。次谐波。次谐波。次谐波。次谐波。次谐波。qqq适当的短路电抗（适当的短路电抗（适当的短路电抗（适当的短路电抗（适当的短路电抗（适当的短路电抗（15%15%15%15%1

37、5%15%18%18%18%18%18%18%）。）。）。）。）。）。qqq足够的直流偏磁电流耐受能力。足够的直流偏磁电流耐受能力。足够的直流偏磁电流耐受能力。足够的直流偏磁电流耐受能力。足够的直流偏磁电流耐受能力。足够的直流偏磁电流耐受能力。qqq足够的交、直流混合电压耐受能力。足够的交、直流混合电压耐受能力。足够的交、直流混合电压耐受能力。足够的交、直流混合电压耐受能力。足够的交、直流混合电压耐受能力。足够的交、直流混合电压耐受能力。qqq足够的谐波耐受能力。足够的谐波耐受能力。足够的谐波耐受能力。足够的谐波耐受能力。足够的谐波耐受能力。足够的谐波耐受能力。特点和作用：特点和作用：特点和作

38、用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：换流变压器换流变压器换流变压器换流变压器换流变压器换流变压器由于换流变的作用和运行条件与一般电力变压器不同，由于换流变的作用和运行条件与一般电力变压器不同，由于换流变的作用和运行条件与一般电力变压器不同，因此它在绝缘结构、短路阻抗、直流偏磁、噪音和试因此它在绝缘结构、短路阻抗、直流偏磁、噪音和试因此它在绝缘结构、短路阻抗、直流偏磁、噪音和试验等方面有其与电力变压器不同的特点：验等方面有其与电力变压器不同的特点：验等方面有其与电力变压器不同的特点：特点和作用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：交流滤波器交流滤波器交流滤波器交流滤波

39、器交流滤波器交流滤波器qqq 滤除换流器产生的谐波，将流入交流系统的滤除换流器产生的谐波，将流入交流系统的滤除换流器产生的谐波，将流入交流系统的滤除换流器产生的谐波，将流入交流系统的滤除换流器产生的谐波，将流入交流系统的滤除换流器产生的谐波，将流入交流系统的谐波电波限制在允许范围以内。谐波电波限制在允许范围以内。谐波电波限制在允许范围以内。谐波电波限制在允许范围以内。谐波电波限制在允许范围以内。谐波电波限制在允许范围以内。qqq 为换流站提供无功补偿。为换流站提供无功补偿。为换流站提供无功补偿。为换流站提供无功补偿。为换流站提供无功补偿。为换流站提供无功补偿。直流输电设备直流输电设备:交直流滤

40、波器交直流滤波器滤波器总电流滤波器总电流滤波器母线电压滤波器母线电压滤波器母线电压并联谐振支路电压并联谐振支路电压并联谐振支路电压电阻支路电流电阻支路电流电阻支路电流交流滤波器交流滤波器交流滤波器: : :滤波滤波滤波/ / /无功补偿无功补偿无功补偿特点和作用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：交流滤波器交流滤波器交流滤波器交流滤波器交流滤波器交流滤波器 C1 R1 C2 L2 L1 F2 F1 特点和作用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：交流滤波器交流滤波器交流滤波器交流滤波器交流滤波器交流滤波器C1R1C2L1F1特点和作用：特点和作

41、用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：直流滤波器及中性母线电容器直流滤波器及中性母线电容器直流滤波器及中性母线电容器直流滤波器及中性母线电容器直流滤波器及中性母线电容器直流滤波器及中性母线电容器qqq直流滤波器通过减小直流侧谐波，降低直流直流滤波器通过减小直流侧谐波，降低直流直流滤波器通过减小直流侧谐波，降低直流直流滤波器通过减小直流侧谐波，降低直流直流滤波器通过减小直流侧谐波，降低直流直流滤波器通过减小直流侧谐波，降低直流线路对通信的干扰。线路对通信的干扰。线路对通信的干扰。线路对通信的干扰。线路对通信的干扰。线路对通信的干扰。qqq直流滤波器可采用双调谐、三调谐滤波器，直流滤

42、波器可采用双调谐、三调谐滤波器，直流滤波器可采用双调谐、三调谐滤波器，直流滤波器可采用双调谐、三调谐滤波器，直流滤波器可采用双调谐、三调谐滤波器，直流滤波器可采用双调谐、三调谐滤波器，调谐频率一般为调谐频率一般为调谐频率一般为调谐频率一般为调谐频率一般为调谐频率一般为12/24/3612/24/3612/24/3612/24/3612/24/3612/24/36。qqq中性母线电容器与变压器的杂散电容构成回中性母线电容器与变压器的杂散电容构成回中性母线电容器与变压器的杂散电容构成回中性母线电容器与变压器的杂散电容构成回中性母线电容器与变压器的杂散电容构成回中性母线电容器与变压器的杂散电容构成回

