1直流輸電發(fā)展汞弧閥換流器時代晶閘管時代新型半導

1、1. 直流輸電發(fā)展 直流輸電發(fā)展汞弧閥換流器時代、晶閘管時代、新型半導體 換流設備時代三個階段。2.逆變條件 逆變條件：一個提供觸發(fā)延遲超過 90 90°的全控整流（Ud Ud <0 <0）電路，實現(xiàn)逆變。3.換流器運行外特性 換流器運行外特性 也稱伏安特性，是指它輸出的直流電壓平均值Vd Vd和直流電流Id Id 的函數(shù)關(guān)系。4.變壓器接線 變壓器接線可采用兩個雙繞組并聯(lián)，也可采用 一個三繞組，其中一個為星形連接

2、，另一個為三角形連接。5.過 負荷： 負荷：通常指直流電流高于其額定值，決定于直流電流。分為連 續(xù)過負荷，暫態(tài)過負荷，短期過負荷6.直流輸電系統(tǒng)損耗分布 直流輸電系統(tǒng)損耗分布 兩端換流站損耗、直流輸電線路損耗和接地極系統(tǒng)損耗7.控制系 控制系 統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)從低到高如 統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)從低到高如何分層 何分層換流閥控制級、單獨控制級、換 流器控制級、極控制級、雙極控制級、系統(tǒng)控制級。8.換流器控 換流器控 制歸根結(jié)底是 制歸根結(jié)底是換流閥觸發(fā)角的

3、相位控制，其中相位控制有等觸 發(fā)角控制和等相位間隔控制。9.換流器在運行中可能的控制方式 流器在運行中可能的控制方式 主要有 主要有：定觸發(fā)角、定直流電流、定直流功率、定丫角、定直流 電壓、無功功率控制。10.直流輸電 直流輸電控制系統(tǒng)功能 控制系統(tǒng)功能啟?？刂疲还?率控制；無功控制；換流變壓器抽頭控制；潮流反轉(zhuǎn)控制；系統(tǒng) 調(diào)制；運行人員控制；順序控制?！?換流 換流站內(nèi)主要設備 站內(nèi)主要設備 直流輸 電換流站由基本換流單元組成，基本

4、換流單元有6脈動換流單元 和12 12脈動換流單元兩種類型，每個基本換流單元主要包括換流 變壓器、換流閥、交直流濾波器、控制保護設備、交直流開關(guān)設 備等。12.換流變壓器型式 換流變壓器型式換流變壓器的總體結(jié)構(gòu)可以是三相三 繞組式、三相雙繞組式、單相雙繞組式和單相三繞組式四種。13.直流線路電暈與交流線路的不同 直流線路電暈與交流線路的不同交流線路電暈層中的帶電離 子只在導線周圍很小區(qū)域內(nèi)作往返運動，兩相和相導線與大地間 的廣大空間，

5、不存在帶電離子。直流線路發(fā)生電暈層中和導線極 性相反的離子被拉向?qū)Ь€，而和導線極性相同的離子背離導線， 沿電力線方向運動，這樣兩極和極導線與大地間的整個空間將充 滿帶電離子。14.直流線路的空間電場和離子流分布 直流線路的空間電場和離子流分布特點降低導線 表面電場強度和提高電暈起始電場強度均可以減小合成電場和 離子電流密度。1.直流輸電與交流輸電優(yōu)缺點比較 直流輸電與交流輸電優(yōu)缺點比較答：優(yōu)點：（1）直流輸電架空線路只需正負兩極導線、桿

6、塔結(jié)構(gòu) 簡單、線路造價低、損耗小。（2）直流電纜線路輸送容量大、造 價低、損耗小，不易老化、壽命長，且輸送距離不受限制。（3） 直流輸電不存在交流輸電的穩(wěn)定問題，有利于遠距離大容量輸 電。（4）采用直流輸電可實現(xiàn)電力系統(tǒng)之間的非同步聯(lián)網(wǎng)。（5） 直流輸電輸送的有功功率和換流器消耗的無功功率均可由控制 系統(tǒng)進行控制，可利用這種快速可控性來改善交流系統(tǒng)的運行性 能。（6）在直流電的作用下，只有電阻起作用，電感和電容均不 起作用，直流輸電采用

7、大地為回路，直流電流則向電阻率低的大 地深層流去，可很好地利用大地這個良導體。（7）直流輸電可方 便地進行分期建設和增容擴建，有利于發(fā)揮投資效益。缺點：（1） 直流輸電換流站比交流變電所的設備多、結(jié)構(gòu)復雜、造價高、損 耗大、運行費用高、可靠性也較差。（2）換流器對交流側(cè)來說， 除了是一個負荷（整流站）或電源（逆變站）以外，它還是一個 諧波電流源；對直流側(cè)來說，它還是一個諧波電壓源。（3）晶閘 管換流器在進行換流時需消耗大量的無功功率（約

