直流輸電技術(shù)2

1、第第2章高壓直流輸電系統(tǒng)章高壓直流輸電系統(tǒng)的主要設(shè)備的主要設(shè)備直流輸電原理直流輸電原理(正送正送) 整流整流逆變逆變注意注意:只需很小的壓只需很小的壓差差I(lǐng)d直流輸電原理(反送)整流整流逆變逆變Id注意注意: 只需很小的壓差只需很小的壓差 電流方向不變電流方向不變,僅電壓極性反轉(zhuǎn)！僅電壓極性反轉(zhuǎn)！換流器的結(jié)線方式 采用采用6脈動(dòng)脈動(dòng)換流橋?yàn)榛締卧獡Q流橋?yàn)榛締卧?與其他結(jié)線方式相比，與其他結(jié)線方式相比， 6脈動(dòng)換流橋的優(yōu)點(diǎn)：脈動(dòng)換流橋的優(yōu)點(diǎn)：l直流電壓相同條件下，閥在斷態(tài)下所承受的電壓峰值較低；直流電壓相同條件下，閥在斷態(tài)下所承受的電壓峰值較低；l直流輸出功率相同條件下，換流變壓器閥側(cè)繞組容

2、量較??；直流輸出功率相同條件下，換流變壓器閥側(cè)繞組容量較小；l換流變結(jié)線簡單，無需兩個(gè)副繞組或有中心抽頭的副繞組；換流變結(jié)線簡單，無需兩個(gè)副繞組或有中心抽頭的副繞組；采用晶閘管元件（半控器件）采用晶閘管元件（半控器件）l晶閘管導(dǎo)通條件晶閘管導(dǎo)通條件 正向電壓正向電壓 觸發(fā)脈沖觸發(fā)脈沖 l晶閘管關(guān)斷條件晶閘管關(guān)斷條件 電流過零電流過零 采用采用6脈動(dòng)換流橋?yàn)榛締卧}動(dòng)換流橋?yàn)榛締卧?與其他結(jié)線方式相比，與其他結(jié)線方式相比， 6脈動(dòng)換流橋的優(yōu)點(diǎn)：脈動(dòng)換流橋的優(yōu)點(diǎn)：l直流電壓相同條件下，閥在斷態(tài)下所承受的電壓峰值較低；直流電壓相同條件下，閥在斷態(tài)下所承受的電壓峰值較低；l直流輸出功率相同條件下，

3、換流變壓器閥側(cè)繞組容量較小；直流輸出功率相同條件下，換流變壓器閥側(cè)繞組容量較??；l換流變結(jié)線簡單，無需兩個(gè)副繞組或有中心抽頭的副繞組；換流變結(jié)線簡單，無需兩個(gè)副繞組或有中心抽頭的副繞組；采用晶閘管元件（半控器件）采用晶閘管元件（半控器件）l晶閘管導(dǎo)通條件晶閘管導(dǎo)通條件 正向電壓正向電壓 觸發(fā)脈沖觸發(fā)脈沖 l晶閘管關(guān)斷條件晶閘管關(guān)斷條件 電流過零電流過零 晶閘管 陰極陽極門極晶閘管- 8kV (-9kV)- 2kA- 5 inch wafer晶閘管R 六脈動(dòng)換流橋橋臂橋臂晶閘管AM 橋臂組成方式：橋臂組成方式： 晶閘管串聯(lián)AM 晶閘管（串）并聯(lián) 橋臂特點(diǎn)：橋臂特點(diǎn)： 均壓 均流電壓：5.59kV

4、電流：1.23.5kAR 主電路T thyristorT valve 12T T 換流閥的構(gòu)成換流閥的構(gòu)成 閥單元晶閘管閥塔 政平換流站閥塔R 換流單元電路換流單元電路6脈動(dòng)脈動(dòng)換流單元電路換流單元電路-12脈動(dòng)脈動(dòng)12脈動(dòng)串聯(lián)脈動(dòng)串聯(lián)l容量大容量大l分期建設(shè)分期建設(shè)l兩端交流弱易兩端交流弱易故障故障l云云廣廣l向家壩向家壩上海上海l串聯(lián)優(yōu)于串聯(lián)優(yōu)于并聯(lián)并聯(lián)l一組從可一組從可靠、投資靠、投資及可用來及可用來看看更優(yōu)更優(yōu)q作用作用: : 使HVDC系統(tǒng)建立自己的對(duì)地參考點(diǎn) 換流變壓器換流變壓器(Converter Transformer)(Converter Transformer) 向換流器提

5、供適當(dāng)?shù)燃?jí)的不接地三相電壓源設(shè)備向換流器提供適當(dāng)?shù)燃?jí)的不接地三相電壓源設(shè)備電壓變換、抑制直流故障電流、削弱交流入侵直流的過電壓電壓變換、抑制直流故障電流、削弱交流入侵直流的過電壓q特點(diǎn)特點(diǎn): : 接線方式： Y0/Y, Y0/， Y0/Y/ 減小注入系統(tǒng)的諧波R 主電路 短路電抗大： 12-18% 噪聲大、損耗高、絕緣要求高、直流偏磁高T T 政平換流變壓器政平換流變壓器R q作用作用: : 減小注入直流系統(tǒng)的諧波 平波電抗器（器（Smoothing Reactor） 防止直流陡波進(jìn)入閥廳R 主電路q參數(shù)參數(shù): : 0.271.5H (架空線) 12200mH (電纜線) 限制直流短路電流峰值