43、路，限制中性母线上路，限制中性母线上路，限制中性母线上路，限制中性母线上路，限制中性母线上路，限制中性母线上3 3 3 3 3 3倍频的谐波分量。倍频的谐波分量。倍频的谐波分量。倍频的谐波分量。倍频的谐波分量。倍频的谐波分量。 qqq限制直流电流的突变，减小换相失败的可能性。限制直流电流的突变，减小换相失败的可能性。限制直流电流的突变，减小换相失败的可能性。限制直流电流的突变，减小换相失败的可能性。限制直流电流的突变，减小换相失败的可能性。限制直流电流的突变，减小换相失败的可能性。qqq当直流线路故障时，在整流侧调节器作用的配当直流线路故障时，在整流侧调节器作用的配当直流线路故障时，在整流侧调

44、节器作用的配当直流线路故障时，在整流侧调节器作用的配当直流线路故障时，在整流侧调节器作用的配当直流线路故障时，在整流侧调节器作用的配合下，限制短路电流的峰值。同时还可限制线路合下，限制短路电流的峰值。同时还可限制线路合下，限制短路电流的峰值。同时还可限制线路合下，限制短路电流的峰值。同时还可限制线路合下，限制短路电流的峰值。同时还可限制线路合下，限制短路电流的峰值。同时还可限制线路和装在线路端的设备的并联电容通过逆变器放电和装在线路端的设备的并联电容通过逆变器放电和装在线路端的设备的并联电容通过逆变器放电和装在线路端的设备的并联电容通过逆变器放电和装在线路端的设备的并联电容通过逆变器放电和装在

45、线路端的设备的并联电容通过逆变器放电的电流。的电流。的电流。的电流。的电流。的电流。qqq减小直流线路中电压和电流的谐波分量。减小直流线路中电压和电流的谐波分量。减小直流线路中电压和电流的谐波分量。减小直流线路中电压和电流的谐波分量。减小直流线路中电压和电流的谐波分量。减小直流线路中电压和电流的谐波分量。qqq防止换流阀的雷电过电压防止换流阀的雷电过电压防止换流阀的雷电过电压。qqq避免直流侧谐振。避免直流侧谐振。避免直流侧谐振。避免直流侧谐振。避免直流侧谐振。避免直流侧谐振。特点和作用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：平波电抗器平波电抗器平波电抗器平波电抗器平波电

46、抗器平波电抗器采用干式或油浸式平波电抗器（采用干式或油浸式平波电抗器（采用干式或油浸式平波电抗器（270mH270mH270mH）：）：）：特点和作用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：直流直流直流直流直流直流PLCPLCPLCPLCPLCPLC及及及及及及RIRIRIRIRIRI滤波器滤波器滤波器滤波器滤波器滤波器qqq 换流阀在开通过程中会产生高频干扰，为了换流阀在开通过程中会产生高频干扰，为了换流阀在开通过程中会产生高频干扰，为了换流阀在开通过程中会产生高频干扰，为了换流阀在开通过程中会产生高频干扰，为了换流阀在开通过程中会产生高频干扰，为了限制直流系统的无线电

47、干扰（限制直流系统的无线电干扰（限制直流系统的无线电干扰（限制直流系统的无线电干扰（限制直流系统的无线电干扰（限制直流系统的无线电干扰（0.5MHz0.5MHz0.5MHz0.5MHz0.5MHz0.5MHz20MHz20MHz20MHz20MHz20MHz20MHz）以及对电力载波和通信明线的干扰（以及对电力载波和通信明线的干扰（以及对电力载波和通信明线的干扰（以及对电力载波和通信明线的干扰（以及对电力载波和通信明线的干扰（以及对电力载波和通信明线的干扰（30kHz30kHz30kHz30kHz30kHz30kHz500kHz500kHz500kHz500kHz500kHz500kHz），在

48、换流站内装设了），在换流站内装设了），在换流站内装设了），在换流站内装设了），在换流站内装设了），在换流站内装设了PLCPLCPLCPLCPLCPLC和和和和和和RIRIRIRIRIRI滤波器。滤波器。滤波器。滤波器。滤波器。滤波器。 特点和作用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：测量装置测量装置测量装置测量装置测量装置测量装置qqq 中性线直流电流的测量采用零磁通电流测量装置。中性线直流电流的测量采用零磁通电流测量装置。中性线直流电流的测量采用零磁通电流测量装置。中性线直流电流的测量采用零磁通电流测量装置。中性线直流电流的测量采用零磁通电流测量装置。中性线直流电流的

