直流输电原理

1、会计学1直流输电原理直流输电原理直流输电系统直流输电系统(direct current transmission system)(direct current transmission system) 直流输电是在送端直流输电是在送端将交流电经整流器变换将交流电经整流器变换成直流电输送至受端，再在受端用逆变器将直成直流电输送至受端，再在受端用逆变器将直流电变换成交流电送到受端交流电网的一种输流电变换成交流电送到受端交流电网的一种输电方式。以直流方式实现电能传输的系统称为电方式。以直流方式实现电能传输的系统称为直流输电系统。直流输电系统。双极大地回线方式双极大地回线方式 换流阀换流阀 换流变压器

2、换流变压器 平波电抗器平波电抗器 交流滤波器交流滤波器 直流滤波器直流滤波器 直流场设备直流场设备 直流控制保护系统直流控制保护系统 接地极接地极换流设备的基本构成换流设备的基本构成 （1 1）换流基本元件（可控硅）换流基本元件（可控硅）（2 2）换流基本单元（）换流基本单元（ 6 6脉动换流阀）脉动换流阀）换流基本元件（可控硅）换流基本元件（可控硅）阴极(K)阳极(A)门极(控制极G)正面为阴极背面为阳极控制极可控硅正常导通的条件：可控硅正常导通的条件：1.阳极电压必需高于阴 极电压，即阀电压为 正；2.在控制极上加上所需 的触发脉冲。可控硅正常关断的条件：可控硅正常关断的条件：1.电流减小

3、过零；2.阀电压持续一段时间为零或为负。闭锁状态闭锁状态导通状态导通状态反向闭反向闭锁状态锁状态可控硅级结构可控硅级结构 可控硅控制单元可控硅阻尼回路均压回路换流基本单元（换流基本单元（6 6脉动换流桥）脉动换流桥）桥臂交流侧交流侧相电压相电压交流侧交流侧线电压线电压交流侧交流侧相电压相电压交流侧交流侧线电压线电压成成6脉脉动动桥桥的的端端电电压压各各阀阀轮轮流流导导通通时时，阀阀电电压压形形UAUBUCMN+-UM=(UA+UB)/2/2阀阀1 1向阀向阀3 3换相过程中，换相过程中，直流直流M M端电压变化情况端电压变化情况C A B C A BCB AB AC BC BA CA CB A

4、B AC BC相电压线电压直流电压（UA+UB）/2双端直流系统换流阀接线情况双端直流系统换流阀接线情况 双端直流系统运行时，整流器作为电源侧双端直流系统运行时，整流器作为电源侧, ,逆变器作为负荷侧。逆变器作为负荷侧。直流电压与直流电压与 角的关系角的关系1212脉动换流桥接线脉动换流桥接线相角差为30 Y/Y接线方式Y/D接线方式1212脉动桥触发脉冲及电压情况脉动桥触发脉冲及电压情况触发脉冲顺序：触发脉冲顺序：Y/D 6Y/D 6脉动阀脉动阀1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 11 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 1；Y/Y 6Y/Y 6脉动阀脉动阀1 - 2 - 3 -

5、 4 - 5 - 6 11 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 1。Y/YY/Y阀比阀比Y/DY/D阀触发滞后阀触发滞后30 30 。1212脉动阀直流电压波形比脉动阀直流电压波形比6 6脉动阀直流电压波形更加平整脉动阀直流电压波形更加平整。Y/Y桥阀侧电流Y/D桥阀侧电流12脉动换流桥电流)IX3cosU35.1(Udr111d1 N整流侧整流侧逆变侧逆变侧直流电压直流电压UdUd公式公式)IX3cosU35.1(dr2222 NUdN1N1、N2N2表示整流侧和逆变侧每极中的表示整流侧和逆变侧每极中的6 6脉动换流器数脉动换流器数, ,如如: 6: 6脉动脉动换流器换流器N1N1、N2

6、N2取取1 1，1212脉动换流器脉动换流器N1N1、N2N2取取2 2。U1U1、U2U2表示整流侧和逆变侧换流变压器阀侧空载线电压有效值。表示整流侧和逆变侧换流变压器阀侧空载线电压有效值。Xr1Xr1、Xr2Xr2表示整流侧和逆变侧每相的换相电抗表示整流侧和逆变侧每相的换相电抗( (换流变的漏抗换流变的漏抗+ +阀阀的电抗的电抗) ) 。RUUdd21dI直流电流直流电流IdIdR R为直流回路电阻，主要包括：直流线路电阻、平波为直流回路电阻，主要包括：直流线路电阻、平波电抗器电阻、接地极引线电阻及接地极电阻。电抗器电阻、接地极引线电阻及接地极电阻。直流输电基本原理直流输电基本原理ddIU

7、1d2P直流功率直流功率PdPd整流侧整流侧双极双极单极单极ddIU1dPddIU2d2P逆变侧逆变侧双极双极单极单极ddIU2dP直流输电基本原理直流输电基本原理换流带来的问题换流带来的问题（1 1）换流器需要消耗大量无功；）换流器需要消耗大量无功；（2 2）换流在交流侧产生谐波电流、在直流侧）换流在交流侧产生谐波电流、在直流侧产生谐波电压；产生谐波电压；（3 3）换流设备应力与常规交流设备有区别；）换流设备应力与常规交流设备有区别；（4 4）大地回线，接地极的要求；）大地回线，接地极的要求；（5 5）直流系统逆变侧易发生换相失败。）直流系统逆变侧易发生换相失败。 换流阀换流阀 换流变压器换流变压器 平波电抗器平波电抗器 交流滤波器交流滤波器 直流滤波器直流滤波器 直流场设备直流场设备 直流控制保护系统直流控制保护系统 接地极接地极换流基本元件（可控硅）换流基本元件（可控硅）阴极(K)阳极(A)门极(控制极G)正面为阴极背面为阳极控制极换流基本单元（换流基本单元（6 6脉动换流桥）脉