8、占直流輸送功 率的40% 40%?60% 60%），每個換流站均需裝設無功補償設備。（4）直流 輸電利用大地（或海水）為回路而帶來一些技術(shù)問題。（5）直流 斷路器由于沒有電流過零點可以利用，滅弧問題難以解決，給制 造帶來困難2.整流器 整流器定直流 定直流電流 電流控制 控制一一 一一逆變器，籽角控制方 角控制方 式組 式組合，掌握其外特性 合，掌握其外特性圖及 圖及應用此種組合 用此種組合方式的優(yōu)缺點 式的優(yōu)缺點在這種 控制方式下，

9、整流器有定電流控制，保持直流電流恒定，優(yōu)缺點：1. 1. 利用定電流控制來防止直流電流大幅度變化；2, 2,逆變器定 Y控制可以保持直流電壓最高，從而得到好的運行經(jīng)濟性能；3. 3. 經(jīng)常采用的一種方式組合。其外特性圖如右圖3.換流器特征諧波 換流器特征諧波 及非特 及非特征諧 征諧波概念。 波概念。6脈動換流 換流器交流 器交流側(cè)特征 特征諧波、直 波、直流側(cè) 流側(cè)特征 諧波產(chǎn) 諧波產(chǎn)生原 生原理及兩側(cè) 理及兩側(cè)特征 特征諧波 諧波幅

10、值諧波 幅值諧波次數(shù)等特 次數(shù)等特點在假定平波 電抗器的電感量為無窮大時，換流站交流側(cè)的三相電流和直流側(cè) 電壓中的諧波，其次數(shù)和特性比較有規(guī)律，它們統(tǒng)稱為特征諧波。 換流器參數(shù)和控制的各種不對稱引起的諧波及交流電網(wǎng)中諧波 通過換流器轉(zhuǎn)移到直流側(cè)的諧波稱為非特征諧波。非特征諧波產(chǎn) 非特征諧波產(chǎn) 生原因：（1）換流站交流側(cè)：①直流電流中存在紋波；②交流電 壓中存在諧波；③交流基波電壓不對稱；④換流變壓器阻抗相間 差異；⑤Y-Y Y-Y繞組換

11、流器和Y-△繞組換流器觸發(fā)角差異；⑥換 流變壓器變比不同造成Y-Y繞組換流器和Y-△繞組換流器相電 壓不同；⑦Y-Y繞組換流變壓器和Y-△換流變壓器阻抗差異；⑧ 觸發(fā)脈沖不完全等距。（2）換流站直流側(cè)：①交流電壓中存在諧 波；②Y-Y Y-Y繞組換流器和Y-△繞組換流器的漏抗不相等和變比不 相等；③換流站中兩個極的換流器運行參數(shù)不相等；④換流變壓 器三相漏抗不平衡。5.濾波器不同的分類方法 濾波器不同的分類方法按用途分類：交 流濾波器直

12、流濾波器。按連接方式分類：串聯(lián)濾波器并聯(lián)濾波 器。按電源特性分類：有源濾波器無源濾波器。按濾波的實現(xiàn) 方式（按阻抗特性）分類：單調(diào)諧濾波器雙調(diào)諧濾波器三調(diào)諧 濾波器高通濾波器。6.并聯(lián) 并聯(lián)比串聯(lián) 串聯(lián)濾波器 濾波器的優(yōu)點 優(yōu)點1、濾波效果 好；2、串聯(lián)濾波器必須通過主電路中的全部電流，并對地采用 全絕緣；而并聯(lián)濾波器的一端接地，通過的電流只是由它所濾除 的諧波電流和一個比主電路中小得多的基波電流，絕緣要求也 低；3、在交流情況下，并聯(lián)

13、濾波器除濾波外，其中的電容器還 要同時向換流器提供無功功率。7.換流 換流變壓 變壓器與交 與交流變壓 變壓器不 同：換流變壓器由于換流變壓器的運行與換流器的換相所造成的 非線性密切相關(guān)，所以換流變壓器在漏抗、絕緣、諧波、直流偏 磁、有載調(diào)壓和試驗等方面與普通電力變壓器有著不同的特點。8.換流變 換流變壓器主要參 主要參數(shù)： 數(shù)：1、換流變壓器閥側(cè)交流額定電壓UVN UVN2、 換流變壓器閥側(cè)額定交流電流IVN IVN 3、換流變壓器額

