高压直流输电课后习题答案
《高压直流输电技术》思考题及答案
一.高压直流输电发展三个阶段的特点？
答：1 1954年以前——试验阶段；
参数低；采用低参数汞弧阀；发展速度慢。
2 1954年~1972年——发展阶段；
技术提高很大；直流输电具有多方面的目的（如水下传输；系统互联；远距离、大容量传输）。
3 1972年~现在——大力发展阶段；
采用可控硅阀；几乎全是超高压；单回线路的输电能力比前一阶段有了很大的增加；发展速度快。
二.高压直流输电的基本原理是什么？
答：直流输电线路的基本原理图见图1.3所示。从交流系统 向系统 输电能时，换流站CS1把送
端系统送来的三相交流电流换成直流电流，通过直流输电线路把直流电流（功率）输送到换流站CS2，再由CS2把直流电流变换成三相交流电流
三.高压直流输电如何分类？
答：分两大类：
1 单极线路方式；
A.单极线路方式；
采用一根导线或电缆线，以大地或海水作为返回线路组成的直流输电系统。
B.单极两线制线路方式；
将返回线路用一根导线代替的单极线路方式。
2 双极线路方式；
A. 双极两线中性点两端接地方式；
B. 双极两线中性点单端接地方式；
C. 双极中性点线方式；
D. “背靠背”（back- to- back）换流方式。
四.高压直流输电的优缺点有哪些？
答：优点：1 输送相同功率时，线路造价低；
2 线路有功损耗小；
3 适宜海下输电；
4 没有系统的稳定问题；
5 能限制系统的短路电流；
6 调节速度快，运行可靠
缺点：1 换流站的设备较昂贵；
2 换流装置要消耗大量的无功；
3 换流装置是一个谐波源，在运行中要产生谐波，影响系统运行，所以需在直流系统的交流侧和直
流侧分别装设交流滤波器和直流滤波器，从而使直流输电的投资增大；
4换流装置几乎没有过载能力，所以对直流系统的运行不利。
5 由于目前高压直流断路器还处于研制阶段，所以阻碍了多端直流系统的发展。
6 以大地作为回路的直流系统，运行时会对沿途的金属构件和管道有腐蚀作用；以海水作为回路时，
会对航海导航仪产生影响。
五.为什么输送相同功率时，直流输电线路比交流输电线路造价低？
答：因为（1）对于架空线路，交流输电通常采用了三根导线而直流只需一根或二根导线，在输送
同功率的条件下，直流输电可节省大量的有色金、钢材、绝缘子和线路金具，同时也可以减少大量的运输安装费。（2）直流输电对其线路走廊，铁搭高度，占地面积等方面比交流输电优越。（3）对于电缆线路，直流电缆与交流电缆相比，其投资费和运行费都更为经济。
六. 高压直流输电的适用范围有哪些？
答：（1）远距离大功率输电；（2）海底电缆送电；（3）不同频率或同频率非周期运行的交流系统之间的联络；（4）用地下电缆向大城市供电；（5）交流系统互联或配电网增容时，作为限制短路电流的措施之一；（6）配合新能源供电。
七. 什么是交直流输电比较的经济等价距离？
答：在输送功率相同或可靠性指标相当的条件下，直流输电与交流输电相比，虽然换流站的投资比变电站的投资要高，但直流输电线路的投资比交流输电线路的投资要低。如果当输电距离增加到一个定值时，采用直流输电线路所节省的费用，刚好可以抵偿换流站所增加的费用，这个距离叫交直流输电比较的经济等价距离。
八. 可控硅元件伏安特性中，反向击穿电压、正向转折电压 的概念是什么？
答：反向击穿电压：反向击穿单桥整流器中的晶闸管阀所需的电压。
九. 可控硅阀从关断状态转入导通状态必须具备的两个条件是什么？
答：（1）晶闸管元件承受的正向电压（即阳极电位高于阴极电位）
（2）控制极要得到触发脉冲信号。
十. 简述理想状态下整流器的换相过程及工作原理？
答：1 换相过程
开始时刻V1、V2导通，交流电源的线电压为e ac ，通过导通的阀加在直流输出端M 、N 上，
直流母线M 、N 上的直流输出电压为e ac = e a - e c
