第三講換流站主設(shè)備

高壓直流輸電系統(tǒng)HighVoltageDirectCurrentSystem華南理工大學(xué)電力學(xué)院2015年3月

第三章?lián)Q流站及其主設(shè)備換流站設(shè)備概述晶閘管換流器換流變壓器平波電抗器無功補(bǔ)償裝置134233435換流站的布局36換流站設(shè)備概述11.1、換流站一個(gè)極的主接線1.2、換流器整流：將交流電力變換成直流電力逆變：將直流電力變換成交流電力1.3、換流變壓器單相三繞組單相雙繞組角形套管星形套管1.4、平波電抗器干式油浸式1.5、濾波器濾波并提供一部分無功

直流濾波器交流濾波器1.6、無功補(bǔ)償裝置提供無功功率電壓調(diào)節(jié)提高電壓穩(wěn)定性分類：電力電容器同步調(diào)相機(jī)靜止無功補(bǔ)償器1.7、斷路器直流斷路器振蕩裝置1.8、阻尼器閥阻尼器：阻尼閥關(guān)斷時(shí)引起的振蕩，抑制相過電壓線路阻尼器：阻尼線路在異常運(yùn)行情況下發(fā)生的振蕩1.9、過電壓保護(hù)器保護(hù)站內(nèi)設(shè)備免受雷擊和操作過電壓之害1.10、電壓互感器和電流互感器1.11、接地電極與接地極線路連接大地（或海水）回路、固定換流站直流側(cè)的對(duì)地電位一般都是很大規(guī)模。例如，高肇直流工程的接地電極是直徑達(dá)到700m的圓環(huán)形。接地極線路天廣直流接地極線路工程，線路總長(zhǎng)14.812km高肇直流接地極線路工程，貴州側(cè)53.4km，廣東側(cè)70km1.12、調(diào)節(jié)裝置自動(dòng)控制換流器的觸發(fā)相位，調(diào)節(jié)直流線路的電壓、電流和功率1.13、繼電保護(hù)裝置檢測(cè)換流站內(nèi)設(shè)備（特別是換流器）和直流線路的故障、并發(fā)出故障處理指令1.14、高頻阻塞裝置抑制換流器在換向過程中所引起的無線電干擾晶閘管換流器2換流閥的主要類型及特點(diǎn)汞弧閥：容易發(fā)生逆弧、熄弧的故障，安裝及維護(hù)復(fù)雜晶閘管閥：不會(huì)發(fā)生逆弧，運(yùn)行可靠，維護(hù)簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)方便，造價(jià)日趨降低對(duì)晶閘管元件的基本要求耐壓強(qiáng)度高載流能力大高肇直流輸電工程的額定電壓500kV，額定電流3000A開通時(shí)間和電流上升率di/dt的限制開通時(shí)間10~20μs，電流上升率可達(dá)到100A/μs關(guān)斷時(shí)間和電壓上升率dV/dt的限制關(guān)斷時(shí)間200μs，電壓上升率可達(dá)到200V/μs①晶閘管換流器晶閘管級(jí)（ThyristorLevel）：由阻尼回路、分壓回路、晶閘管控制單元TCU和晶閘管組成。晶閘管①晶閘管換流器閥段（ValveSection）：13個(gè)晶閘管級(jí)與2臺(tái)（天廣直流4臺(tái)）閥電抗器串聯(lián)后，再與一只均壓電容器并聯(lián)構(gòu)成一個(gè)閥段。①晶閘管換流器組件（ModularUnit）：兩個(gè)閥段串聯(lián)后構(gòu)成一個(gè)閥組件。單閥（Valve）：三個(gè)組件串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)閥。①晶閘管換流器二重閥：兩個(gè)閥串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)二重閥。四重閥：四個(gè)閥串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)四重閥。