14、定容量 SN SN 4、換流變壓器短路阻抗（短路電壓）。9.平波電抗器作用 平波電抗器作用1） 平波電抗器能防止由直流線路或直流開關(guān)站所產(chǎn)生的陡波沖擊 波進入閥廳，從而使換流閥免于遭受過電壓應力而損壞；2）平 波電抗器能平滑直流電流中的紋波，能避免在低直流功率傳輸時 電流的斷續(xù)；3）平波電抗器通過限制由快速電壓變化所引起的 電流變化率來降低換相失敗率。10. 10.干式平波電抗器的優(yōu)點 干式平波電抗器的優(yōu)點：1對地絕緣簡單2無油，并消除

15、了 火災危險和環(huán)境影響3潮流反轉(zhuǎn)時無臨界介質(zhì)場強4負荷電流 與磁鏈成線性關(guān)系5暫態(tài)過電壓較低6可聽噪聲低7質(zhì)量輕， 易于運輸，處理8運行維護費用低11. 11. 油浸式平波電抗器的優(yōu)點 油浸式平波電抗器的優(yōu)點：1油浸式平波電抗器由于有鐵芯， 因此增加單臺電感量很高2油浸式平波電抗器的油紙絕緣系統(tǒng) 很成熟3油浸式平波電抗器安裝在地面，因此重心低，抗震性 能好4油浸式平波電抗器采用干式套管穿入閥廳，取代水平穿 墻套管，解決水平穿墻套管的不均

16、勻濕閃問題。12. 12. 直流絕緣子結(jié)構(gòu)型式及電氣性能兩方面與交流絕緣子的不同 直流絕緣子結(jié)構(gòu)型式及電氣性能兩方面與交流絕緣子的不同 電氣性能：1）在同樣條件直流絕緣子比交流絕緣子更易受到污 染。2）在交流下，絕緣于表面各點的污染度是比較均勻的；3） 正極性導線的絕緣子串要比負極性導線的絕緣子串吸附更多的 污穢，這反映了污染特性中的極性效應。4）絕緣子的直流耐壓 隨污染度的增大而降低，而且比交流下降得更多。5）直流絕緣 子電解腐蝕現(xiàn)象

17、6）直流絕緣子的結(jié)構(gòu)型式一般均為耐污型，即 具有較長的表面泄漏距離，以利于縮短絕緣子串的總長度。4. 4.諧 波對電力系統(tǒng)、電力設 波對電力系統(tǒng)、電力設備的影響特征 備的影響特征：諧波電流、諧波電壓對電 力系統(tǒng)的影響：1、當系統(tǒng)中存在諧波分量時，可能會引起局部 的并聯(lián)或串聯(lián)諧振，放大了諧波分量，因此增加了由于諧波所產(chǎn) 生的附加損耗和發(fā)熱，可能造成設備故障；2、由于諧波的存在， 增加了系統(tǒng)中元件的附加諧波損耗，降低了發(fā)電、輸電及用電設 備

18、的使用效率；3、諧波將使電力設備元件加速絕緣老化，縮短 使用壽命；4、諧波可能導致某些電力設備不正常的工作；5、干 擾鄰近的通信系統(tǒng)，降低通信質(zhì)量。諧波電流、諧波電壓對電力設備的影響：1、輸電線路電網(wǎng)：1） 有功功率損耗加大2）電網(wǎng)中的波形受污染，供電質(zhì)量下降，危及 各種用電設備的正常運行3）對采用電纜線路的輸電線路，使電壓 波形出現(xiàn)尖峰，使絕緣加速老化，縮短壽命；4）從運行角度看， 增加了電纜發(fā)生故障概率，使可靠性降低，增加維修費用。

19、2、電容器組：由于電容器的容抗隨頻率的增加顯著地降低，所 以即使在電壓中的諧波分量不大，也會產(chǎn)生較大的諧波電流，使 電容器組過負荷。3、變壓器和旋轉(zhuǎn)電機：1）.主要影響是增加了 銅損耗和鐵損耗。2）.引起變壓器外殼、外層硅鋼片和某些緊固件 的發(fā)熱3）.引起的機械振動對電機有很大危害。4、斷路器：在較 大的高次諧波分量時，斷路器的遮斷能力降低，嚴重情況下不能 正常工作；如果出現(xiàn)局部諧振時，將使斷路器在遮斷過程中產(chǎn)生 重燃現(xiàn)象，結(jié)果不能滅弧