经过ωt=60o时，过C3点，e b > e a V3承受正向电压而导通，
V1承受反向电压而截止。
V2，V3导通；
经过ωt=120o时，过C4点，e c > e a V4承受正向电压而导通，
V2承受反向电压而截止。
V3，V4导通；
经过ωt=180o时，过C5点，e c > e b V5承受正向电压而导通，
V3承受反向电压而截止。
V4，V5导通；
随后每隔60o依次换相一次，如此循环往复，
2 工作原理
联系最高交流电压的晶闸管将导通，电流由此流出；联系最低交流电压的晶闸管也将导通，电流由此返回；通过按照一定次序的晶闸管的“通”与“断”，将交流电压变换成脉动的直流电压。 十一. 在理想状态下，根据整流器的电压波形，导出平均直流电压公式。
答：取单桥整流器在理想情况下一周期的六分之一电压波形进行积分，这段面积为：E t E t td E A 2|sin 2cos 26666===--?ππππωωω，将A 除以3π即所得到这种情况下直流电压的平均值：
E A V d 35.13
1==π.
十二. 在考虑触发延迟角的换相过程中，为什么调整α角可以改变直流功率的输出？
答：在考虑触发延迟角的换相情况下，平均直流电压公式αcos 35.1E V d =，可以看出在考虑到0
>α
的情况下，与0=α时比较，直流输电电压改变了一个αcos ，调节α值，可改变V d ，从而改变直
流输出功率
十三. 为什么换流器不管是整流还是逆变，换流器都将从系统吸收无功功率？
答：在忽略换流器的损耗时交流功率一定等于直流功率，即Cos φ=Cos α;
当α=0o时，电流的基频分量I a ,与相电压e a 同相位。
有功功率 P=E a I a Cos φ 为正，
无功功率 Q=E a I a Sin φ 为零；
当α=0o↗90o时 P 减小，Q 增大；
当α=90o时 P 为零，Q 增到最大；
当α=90o↗180o时 P 变为负，其绝对值增大，Q 仍为正，但幅值减小；
当α=180o时 P 达到负的最大值，Q 为零。
所以，换流器不管是整流还是逆变，换流器都将从系统吸收无功功率。
十四. 分析换流器从某一组阀导通状态转为另一组阀导通状态的基本原则是什么？
答：在任何一个阀开始或停止的瞬间，电路就从一个线性电路改为另一个线性电路，而且在这瞬间，根据电路的开闭定律，通过电感的电流是连续的，不会突变，因此在这瞬间之后的另一个电路中的任一电感支路电流的初值应等于这瞬间之间的电路中的同一支路的电流的终值。
十五. 换相点流与换相电压的概念。
答：提供换相的电源的二相短路电流称为换相电流，提供换相电流的交流电压称为换相电压。 十六. 在α>0，μ>0的情况下，为什么直流输出电压产生了一个电压降？
答：因为由于换相引起直流电压平均值的变化量V ?正比于I d ，因此换相的效应也就相当于直流
侧有一等效电阻R a ，引起直流输出电压的下降。
十七. 为使整流状态转为逆变状态，需要哪两个条件？
答：1 为使整流状态转为逆变状态，需要的两个条件为：
1) 改变直流电压的极性；
2) 加大延迟角，使α>90o。
2 整流范围为：0o<α<90o
逆变范围为：90o<α<180o
十八. 延迟触发角变化范围是多少？整流、逆变各在什么范围内？
答：延迟触发角变化范围为?<
答：（1）在直流母线上加一个足够大的直流电压，以克服反电势的作用。
（2）在直流电压小于交流反电势的瞬时值时，为了保持电流的连续，直流回路中要有充分大的电感，利用储藏在磁场中的能量帮助电流连续导通而不中断。
二十. 换流站的主要设备有哪些？
答：换流器、换流变压器、交流断路器、直流电抗器、阻尼器、滤波器、无功补偿装置、过电压保护器、电压互感器和电流互感器、接地电阻、调节装置、继电保护装置、高频阻塞装置。
