直流输电基本原理ppt课件.ppt

1、曾南超，中国电力科学研究院，DC输电基本原理，1。总结，DC传输原理变换器的连接方式6脉冲可控桥式整流换相过程整流器运行等效电路图稳态特性两站控制特性的协调交流与DC电流的近似关系，2。DC传输原理(正向传输)、整流、逆变、注意：只需要很小的压差、Id、3、DC传输原理(反向传输)、整流、逆变、Id、注意：只需要很小的压差，电流方向不变，只有电压极性反转！4、换流器连接方式，采用6脉波换流桥作为基本单元。与其他连接方式相比，6脉波换流桥的优点如下：在相同的DC电压下，关断状态下阀的峰值电压较低；在相同的DC输出功率下，换流变压器阀侧绕组容量较小；换流变压器接线简单，不需要两个辅助绕组或带中心抽

2、头的辅助绕组；使用晶闸管元件(半控装置)，晶闸管导通状态直流电压触发脉冲晶闸管关断状态过零电流，5，晶闸管，阴极，阳极，栅极，6，六脉冲换流桥，桥臂，公共阴极组，公共阳极组，7，晶闸管阀塔，8，6脉冲二极管整流桥(不计算换向电感)，Id，Id，9，6脉冲二极管整流，DC电压(平均值)，纹波，10，整流器的阀电流和交流侧电流(不包括换向)，11，换向过程，ea，eb，ec，12，电弧重叠引起的压降EB，EC，IA，IC，IB，ID，ID，A，B，C，U，U-，14，可控整流电压，C，15，电压矢量关系，EA，EB，EC，(EA EC)/。单桥整流器相电流波形，U，U-，20，单桥整流器电压波形，

3、U，U-，21，整流桥波形，整流操作，Dc电压，相电流，桥臂电压，22，整流操作总结，直流电压VdVdiocos dId Vdio1.35E理想空载DC电压e换流变压器阀边线电压有效值d 3L/等效换流电阻l从电源到阀桥的各相等效电抗id DC电流，23，单桥逆变器、24，逆变器、25，逆变器的DC电压(V5V1，V1，27，换流阀电压和电流，28，单桥换流阀电流波形，29，单桥换流阀侧电流波形，30，换流桥波形，换流器运行，DC电压，相电流，桥臂电压，31，换流器运行总结，超前角180重叠弧角关断角()消弧角，换流裕度角DC电压vddiocos DId vddiocos DId vddioc

4、o 1.35 e理想空载DC电压e换流变压器阀d 3L侧线电压有效值/等效换流电阻逆变器定值电路、33、逆变器定值电路、34、稳态特性、单桥变换器的稳态特性、=、35、DC电压与角度的关系、36、变换器的功率因数、37、相关公式汇总、整流、逆变器、电弧重叠角、38、等效电路图、39、稳态特性，在点s的左侧VD=vdzocos-iddz，在点s的右侧， 运行Vd=Vdoncos id (dn R)运行Vd=Vdoncos-id(dn-R)Id=(Vd zocos-Vdoncos)/(dz R dn)=(Vdzocos-Vdoncos)/(dz R-dn)，40，控制特性协调1，固定，固定，固定，

5、固定，41，控制特性协调2，固定Id，固定，固定Id，42，控制特性协调3，固定Ud，固定Id，43，控制特性协调4，电流裕度控制，连续调节； 调整速度快。主控手段改变换流变压器的抽头位置(VD 1.35 ecosidid)，调整范围小；分级调整；调节速度慢。辅助控制装置，46，汇总基本控制协调1，整流站控制id id do由电流调节器控制，换流器由换流器变压器抽头调节控制=152.5换流器站控制Ud由关断角调节器控制17由换流器变压器抽头调节控制UD UDO 1%示例：三恒定，三宽，47，汇总基本控制协调2，整流站控制id由电流调节器Id控制id do由换流器变压器抽头调节控制。换流器=15

6、2.5换流站控制Ud由电压调节器Ud控制Ud Udo由换流器变压器分接头调节17控制2.5例：天光，桂光，48，基本控制协调总结3，整流站控制Id Id Ido由电流调节器Id Ido由换流器变压器分接头调节控制。换流变压器阀侧的空载电压Udi0保持不变。换流站控制Ud由关断角调节器17控制，换流变压器阀侧的空载电压Ud0由换流变压器的抽头调节控制。例如：葛楠，49，交流与DC的近似关系，交流与DC换流桥交流侧电流有效值I=(6/)* Id=0.78 Id I1换流桥交流侧基波电流有效值=(6/)* Id * k1=f(，交流电压与DC电压Vd=3*2/(2)*E*cos()换流器视在功率W=

7、3*E*I换流器总功率因数cos=cos cos ()/2交流功率与DC功率P=Pd忽略换流器损耗(1PD)，50DC侧谐波特性谐波n=kp 6脉冲变流器6，12，18，12脉冲变流器12，24，36，非特性谐波原因：交流电压中含有谐波电压，两个6脉冲变流器组的变流器变压器漏抗比误差，双极变流器运行参数不相等，变流器变压器三相漏抗误差触发脉冲不等距，53，DC谐波， DC谐波的危害1)给DC系统的DC侧设备增加供热设备的额定运行费用2)对与DC线相邻的通信系统的干扰，接地线主要是明线电话线路3)使交流谐波变频器成为变频器，54，DC谐波，2。 计算干扰电压沿相邻通信线路的分布：Vi=Kz*=K