②晶閘管換流閥的基本結(jié)構(gòu)座裝式懸掛式③晶閘管串并聯(lián)數(shù)目的確定電壓設(shè)計(jì)系數(shù):電流設(shè)計(jì)系數(shù):VDF：葛上5.7*240/250＝2.736；貴廣8.0*156/250=2.496CDF：貴廣3600*1*3/3000=3.6。④換流閥的阻尼和均壓回路RC阻尼電路：動(dòng)態(tài)均壓、在晶閘管關(guān)斷時(shí)阻尼振蕩以及為晶閘管電子設(shè)備提供電源。直流均壓電阻：穩(wěn)態(tài)均壓以及為晶閘管提供監(jiān)控和保護(hù)觸發(fā)信號(hào)。閥電抗器：在陡波沖擊條件下減輕晶閘管所承受的電壓；限制晶閘管的開通電流；以及改善閥內(nèi)的電壓分布。均壓電容：在陡波沖擊下改善閥內(nèi)的電壓分布，使晶閘管等元件不受損壞。⑤換流閥的觸發(fā)系統(tǒng)將低電位的觸發(fā)信號(hào)轉(zhuǎn)換成n個(gè)（n為換流閥中的晶閘管數(shù)）信號(hào)，分別傳送到處于高電位的晶閘管的門極回路，并在高電位對(duì)觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行放大和整形，使其可靠地觸發(fā)晶閘管。技術(shù)要求：可靠性高同期性好具有足夠絕緣強(qiáng)度抗干擾能力強(qiáng)觸發(fā)脈沖形成回路耗能低換流閥應(yīng)用換流閥應(yīng)用換流閥應(yīng)用換流閥應(yīng)用換流閥應(yīng)用換流閥應(yīng)用換流變壓器33.1整體結(jié)構(gòu)3.2換流變壓器的功能3.3換流變壓器的特點(diǎn)3.4換流變壓器的接線3.5換流變壓器的選擇換流變壓器容量的選擇換流變壓器電抗值的選擇事故電流的幅值不會(huì)超過同一事故點(diǎn)三相短路電流幅值的倍交流三相短路電流的幅值：最大事故電流：其中，換相電抗變壓器電抗交流系統(tǒng)等值電抗陽極電抗換流變壓器的分接頭調(diào)壓調(diào)節(jié)范圍：±15%~20%每檔檔距：1%~2%3.6實(shí)例平波電抗器4344.1.平波電抗器的主要參數(shù)的選擇4.2.平波電抗器型式4.3.工程實(shí)例西北－華中聯(lián)網(wǎng)工程靈寶背靠背換流站用平波電抗器，由西安西電變壓器公司設(shè)計(jì)。標(biāo)志著中國(guó)已獨(dú)立掌握了世界尖端的平波電抗器設(shè)計(jì)制造技術(shù)。這臺(tái)平波電抗器長(zhǎng)寬高分別為9.8、6.5和5.6米，總重量達(dá)124噸。無功補(bǔ)償裝置35分類靜態(tài)和動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置串聯(lián)補(bǔ)償和并聯(lián)補(bǔ)償裝置傳統(tǒng)和現(xiàn)代無功補(bǔ)償裝置運(yùn)動(dòng)和靜止無功補(bǔ)償裝置有源和無源無功補(bǔ)償裝置高壓和低壓無功補(bǔ)償裝置并聯(lián)無功補(bǔ)償裝置的分類靜態(tài)無功補(bǔ)償在負(fù)荷較為平穩(wěn)的情況下，為達(dá)到降低線路損耗、調(diào)節(jié)電壓水平而采取的一種靜態(tài)補(bǔ)償方式。包括并聯(lián)電容器組和并聯(lián)電抗器組。并聯(lián)電容器：補(bǔ)償感性無功和提供電壓支持，具有價(jià)格低廉、安裝靈活、操作簡(jiǎn)單、功率損耗小、運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償指阻抗可調(diào)、補(bǔ)償容量能快速實(shí)時(shí)跟蹤負(fù)荷或系統(tǒng)的無功功率變化而變化的一種無功補(bǔ)償方式。輸出能自動(dòng)響應(yīng)并實(shí)時(shí)跟蹤給定