二十一. 直流电抗器的作用是什么？
答：1 减少直流侧的交流脉动分量，即起滤波作用；
2 在最小电流运行时，使电流保持连续；
3 当直流送电回路发生故障时能抑制电流的上升速度。
二十二. 阻尼器的作用是什么？
答：（1）并联于换流器阀的阻尼器用来阻尼阀关断时引起的振荡，抑制相过电压。
（2）线路阻尼器用于阻尼线路在异常运行情况下发生的振荡。
二十三. 滤波器的作用是什么？
答：（1）对交流侧和直流侧进行滤波
（2）为换流站提供一部分的无功功率
二十四. 晶闸管换流器对晶闸管元件的基本要求是什么？
答：（1）耐压强度高；（2）载流能力强；（3）开通时间和电流上升率（dt di
）的限制，即约为100A/
s μ；（4）关断时间与电压上升率（dt
dv ）的限制，即约为200V/s μ. 二十五. 换流阀片的额定电流如何选择？
答：依据是晶闸管升温的最高允许值
二十六. 换流阀串联元件数如何选择？
答：用电压设计系数和电流设计系数作为选择晶闸管串并联数的依据。
二十七. 如何选取直流电抗器的电感值Ld?
答：直流电抗器的作用：减少直流侧的交流脉动量，小电流时保持电流的连续性以及当直流送电回路发生故障时，能抑制电流的上升速度，从作用来看，它的电感量Ld 越大越好，但是Ld 过大，当电流迅速变化时在直流电抗器上产生的过电压dt
di t d 就越大，另外作为一个延时环节，Ld 过大对直流电流的自动调节不利，所以满足上述三项要求的前提下，直流电抗器的电感Ld 应尽量小。 二十八. 为什么直流电缆比交流电缆年运行费用低？
答：电缆用于交流时，除了心线的电阻损耗之外，还存在绝缘的介质损耗以及铅包和铠装中的磁应损耗，而用于直流侧，则基本上只有心线的电阻损耗且绝缘的老化也缓慢多，因此直流的年运行费用比相应的交流电缆低。
二十九. 选择直流线路额定电压时应考虑哪些因素？
答：在选择线路电压时，不仅要考虑线路本身及两端换流站的全部费用而且要使所选择的导线截面和分裂数满足电线表面允许电场强度要求，同时，还必须考虑线路的输送容量和电压应与阀桥的额定电压及电流相配合，以使线路和阀桥都要得到充分的利用。
三十. 为限制电晕损耗和无线电干扰，额定电压的选择应满足什么要求？
答：为了限制电晕损耗和无线电干扰，选择的额定值还应根据临界电晕电压进行校验，满足额定电压小于临界电晕电压的要求。
三十一. 为什么双极导线的电晕损耗要比两根极性相反的单极线路的电晕损耗之和要大？
答：在单极直流电晕的情况下，整个电极空间充斥着符号与导线极性相同的空间电荷，这将使导线附近的电场减弱起到良好的“屏蔽”作用，在双极情况下，由于在导线间同时存在着两种极性相反的离子被次消弱对方所造成的屏蔽效应，因此双极导线的电晕损耗要比两根极性相反的单极线路的电晕损耗之和要大。
三十二. 采用实用计算曲线法，如何计算双极线路的全年电晕损耗电量？
答：计算步骤为：
1) 确定双极线路采用的子导线的截面；
2) 根据采用的子导线的截面在双极直流线路电晕损耗实用计算曲线上用查值法查出单位
公里电晕损耗量；
3) 用查出的单位公里电晕损耗量乘以线路长度、再乘以线路的年运行小时数，即为双极
线路的全年电晕损耗电量。
三十三. 采用大地回路的直流输电系统的接地电极分几种，陆地电极有几种型使？
答：接地电极分为陆地电极和海岸电极；陆地电极分为直线棒、圆环和星形。
三十四. 为了消除直流线路对大地回路，对其它公用设施的不利影响，应采取什么措施？
答：最重要的措施是使接地电极的位置与有关设施保持足够的距离，如有必要，还可以对地极埋设
附近的金属构件采用阴极保护或对地下金属物加涂绝缘层。
三十五. 换流器的特征谐波的概念
答：一个脉波数为P 的换流器，在它的直流侧产生的谐波次数为n=KP ，在它的交流侧产生的谐波数为n=KP ±1（K 是任何正整数）由以上式子确定的谐波称为换流器的特征谐波。
