【高压直流输电系统接线方式和运行方式分析1900字】

南宁师范大学2022届本科毕业论文高压直流输电系统接线方式和运行方式分析目录TOC\o"1-3"\h\u1980高压直流输电系统接线方式和运行方式分析 1198241.1高压直流输电系统接线方式 1296581.1.1单极连接方式 161371.1.2双极连接方式 2111931.1.3背靠背连接方式 4239541.2高压直流输电系统运行方式 5高压直流输电系统接线方式单极连接方式单极连接时输电线路极性可以为正也可为负，但由于正极性导线比负极性导线更容易受干扰，因此一般采用单负极连接。（1）单极大地（海水）回流方式。从图3-1可以看出，在该方式中两边换流站只有一极采用架空线或电缆线进行连接，另一极都接地，然后通过大地或海水进行连接形成回流。该方式利用大地或海水代替一极线路，结构简单，节省费用，但可靠性较差，而且正常运行时很大的直流电流长期流经大地或海水，会带来接地极附近埋设物电化学腐蚀和接地变压器磁饱和问题，因此对接地极材料要求很高。该方式一般用于海底电缆工程。[8][9]图STYLEREF1\s3SEQ图\*ARABIC\s11单极大地（海水）回流方式结构图（2）单极金属导体回流方式。从图3-2可以看出，此接线方式与上一接线方式不同处在于只把任一边换流站接地，然后利用低绝缘的金属导体实现回流。该方式正常运行时无电流流过大地，避免了上一接线方式存在的问题。其缺点是线路投资增加，且当电流流过金属导体时会产生较大的压降，要考虑绝缘问题。该方式一般用于接地极困难且距离较短的直流输电工程中。图STYLEREF1\s3SEQ图\*ARABIC\s12单极金属导体回流方式结构图双极连接方式实际的直流输电工程多采用双极连接方式，包含正、负极性输电线路各一根，以及大地（海水）回线或金属中性线。（1）两端中性点接地方式。从图3-3可以看出，将两边的换流站中性点均与地连接，大地回线可作备用。优点是运行灵活性高，可根据实际需求转换为单极接线运行。此外可靠性也较高，当一极发生故障停运时，完好的一极可以自动构成单极大地接线方式运行，保留一半的输电能力。缺点是在理想状态运行时，流经两输电线路的电流大小相等，方向相反，汇入接地点时相互抵消，大地之间没有电流通过。但实际上，正负两极由于器件参数、环境等客观原因并不能完全对称，因此总有不平衡电流流过大地回线，对设备造成不良影响。该方式是实际工程中普遍采用的一种接线方式。图STYLEREF1\s3SEQ图\*ARABIC\s13两端中性点接地方式结构图（2）单端中性点接地方式。从图3-4可以看出，只将任一边的换流站中性点与地连接，大地不能够成回流。与上一接线方式相比，缺点是当任意一个极线路故障时，整个系统都停止运行，大大降低可用率。优点是可以有效避免正常运行时由于两极不完全对称而在地中流过的不平衡电流，减弱对设备的影响。由于其可靠性低，实际工程很少采用此种接线方式。图STYLEREF1\s3SEQ图\*ARABIC\s14单端中性点接地方式结构图（3）金属中性线接地方式。从图3-5可以看出，将两边的换流站中性点用一根低绝缘的金属导线连接起来。保留了两端中性点接地方式灵活性和可靠性高的优点，同时避免了其正常运行时地中流过不平衡电流的缺点。但这种方式由于增加了一根金属导线，线路投入的成本会更多，经济性差。该方式只用于地中不允许电流流过或者接地极地址很难选择的场合。图STYLEREF1\s3SEQ图\*ARABIC\s15金属中性线接地方式结构图背靠背连接方式从图3-6可以看出，将两边的换流站不经过直流线路就直接连接在一起。这种接线方式由于没有输电线路，且直流侧电压低、谐波含量少，因此可以大大减少元件投资成本。此种方式在连接两个不同频或同频不同步交流系统方面更具优势。图STYLEREF1\s3SEQ图\*ARABIC\s16背靠背接线方式结构图高压直流输电系统运行方式在HVDC工程中，为了使系统运行更加稳定可靠，提高输电效率，通常工作人员会根据实际情况为系统选择一个合理的稳定运行状态。常见的运行方式有：双极对称/不对称、功率正/反送、全/降压运行。这里主要介绍全压运行与降压运行方式。正常情况下，系统采用全压运行方式，即直流电压为1pu。系统采用降压运行方式只出现在以下情况[10]：（1）由于绝缘问题而使直流线路电压无法维持在额定值运行。当环境恶劣或者设备存在缺陷时，若仍以全压方式运行则极易破坏绝缘，威胁系统的安全性和可靠性。为减少故障几率，系统可以采用降压运行方式。（2）由于维持无功功率平衡而需降低直流电压。当系统无功失去平衡时，可以通过调大触发角来使系统无功达到平衡，但与此同时会使直流电压随之降低。直流输电工程中实现降压运行常采用的方法主要为以下2种相配合：（1）增大一侧换流器的触发角或者逆变器的熄弧角。此方法在实际工程中最常用，其优点是实现起来方便、快捷，缺点是会使运行性能变差。（2）改变换流变压器分接头位置降低阀桥交流侧电压。此方法的缺点是调节范围有一定的限制且调节速度较慢。一般降压运行方式时的直