8、z*Ie(i) Vi干扰电压由DC线路上I点的谐波电压引起，至DC线路和电话线路之间的Kz耦合阻抗，频率为1kHz，DC谐波频率为Pn。 Hf n次谐波的等效加权系数和耦合系数n次谐波电流(极线和地线谐波电流的代数和)Ie(i) i点等效谐波干扰电流的实际测量：在1公里外与DC线平行设置一条实验线测量干扰电压。55，DC滤波器，等效干扰电流代表所有谐波的综合干扰效果，换流站a的DC谐波电压源在I点产生的等效干扰电流幅值Ie(i)沿直线分布，Ie(I)I=a2ie(I)b21/2ee(I)由换流站B的DC谐波电压源在I点3产生的等效干扰电流幅值。性能测量标准Ieq目前，国际上对于单极性工作和双极

9、性平衡工作没有统一的标准。葛洲坝项目(450毫安)150天广项目(1000毫安)500日汉德里810 270，56印度，DC谐波，4。减少DC谐波的方法将脉动数增加12次以上是不经济的。减小阀的触发角受到操作模式、改变DC线参数和增加衰减常数(理论)的限制。安装DC过滤器工程应用5。DC滤波型无源型(济南、三昌、三光等)。)有源型全有源型混合有源型(天广)、57、DC谐波、DC滤波器选型在世界上已投入运行的DC高压输电工程中，两种类型的无源DC滤波器已在大多数工程中使用多年。DC有源滤波器于1991年在康提斯坎一号项目中首次投入试运行，随后在斯卡曲风格拉克三号和波罗的海电缆项目中采用。中国天广

10、DC项目是一个带有DC有源滤波器的长距离架空线路DC输电项目。，58，DC谐波，DC滤波配置方案目前，世界上的高压直流输电工程通常采用以下DC滤波配置方案：(1)在12脉波变流器低压端的中性母线和地之间连接一个中性点冲击电容器，以滤除流经它的所有低次非特征谐波，一般不安装低次谐波滤波器，以避免增加投资。(2)两组双调谐或三调谐无源DC滤波器并联在换流站各极DC母线和中性母线之间。调到122436次。59、三重恒DC滤波器、60、桂光1回路DC滤波器、61、交流谐波和无功功率补偿、换流变压器网侧电流波形、六脉阀组Y/Y、六脉阀组Y/D、十二脉阀组62、交流谐波和无功功率补偿、1。逆变器交流侧谐波

11、(特征谐波)Nkp1k=1，2 11，13；17，19；23，25；12个脉冲转换器11、13；23，25；35，37；谐波频率和振幅。1/n转换器产生的谐波随工作条件(例如，Id、)而变化。2.交流谐波的有害损耗增加了电器的加热机械振动；63.交流谐波随DC电流变化；64.交流谐波和无功功率补偿；3.安装相应的滤波器进行谐波处理，以防止谐波流入系统。背景谐波的影响低谐波调谐滤波器单调谐，双调谐，三调谐高谐波高通普通交流滤波器连续调谐，65，安顺换流站交流场，66，交流谐波和无功功率补偿，4。变频器交流侧非特征谐波产生的原因：Id中有纹波，Uac中有谐波，交流基波电压不对称，变频器与可变阻抗之

12、间的相位差，Y/Y和Y/变频器电桥点火角度差，变比差，阻抗差，点火脉冲不完全等距控制：必要时安装相应的滤波器，如三次谐波滤波器。67、交流谐波和无功功率补偿、5。谐波指标定义单次谐波失真率Dn=Un*100%/U1总谐波失真率D=/U1* 100%电话谐波波形系数THFF=/U1 Un n谐波相电压(有效值)U1额定基波相电压(有效值)N谐波频率Kn * 50/800 Pn谐波噪声评估系数/1000，68，交流谐波和无功功率补偿，6。谐波控制指数(示例)单次谐波失真率Dn 1总谐波失真率Dn2电话谐波波形系数THFF 1，69，三个恒定DC交流滤波器指数，70，转换器无功功率需求，71，交流谐

13、波和无功功率补偿，7。换流站需要晶闸管阀进行无功功率转换，并采用电网供电换流技术。在运行中，转换器需要吸收无功功率，通常为交换有功功率的40%(低于额定功率)。通常，换流站需要安装合适的无功补偿装置，以满足系统无功平衡的要求。无功补偿装置一般有以下几种形式：(1)交流滤波器和电容器组。(2)交流并联电抗器。(3)静态补偿装置。(4)同步相机调整。72、交流谐波和无功功率补偿、8。换流站无功补偿设备基波无功功率交流滤波器固有N阶滤波器基波无功功率每相QC(n2/(n2 -1)U2 U基波相电压并联电容器成本低，容量与电压平方成正比，同步补偿机成本高，维护量大，稳定性可提高，静止补偿器成本高，调节性能好。当SPd)3为3时，通常使用交流滤波器和电容器组。当