三十六. 减少换流器谐波的措施有哪些？
答：减少换流器谐波的主要方法目前采用增加脉波数和装设滤波器两种。
三十七. 换相角μ和延迟触发角α对谐波电流有什么影响？
答：换相角μ和延迟角α对谐振电流的影响：
（1）换相角μ增大，谐振电流将下降，谐波次数越高，谐波电流下降得越快。
（2）在一定的范围内，谐振电流下降的速度也随μ角的增大而加快。
（3）每次谐波在n ?=360μ附近时，谐波电流I n 下降到最小值，然后再略有增大。
（4）如果μ为定值，各次谐波电流随不同的α值的变化是微小的。
（5）在任何情况下，谐波电流有效值不会超过n I d 78.0。
三十八. 并联滤波器与串联滤波器相比有什么优点？
答：具有以下优点：
1) 滤波效果好；
2) 串联滤波器必须通过主电路的全部电流，并对地采用全绝缘，而并联滤波器的一端接
地，通过的电流只是由它所滤除的谐波电流和一个比主电路小得多的基波电流，绝缘
要求也低；
在交流情况下，并联滤波器除滤波外，其中的电容器还可以同时向换流器提供无功功率。
三十九. 交流滤波器按阻抗特性分为几种滤波器？
答：可分为（1）单调谐滤波器；（2）双调谐滤波器；（3）高通滤波器
四十. 何谓滤波器的品质因数？滤波器的品质因数对滤波器有什么影响？
答：滤波器的品质因数为：滤波器的电抗X 0与电阻R (n)的比值。
即 Q= X 0/ R (n)
滤波器的阻抗┃Z ┃=
当品质因数Q 值越大，则谐振频率阻抗┃Z ┃就越小，滤波效果就越好，同时有功功率的消耗也就越小。
但是Q 值也不能太大，否则系统频率的变化以及电感和电容受温度变化而变化时滤波器容易失调，影响滤波效果。
四十一. 如何选择交流滤波器的参数？
答：交流滤波器的选择首先应根据技术经济分析选择电容，然后根据要求的调谐频率计算出相应的电感，最后再根据最佳Q 值确定电阻值，（按最小投资选择滤波器容量求取参数）。
四十二. 评定滤波器效果的准则是什么？
答：评定滤波器效果是否适当的准则是经滤波以后完全没有谐波的有害影响。
四十三. 直流滤波器电容器的额定参数选择与交流滤波器有什么不同？
答：直流滤波器电容器的额定参数是按照线路电压、滤波要求和经济性决定的；而交流滤波器电容器的额定参数是根据总的无功功率来确定。
四十四. 直流输电系统在稳态正常运行方式下运行参数有哪些？
答：直流输电系统在稳态正常运行方式下运行参数有两端的直流电压、直流电流和输送功率。
四十五.高压直流输电系统控制配置中主要有哪些控制？
答：高压直流输电系统控制配置中有站控制、极控制、桥控制和阀单元控制。
四十六.对高压直流输电控制系统的基本要求有哪些？
答：（1）为了避免电流流过阀和其它载流元件出现危险的状况应限制电流的最大值；（2）要限制由于交流系统的波形而引起的直流电流的流动；（3）尽可能地防止逆变器相失败；（4）尽可能使功率因数保持较高的值；（5）为了使功率损耗最小，要求保持线路端电压恒定并且等于额定值；（6）为控制所输送的电能，有时则要求控制某一端的频率
四十七.为什么在高压直流输电系统的控制中要使功率因数保持较高值？
答：（1）对于给定的阀和变压器的电流和电压额定值，要求尽可能高的保持换流器的功率额定值；（2）减少阀和阻力回路应力；（3）使接至换流器的交流回路中所需的电流和铜耗达到最小值；（4）当换流器的负荷减少时，使换流器的交流端的电压降到最小值。
四十八.高压直流输电系统基本的控制方式有哪些？
答：高压直流输电系统基本的控制方式有定电流控制、定电压控制、定越前角控制、定熄弧角控制和定延迟角控制。
四十九.叙述定电流的控制原理。
答：定电流的控制原理如下：
1)通过直流互感器测量直流电流I d。
2)将I d与电流整定值I d0（也称电流指令）进行比较。