49、测量采用零磁通电流测量装置。qqq 处于高电位的电流测量采用光电式电流互感器：处于高电位的电流测量采用光电式电流互感器：处于高电位的电流测量采用光电式电流互感器：处于高电位的电流测量采用光电式电流互感器：处于高电位的电流测量采用光电式电流互感器：处于高电位的电流测量采用光电式电流互感器： 直流极线电流测量，采用分流器或分流器罗可夫直流极线电流测量，采用分流器或分流器罗可夫直流极线电流测量，采用分流器或分流器罗可夫直流极线电流测量，采用分流器或分流器罗可夫直流极线电流测量，采用分流器或分流器罗可夫直流极线电流测量，采用分流器或分流器罗可夫斯基线圈的结构。斯基线圈的结构。斯基线圈的结构。斯基线圈的

50、结构。斯基线圈的结构。斯基线圈的结构。 直流滤波器高压端电流测量，采用罗可夫斯基线圈直流滤波器高压端电流测量，采用罗可夫斯基线圈直流滤波器高压端电流测量，采用罗可夫斯基线圈直流滤波器高压端电流测量，采用罗可夫斯基线圈直流滤波器高压端电流测量，采用罗可夫斯基线圈直流滤波器高压端电流测量，采用罗可夫斯基线圈或或或或或或CTCTCTCTCTCT。 直流滤波器不平衡电流测量，采用分流器。直流滤波器不平衡电流测量，采用分流器。直流滤波器不平衡电流测量，采用分流器。直流滤波器不平衡电流测量，采用分流器。直流滤波器不平衡电流测量，采用分流器。直流滤波器不平衡电流测量，采用分流器。 交流滤波器高压端电流测量，

51、采用交流滤波器高压端电流测量，采用交流滤波器高压端电流测量，采用交流滤波器高压端电流测量，采用交流滤波器高压端电流测量，采用交流滤波器高压端电流测量，采用CTCTCTCTCTCT。 交流滤波器不平衡电流测量，采用分流器。交流滤波器不平衡电流测量，采用分流器。交流滤波器不平衡电流测量，采用分流器。交流滤波器不平衡电流测量，采用分流器。交流滤波器不平衡电流测量，采用分流器。交流滤波器不平衡电流测量，采用分流器。直流输电设备直流输电设备:直流测量装置直流测量装置特点和作用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：直流高速开关直流高速开关直流高速开关直流高速开关直流高速开关直流高速

52、开关qqq 为了使直流开关也能有效开断直流电流，目前使用为了使直流开关也能有效开断直流电流，目前使用为了使直流开关也能有效开断直流电流，目前使用为了使直流开关也能有效开断直流电流，目前使用为了使直流开关也能有效开断直流电流，目前使用为了使直流开关也能有效开断直流电流，目前使用较多的方法就是利用一个较多的方法就是利用一个较多的方法就是利用一个较多的方法就是利用一个较多的方法就是利用一个较多的方法就是利用一个L L L L L LC C C C C C串联电路对主触头间的串联电路对主触头间的串联电路对主触头间的串联电路对主触头间的串联电路对主触头间的串联电路对主触头间的弧道放电产生振荡电流，迭加在

53、将被断开的直流电流弧道放电产生振荡电流，迭加在将被断开的直流电流弧道放电产生振荡电流，迭加在将被断开的直流电流弧道放电产生振荡电流，迭加在将被断开的直流电流弧道放电产生振荡电流，迭加在将被断开的直流电流弧道放电产生振荡电流，迭加在将被断开的直流电流上，造成过零点，从而实现灭弧。上，造成过零点，从而实现灭弧。上，造成过零点，从而实现灭弧。上，造成过零点，从而实现灭弧。上，造成过零点，从而实现灭弧。上，造成过零点，从而实现灭弧。 特高压工程中使特高压工程中使特高压工程中使用的是无源的直流开关。用的是无源的直流开关。用的是无源的直流开关。特点和作用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：特

54、点和作用：直流高速开关直流高速开关直流高速开关直流高速开关直流高速开关直流高速开关中性母线高速开关中性母线高速开关中性母线高速开关中性母线高速开关中性母线高速开关中性母线高速开关在每站每极的中性母线上都安在每站每极的中性母线上都安在每站每极的中性母线上都安在每站每极的中性母线上都安在每站每极的中性母线上都安在每站每极的中性母线上都安装了中性母线高速开关。其功能是开断极或线路的任装了中性母线高速开关。其功能是开断极或线路的任装了中性母线高速开关。其功能是开断极或线路的任装了中性母线高速开关。其功能是开断极或线路的任装了中性母线高速开关。其功能是开断极或线路的任装了中性母线高速开关。其功能是开断极

