直流输电技术2

1、第第2章高压直流输电系统章高压直流输电系统的主要设备的主要设备直流输电原理直流输电原理(正送正送) 整流整流逆变逆变注意注意:只需很小的压只需很小的压差差Id直流输电原理(反送)整流整流逆变逆变Id注意注意: 只需很小的压差只需很小的压差 电流方向不变电流方向不变,仅电压极性反转！仅电压极性反转！换流器的结线方式 采用采用6脉动脉动换流桥为基本单元换流桥为基本单元 与其他结线方式相比，与其他结线方式相比， 6脉动换流桥的优点：脉动换流桥的优点：l直流电压相同条件下，阀在断态下所承受的电压峰值较低；直流电压相同条件下，阀在断态下所承受的电压峰值较低；l直流输出功率相同条件下，换流变压器阀侧绕组容

2、量较小；直流输出功率相同条件下，换流变压器阀侧绕组容量较小；l换流变结线简单，无需两个副绕组或有中心抽头的副绕组；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）采用晶闸管元件（半控器件）l晶闸管导通条件晶闸管导通条件 正向电压正向电压 触发脉冲触发脉冲 l晶闸管关断条件晶闸管关断条件 电流过零电流过零 采用采用6脉动换流桥为基本单元脉动换流桥为基本单元 与其他结线方式相比，与其他结线方式相比， 6脉动换流桥的优点：脉动换流桥的优点：l直流电压相同条件下，阀在断态下所承受的电压峰值较低；直流电压相同条件下，阀在断态下所承受的电压峰值较低；l直流输出功率相同条件下，

3、换流变压器阀侧绕组容量较小；直流输出功率相同条件下，换流变压器阀侧绕组容量较小；l换流变结线简单，无需两个副绕组或有中心抽头的副绕组；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）采用晶闸管元件（半控器件）l晶闸管导通条件晶闸管导通条件 正向电压正向电压 触发脉冲触发脉冲 l晶闸管关断条件晶闸管关断条件 电流过零电流过零 晶闸管 阴极阳极门极晶闸管- 8kV (-9kV)- 2kA- 5 inch wafer晶闸管R 六脉动换流桥桥臂桥臂晶闸管AM 桥臂组成方式：桥臂组成方式： 晶闸管串联AM 晶闸管（串）并联 桥臂特点：桥臂特点： 均压 均流电压：5.59kV

4、电流：1.23.5kAR 主电路T thyristorT valve 12T T 换流阀的构成换流阀的构成 阀单元晶闸管阀塔 政平换流站阀塔R 换流单元电路换流单元电路6脉动脉动换流单元电路换流单元电路-12脉动脉动12脉动串联脉动串联l容量大容量大l分期建设分期建设l两端交流弱易两端交流弱易故障故障l云云广广l向家坝向家坝上海上海l串联优于串联优于并联并联l一组从可一组从可靠、投资靠、投资及可用来及可用来看看更优更优q作用作用: : 使HVDC系统建立自己的对地参考点 换流变压器换流变压器(Converter Transformer)(Converter Transformer) 向换流器提

5、供适当等级的不接地三相电压源设备向换流器提供适当等级的不接地三相电压源设备电压变换、抑制直流故障电流、削弱交流入侵直流的过电压电压变换、抑制直流故障电流、削弱交流入侵直流的过电压q特点特点: : 接线方式： Y0/Y, Y0/， Y0/Y/ 减小注入系统的谐波R 主电路 短路电抗大： 12-18% 噪声大、损耗高、绝缘要求高、直流偏磁高T T 政平换流变压器政平换流变压器R q作用作用: : 减小注入直流系统的谐波 平波电抗器（器（Smoothing Reactor） 防止直流陡波进入阀厅R 主电路q参数参数: : 0.271.5H (架空线) 12200mH (电缆线) 限制直流短路电流峰值