3)将I d与I d0进行比较的差值ε（称为误差或误差信号）输入控制放大器A中进行放大。将放大的信号输入相位控制回作为控制电压，进行所需的相位控制，从而达到控制直流电流为恒定目的
五十.什么是潮流翻转？如何实现潮流翻转？
答：要实现潮流翻转只有使线路的直流电压改变极性，这可通过调节整流器的触发相位，使延迟角大于90°，变为逆变状态运行，而同时把原来的逆变器触发相位提前，变为整流状态运行，翻转过程是自动进行的。
五一. 某一直流工程设计输送容量为700MW，采用500KV电压等级的线路输送，请根据表一提供的元件参数，选择一个适宜工程所需的晶闸管元件参数。（经计算换流变压器的最大故障电流为27000A，元件并联数为1，电流设计系数取3）
1)计算直流系统的额定电流：700X103KW/500KV=1400 （A）
2)用电流设计系数公式求取元件的额定电流：
3)CDF=（元件的额定电流X元件并联数X3）/直流系统的额定电流
将已知数据代入上式得：元件的额定电流=直流系统的额定电流=1400 （A）
4)选择元件：
西门子：故障电流承受水平26000<27000 不满足；东芝、BBC的满足；
东芝：换流功率=1500X2500=375X104
BBC：换流功率=1800X4000=720X104
东芝、BBC的换流功率相比，东芝的换流功率太小，故选择BBC的元件。
我国特高压直流输电技术的现状及发展
我国特高压直流输电技术的现状及发展 （华北电力大学，北京市） 【摘要】直流输电是目前世界上电力大国解决高电压、大容量、远距离送电和电网互联的一个重要手段。本文主要介绍了特高压直流输电技术的特点，特高压直流输电技术所要解决的问题,特高压直流输电技术的在我国发展的必要性以及发展前景。 【关键词】特高压直流输电，特点，问题，必要性，发展前景 0．引言 特高压电网是指由特高压骨干网架、超高压、高压输电网、配电网及高压直流输电系统共同构成的分层、分区，结构清晰的大电网。其中，国家电网特高压骨干网架是指由1000kV级交流输电网和±600kV级以上直流输电系统构成的电网。 特高压直流输电技术起源于20 世纪60 年代，瑞典Chalmers 大学1966 年开始研究±750kV 导线。1966 年后前苏联、巴西等国家也先后开展了特高压直流输电研究工作，20 世纪80 年代曾一度形成了特高压输电技术的研究热潮。国际电气与电子工程师协会（IEEE）和国际大电网会议（Cigre）均在80 年代末得出结论：根据已有技术和运行经验，±800kV 是合适的直流输电电压等级，2002 年Cigre又重申了这一观点。随着国民经济的增长，中国用电需求不断增加，中国的自然条件以及能源和负荷中心的分布特点使得超远距离、超大容量的电力传输成为必然，为减少输电线路的损耗和节约宝贵的土地资源，需要一种经济高效的输电方式。特高压直流输电技术恰好迎合了这一要求。 1．特高压直流输电的技术特点 1.1特高压直流输电系统 特高压直流输电的系统组成形式与超高压直流输电相同，但单桥个数、输送容量、电气一次设备的容量及绝缘水平等相差很大。换流站主接线的典型方式为每极2组12脉动换流单元串联，也可用每极2组12脉动换流单元并联。特高压直流输电采用对称双极结构，即每12脉动换流器的额定电压均为400kV，这样的接线方式使运行灵活性可靠性大为提高。特高压直流输电的运行方式有：双极运行方式、双极混合电压运行方式、单击运行方式和单极半压运行方式等。换流阀采用二重阀，空气绝缘，水冷却；控制角为整流器触发角15°；逆变器熄弧角17°。换流变压器形式为单相双绕组，油浸式；短路阻抗16%-18%；有载调压开关共29档，每档1.25%。换流站平面布置为高、低压阀厅及其换流变压器采用面对面布置方式，高压阀厅布置在两侧，低压阀厅布置在中间。 