55、或线路的任何故障造成的直流故障电流。何故障造成的直流故障电流。何故障造成的直流故障电流。何故障造成的直流故障电流。何故障造成的直流故障电流。何故障造成的直流故障电流。 金属回线转换开关金属回线转换开关金属回线转换开关金属回线转换开关金属回线转换开关金属回线转换开关一般安装在整流侧。其功一般安装在整流侧。其功一般安装在整流侧。其功一般安装在整流侧。其功一般安装在整流侧。其功一般安装在整流侧。其功能是将直流电流从低阻抗的大地回路转换到高阻能是将直流电流从低阻抗的大地回路转换到高阻能是将直流电流从低阻抗的大地回路转换到高阻能是将直流电流从低阻抗的大地回路转换到高阻能是将直流电流从低阻抗的大地回路转换

56、到高阻能是将直流电流从低阻抗的大地回路转换到高阻抗的金属回路。抗的金属回路。抗的金属回路。抗的金属回路。抗的金属回路。抗的金属回路。金属返回开关金属返回开关金属返回开关金属返回开关金属返回开关金属返回开关一般安装在整流侧。其功能是一般安装在整流侧。其功能是一般安装在整流侧。其功能是一般安装在整流侧。其功能是一般安装在整流侧。其功能是一般安装在整流侧。其功能是将直流电流从高阻抗的金属回路转换到高阻抗的将直流电流从高阻抗的金属回路转换到高阻抗的将直流电流从高阻抗的金属回路转换到高阻抗的将直流电流从高阻抗的金属回路转换到高阻抗的将直流电流从高阻抗的金属回路转换到高阻抗的将直流电流从高阻抗的金属回路转

57、换到高阻抗的大地回路。大地回路。大地回路。大地回路。大地回路。大地回路。高速接地开关高速接地开关高速接地开关高速接地开关高速接地开关高速接地开关整流站和逆变站都配置。其功整流站和逆变站都配置。其功整流站和逆变站都配置。其功整流站和逆变站都配置。其功整流站和逆变站都配置。其功整流站和逆变站都配置。其功能是在双极运行条件下，当失去接地极时，快速能是在双极运行条件下，当失去接地极时，快速能是在双极运行条件下，当失去接地极时，快速能是在双极运行条件下，当失去接地极时，快速能是在双极运行条件下，当失去接地极时，快速能是在双极运行条件下，当失去接地极时，快速将中性母线接至站内接地网。该开关需具备将双将中性

58、母线接至站内接地网。该开关需具备将双将中性母线接至站内接地网。该开关需具备将双将中性母线接至站内接地网。该开关需具备将双将中性母线接至站内接地网。该开关需具备将双将中性母线接至站内接地网。该开关需具备将双极运行不平衡电流转换到临时接地极的能力。极运行不平衡电流转换到临时接地极的能力。极运行不平衡电流转换到临时接地极的能力。极运行不平衡电流转换到临时接地极的能力。极运行不平衡电流转换到临时接地极的能力。极运行不平衡电流转换到临时接地极的能力。 特点和作用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：特点和作用：低压直流高速开关低压直流高速开关低压直流高速开关低压直流高速开关低压直流高速开关低

59、压直流高速开关换流器高速旁路开关换流器高速旁路开关换流器高速旁路开关换流器高速旁路开关换流器高速旁路开关换流器高速旁路开关12P12P12P旁路开关属于旁路开关属于旁路开关属于旁路开关属于旁路开关属于旁路开关属于800kV800kV800kV直直直直直直流输电系统特有的断路器流输电系统特有的断路器流输电系统特有的断路器流输电系统特有的断路器流输电系统特有的断路器流输电系统特有的断路器。旁路开关通常情况下处于分闸状态，当某极旁路开关通常情况下处于分闸状态，当某极旁路开关通常情况下处于分闸状态，当某极旁路开关通常情况下处于分闸状态，当某极旁路开关通常情况下处于分闸状态，当某极旁路开关通常情况下处于

60、分闸状态，当某极1 1 1个个个个个个121212脉动脉动脉动脉动脉动脉动桥阀及附属系统发生故障，或计划检修时，将此桥阀及附属系统发生故障，或计划检修时，将此桥阀及附属系统发生故障，或计划检修时，将此桥阀及附属系统发生故障，或计划检修时，将此桥阀及附属系统发生故障，或计划检修时，将此桥阀及附属系统发生故障，或计划检修时，将此121212脉脉脉脉脉脉动阀组短路并操作与其配套的隔离开关，使此动阀组短路并操作与其配套的隔离开关，使此动阀组短路并操作与其配套的隔离开关，使此动阀组短路并操作与其配套的隔离开关，使此动阀组短路并操作与其配套的隔离开关，使此动阀组短路并操作与其配套的隔离开关，使此12121