6、 防止輕載時(shí)直流電流間斷T Xdl直流負(fù)荷大-油浸式l干式l相同油浸式價(jià)格是干式兩倍多l(xiāng)直流負(fù)荷大油浸式反之干式q種類種類: :機(jī)械投切：濾波器機(jī)械投切：濾波器+ 電容器，電抗器電容器，電抗器容量大、投資低容量大、投資低 靜止無功補(bǔ)償：靜止無功補(bǔ)償：SVC連續(xù)調(diào)節(jié)、速度快連續(xù)調(diào)節(jié)、速度快 無功補(bǔ)償設(shè)備無功補(bǔ)償設(shè)備（Reactive Power CampensitorReactive Power Campensitor） R 主電路有源類：有源類： （同步）調(diào)相機(jī)，（同步）調(diào)相機(jī)， SVGq作用作用: : 提供換流器所需要的無功功率，減小換流器與系統(tǒng)的無功交換。換流器吸收無功功率：換流器吸收無功

7、功率： 3050%Pd (整流器)4060%Pd (逆變器) 短路比短路比 ）直流換流器額定功率（）交流系統(tǒng)短路容量（MWMVASCR 受端交流系統(tǒng)弱，當(dāng)短路比小于受端交流系統(tǒng)弱，當(dāng)短路比小于3時(shí)，容易換相時(shí)，容易換相失敗。失敗。調(diào)相機(jī)可以加大交流系統(tǒng)的短路容量調(diào)相機(jī)可以加大交流系統(tǒng)的短路容量q種類種類: :交流濾波器， 直流濾波器 濾波器（Filter） 減小注入交、直流系統(tǒng)諧波的設(shè)備有源、無源濾波器無源濾波器: 單調(diào)諧濾波器早期 雙調(diào)諧濾波器現(xiàn)代 三調(diào)諧濾波器貴廣I，II 高通濾波器 直流輸電系統(tǒng)中，由于換流器的非線性特性，在交流系直流輸電系統(tǒng)中，由于換流器的非線性特性，在交流系統(tǒng)和直流系

8、統(tǒng)中將出現(xiàn)諧波電壓和電流。而交直流系統(tǒng)統(tǒng)和直流系統(tǒng)中將出現(xiàn)諧波電壓和電流。而交直流系統(tǒng)間的諧波相互滲透、相互影響，使得諧波問題的研究變間的諧波相互滲透、相互影響，使得諧波問題的研究變得異常復(fù)雜得異常復(fù)雜 在在一些理想化的一些理想化的假設(shè)條件下，換流站網(wǎng)側(cè)的三相電假設(shè)條件下，換流站網(wǎng)側(cè)的三相電流和直流側(cè)電壓中的諧波，其次數(shù)和特性比較規(guī)律，流和直流側(cè)電壓中的諧波，其次數(shù)和特性比較規(guī)律，它們統(tǒng)稱為它們統(tǒng)稱為特征諧波特征諧波對(duì)于一個(gè)換流橋來說，在對(duì)于一個(gè)換流橋來說，在交流側(cè)產(chǎn)生交流側(cè)產(chǎn)生pnpn1 1(p(p為脈為脈波數(shù)，波數(shù)，n n為正整數(shù)為正整數(shù)) )次特征諧波，而在次特征諧波，而在直流側(cè)產(chǎn)生直流

9、側(cè)產(chǎn)生pnpn次特征諧波。次特征諧波。 諧波及濾波器諧波及濾波器l交流濾波器l分組或大組接于母線上，或3/2串中，lT接于母線與變壓器之間l變壓器單獨(dú)繞組直流濾波器直流濾波器各種各樣的不對(duì)稱，如不等間隔的觸發(fā)脈沖、母線各種各樣的不對(duì)稱，如不等間隔的觸發(fā)脈沖、母線電壓不對(duì)稱和相間換相電抗的不對(duì)稱，將產(chǎn)生額外電壓不對(duì)稱和相間換相電抗的不對(duì)稱，將產(chǎn)生額外的諧波，即的諧波，即“非特征諧波非特征諧波” 目前抑制諧波最廣泛采用的方法是裝設(shè)濾波器。近年來，目前抑制諧波最廣泛采用的方法是裝設(shè)濾波器。近年來，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了新型諧波補(bǔ)償裝置隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了新型諧波補(bǔ)償裝置有源電力濾波

10、器。這種濾波器即使在諧波頻率迅速變有源電力濾波器。這種濾波器即使在諧波頻率迅速變化時(shí)，也能產(chǎn)生相應(yīng)的補(bǔ)償電流，并可根據(jù)需要對(duì)無功化時(shí)，也能產(chǎn)生相應(yīng)的補(bǔ)償電流，并可根據(jù)需要對(duì)無功功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。這是一種非常理想、很有前途的補(bǔ)功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。這是一種非常理想、很有前途的補(bǔ)償裝置。償裝置。 q種類種類: :架空線路：四分裂架空線路：四分裂電纜線路電纜線路架空地線：防雷架空地線：防雷 直流線路直流線路（DC LineDC Line） R 主電路 交流斷路器交流斷路器（BreakerBreaker） 使使HVDCHVDC完全退出運(yùn)行完全退出運(yùn)行T Linel接地極和接地引線l陸地電極：土壤做導(dǎo)電媒質(zhì) 電阻率101000l 淺埋型 幾米l 垂直型 數(shù)十米l海洋電極：海水做導(dǎo)電媒質(zhì)