1.2 特高压直流输电技术的主要特点 （1）特高压直流输电系统中间不落点，可点对点、大功率、远距离直接将电力送往负荷中心。在送受关系明确的情况下，采用特高压直流输电，实现交直流并联输电或非同步联网，电网结构比较松散、清晰。 （2）特高压直流输电可以减少或避免大量过网潮流，按照送受两端运行方式变化而改变潮流。特高压直流输电系统的潮流方向和大小均能方便地进行控制。 （3）特高压直流输电的电压高、输送容量大、线路走廊窄，适合大功率、远距离输电。 （4）在交直流并联输电的情况下，利用直流有功功率调制，可以有效抑制与其并列的交流线路的功率振荡，包括区域性低频振荡，明显提高交流的暂态、动态稳定性能。 （5）大功率直流输电，当发生直流系统闭锁时，两端交流系统将承受大的功率冲击。 1.3 与超高压直流输电比较 和±600千伏级及600千伏以下超高压
特高压输电工程简介
特高压输电工程简介 ABSTRACT: Transporting electrical power with ultra-high voltage has been very popular these days, but most people in the society do not know much about it. In this essay, we will have a short cover about ultra-high voltage technology and focus on the necessity and importance of ultra-high voltage for China to develop this technology, some difficulties in this process, and finally some sample projects in destruction. KEY WORDS：ultra-high voltage, electrical power 摘要：特高压输电，作为近年来国家重点发展的示范项目，已经引起了越来越多的关注和讨论，社会中的绝大部分群体对这一新兴概念并不十分了解，本文对我国特高压输电工程进行一个简单的介绍和讨论，重点介绍我国现阶段特高压输电的必要性和重要性、期间面临的一些反对意见和应对措施、我国现阶段对特高压工程的研究进展情况，以及目前已建成的或在建的特高压示范工程规划。 关键词：特高压，电力系统 目前我国常用的电压等级有：220V、380V、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV。交流220kV及以下的称为高压（HV），330kV到750kV为超高压（EHV），交流1000kV及以上为特高压（UHV），通常把1000KV到1150kV这一级电压称为百万伏级特高压。对于直流输电，±600kV及以下的为高压直流（HVDC），±600kV以上为特高压直流（UHVDC）。 对于我国发展特高压输电的必要性和重要性，主要有以下几个方面： （1）电力快速发展的需要 改革开放30 年以来，我国用电总量快速增长。1978 年，全社会用电量为2498 亿千瓦时，到2007 年达到32565 亿千瓦时，是1978 年的13 倍，年均增长9.45%。改革开放之初，我国逐步扭转了单纯发展重化工业的思路，轻工业得以快速发展，用电增速呈现先降后升的态势，“六五”、“七五”期间年均增长分别达到6.52%、8.62%，其间，在经济体制改革的带动下，我国用电增速曾连续6 年（1982～1987 年）逐年上升，是改革开放以来最长的增速上升周期。1990 年以来，在小平南巡讲话带动下，我国经济掀起了新的一轮发展高潮。“八五”期间，全社会用电增长明显加快，年均增长10.05%。