6、 防止轻载时直流电流间断T Xdl直流负荷大-油浸式l干式l相同油浸式价格是干式两倍多l直流负荷大油浸式反之干式q种类种类: :机械投切：滤波器机械投切：滤波器+ 电容器，电抗器电容器，电抗器容量大、投资低容量大、投资低 静止无功补偿：静止无功补偿：SVC连续调节、速度快连续调节、速度快 无功补偿设备无功补偿设备（Reactive Power CampensitorReactive Power Campensitor） R 主电路有源类：有源类： （同步）调相机，（同步）调相机， SVGq作用作用: : 提供换流器所需要的无功功率，减小换流器与系统的无功交换。换流器吸收无功功率：换流器吸收无功

7、功率： 3050%Pd (整流器)4060%Pd (逆变器) 短路比短路比 ）直流换流器额定功率（）交流系统短路容量（MWMVASCR 受端交流系统弱，当短路比小于受端交流系统弱，当短路比小于3时，容易换相时，容易换相失败。失败。调相机可以加大交流系统的短路容量调相机可以加大交流系统的短路容量q种类种类: :交流滤波器， 直流滤波器 滤波器（Filter） 减小注入交、直流系统谐波的设备有源、无源滤波器无源滤波器: 单调谐滤波器早期 双调谐滤波器现代 三调谐滤波器贵广I，II 高通滤波器 直流输电系统中，由于换流器的非线性特性，在交流系直流输电系统中，由于换流器的非线性特性，在交流系统和直流系

8、统中将出现谐波电压和电流。而交直流系统统和直流系统中将出现谐波电压和电流。而交直流系统间的谐波相互渗透、相互影响，使得谐波问题的研究变间的谐波相互渗透、相互影响，使得谐波问题的研究变得异常复杂得异常复杂 在在一些理想化的一些理想化的假设条件下，换流站网侧的三相电假设条件下，换流站网侧的三相电流和直流侧电压中的谐波，其次数和特性比较规律，流和直流侧电压中的谐波，其次数和特性比较规律，它们统称为它们统称为特征谐波特征谐波对于一个换流桥来说，在对于一个换流桥来说，在交流侧产生交流侧产生pnpn1 1(p(p为脉为脉波数，波数，n n为正整数为正整数) )次特征谐波，而在次特征谐波，而在直流侧产生直流

9、侧产生pnpn次特征谐波。次特征谐波。 谐波及滤波器谐波及滤波器l交流滤波器l分组或大组接于母线上，或3/2串中，lT接于母线与变压器之间l变压器单独绕组直流滤波器直流滤波器各种各样的不对称，如不等间隔的触发脉冲、母线各种各样的不对称，如不等间隔的触发脉冲、母线电压不对称和相间换相电抗的不对称，将产生额外电压不对称和相间换相电抗的不对称，将产生额外的谐波，即的谐波，即“非特征谐波非特征谐波” 目前抑制谐波最广泛采用的方法是装设滤波器。近年来，目前抑制谐波最广泛采用的方法是装设滤波器。近年来，随着电力电子技术的发展，出现了新型谐波补偿装置随着电力电子技术的发展，出现了新型谐波补偿装置有源电力滤波

10、器。这种滤波器即使在谐波频率迅速变有源电力滤波器。这种滤波器即使在谐波频率迅速变化时，也能产生相应的补偿电流，并可根据需要对无功化时，也能产生相应的补偿电流，并可根据需要对无功功率进行动态补偿。这是一种非常理想、很有前途的补功率进行动态补偿。这是一种非常理想、很有前途的补偿装置。偿装置。 q种类种类: :架空线路：四分裂架空线路：四分裂电缆线路电缆线路架空地线：防雷架空地线：防雷 直流线路直流线路（DC LineDC Line） R 主电路 交流断路器交流断路器（BreakerBreaker） 使使HVDCHVDC完全退出运行完全退出运行T Linel接地极和接地引线l陆地电极：土壤做导电媒质 电阻率101000l 浅埋型 几米l 垂直型 数十米l海洋电极：海水做导电媒质