“九五”期间，受经济结构调整和亚洲金融危机影响，用电增速明显放缓，年均增长6.44%，尤其是1998 年，增速仅为2.8%，为改革开放以来的最低水平。进入“十五”以来，受积极的财政货币政策和扩大内需政策拉动，我国经济驶入快速增长轨道，经济结构出现重型化，用电需求持续高速增长，年均增长12.96%，尤其是2003 年、2004 年达到了改革开放以来用电增长高峰，增速分别为15.3%和15.46%。“十一五”前两年，我国用电继续保持快速增长势头，增速均高于14%。 由此可以看出，随着工业化和城镇化的不断推动和发展，我国用电量逐年增加，在工业化和全面建设小康社会的带动下，预计我国到2020 年全社会用电量将达到6.5～7.5 万亿千瓦时，年均增速将达到5.5%～6.6%；人均用电量达到4500～5200千瓦时，相当于日本上世纪80 年代的水平。所以，要求现有的电力系统增大发电容量，满足用电需求。 （2）我国资源和电力负荷分布不均衡 受经济增长，尤其是工业生产增长的强劲拉动，我国电力需求实现高速增长，但是，我国用电增长地区分布不均。总体来看我国东部沿海经济发达地区用电强劲增长，西部地区高耗能产业分布较多的省区用电增长幅度也较大，中部地区增长较慢，我国电力系统的负荷也呈现出结构性变化。但是，我国的资源分布却呈现出相反的情况，水能、煤炭等电力资源主要分布在中西部地区，远离东部的集中用电区域，这同
高压直流输电与特高压交流输电的优缺点比较
高压直流输电与特高压交流输电的优缺点比较 从经济方面考虑，直流输电有如下优点： (1) 线路造价低。对于架空输电线，交流用三根导线，而直流一般用两根采用大地或海水作回路时只要一根，能节省大量的线路建设费用。对于电缆，由于绝缘介质的直流强度远高于交流强度，如通常的油浸纸电缆，直流的允许工作电压约为交流的3倍，直流电缆的投资少得多。 (2) 年电能损失小。直流架空输电线只用两根，导线电阻损耗比交流输电小；没有感抗和容抗的无功损耗；没有集肤效应，导线的截面利用充分。另外，直流架空线路的“空间电荷效应”使其电晕损耗和无线电干扰都比交流线路小。 所以，直流架空输电线路在线路建设初投资和年运行费用上均较交流经济。 直流输电在技术方面有如下优点： (1) 不存在系统稳定问题，可实现电网的非同期互联，而交流电力系统中所有的同步发电机都保持同步运行。直流输电的输送容量和距离不受同步运行稳定性的限制，还可连接两个不同频率的系统，实现非同期联网，提高系统的稳定性。 (2) 限制短路电流。如用交流输电线连接两个交流系统，短路容量增大，甚至需要更换断路器或增设限流装置。然而用直流输电线路连接两个交流系统，直流系统的“定电流控制”将快速把短路电流限制在额定功率附近，短路容量不因互联而增大。 (3) 调节快速，运行可靠。直流输电通过可控硅换流器能快速调整有功功率，实现“潮流翻转”(功率流动方向的改变)，在正常时能保证稳定输出，在事故情况下，可实现健全系统对故障系统的紧急支援，也能实现振荡阻尼和次同步振荡的抑制。在交直流线路并列运行时，如果交流线路发生短路，可短暂增大直流输送功率以减少发电机转子加速，提高系统的可靠性。 (4) 没有电容充电电流。直流线路稳态时无电容电流，沿线电压分布平稳，无空、轻载时交流长线受端及中部发生电压异常升高的现象，也不需要并联电抗补偿。 (5) 节省线路走廊。按同电压500 kV考虑，一条直流输电线路的走廊～40 m，一条交流线路走廊～50 m，而前者输送容量约为后者2倍，即直流传输效率约为交流2倍。 下列因素限制了直流输电的应用范围： (1) 换流装置较昂贵。这是限制直流输电应用的最主要原因。在输送相同容量时，直流线路单位长度的造价比交流低；而直流输电两端换流设备造价比交流变电站贵很多。这就引起了所谓的“等价距离”问题。 (2) 消耗无功功率多。一般每端换流站消耗无功功率约为输送功率的40%～60%，需要无功补偿。 (3) 产生谐波影响。换流器在交流和直流侧都产生谐波电压和谐波电流，使电容器和发电机过热、换流器的控制不稳定，对通信系统产生干扰。 (4) 缺乏直流开关。直流无波形过零点，灭弧比较困难。目前把换流器的控制脉冲信号闭锁，能起到部分开关功能的作用，但在多端供电式，就不能单独切断事故线路，而要切断整个线路。 (5) 不能用变压器来改变电压等级。 直流输电主要用于长距离大容量输电、交流系统之间异步互联和海底电缆送电等。与直流输电比较，现有的交流500 kV输电(经济输送容量为1 000 kW、输送距离为300～500 km)已不能满足需要，只有提高电压等级，采用特高压输电方式，才能获得较高的经济效益。
特高压直流输电技术研究
特高压直流输电技术研究 发表时间：2017-07-04T11:23:41.107Z 来源：《电力设备》2017年第7期作者：杨帅 [导读] 摘要：文章首先介绍了特高压直流输电原理，接着分析了特高压直流输电技术的特点，特高压直流输电技术的优点、交直流特高压技术的应用，未来需要解决的难点等。通过分析能够看出，当前特高压直流输电技术在中国具有广阔的应用前景。 （国网河北省电力公司检修分公司河北省石家庄 050000） 摘要：文章首先介绍了特高压直流输电原理，接着分析了特高压直流输电技术的特点，特高压直流输电技术的优点、交直流特高压技术的应用，未来需要解决的难点等。通过分析能够看出，当前特高压直流输电技术在中国具有广阔的应用前景。 关键词：特高压；直流输电；应用 引言 随着国民经济的持续快速发展，我国电力工业呈现加速发展态势，近几年发展更加迅猛。按照在建规模和合理开工计划，全国装机容量 2010 年达到 9.5 亿千瓦，2020 年达到 14.7 亿千瓦；用电量 2010 年达到 4.5 万亿千瓦时，2020 年达到 7.4 万亿千瓦时。电力需求和电源建设空间巨大，电网面临持续增加输送能力的艰巨任务。同时我国资源分布不均匀，全国四分之三的可开发水资源在西南地区，三分之二的煤炭资源分布在西北地区，而经济发达的东部地区集中了三分之二的用电负荷。大容量、远距离输电成为我国电网发展的必然趋势。 同时，特高压输电具有明显的经济效益。特高压输电线路可减少铁塔用材三分之一，节约导线二分之一，节省包括变电所在内的电网造价约 10%-15%。特高压线路输电走廊仅为同等输送能力的 500k V 线路所需走廊的四分之一，这对人口稠密、土地宝贵或走廊困难的国家和地区带来重大的经济社会效益。 1特高压直流输电原理 高压直流输电的电压等级概念与交流输电不一样。对于交流输电来说，一般将 220k V 及以下的电压等级称为高压，330 ～ 750k V 的称为超高压 ,1000k V 及以上的称为特高压。直流输电把 ±500k V 和 ±660k V 称为超高压；±800k V 及以上电压等级称为特高压。 直流输电工程是以直流电的方式实现电能传输的工程。直流电必须经过换流（整流和逆变）实现直流电变交流电，然后与交流系统连接。 两端直流输电系统可分为单极系统（正极和负极）、双极系统（正、负两极）和背靠背直流系统（无直流输电系统）三种类型。 2特高压直流输电优点 我国目前发展的特高压输电技术包括特高压交流输电技术和特高压直流输电技术。一般特高压交流输电技术用于近距离的组网和电力输送，直流输电技术用来进行远距离、大规模的电力输送，两者在以后的电网发展中都扮演重要角色。本文对其中的特高压直流输电技术进行简要分析，其优点主要包括以下几个方面。 在直流输电的每极导线的绝缘水平和截面积与交流输电线路的每相导线相同的情况下，输电容量相同时直流输电所需的线路走廊只需交流输电所需线路走廊的2/3，在土地资源越来越紧张的今天，特高压直流输电线路可以节省线路走廊的优点显得更加突出。 在输送功率相同的情况下，直流输电的线路损耗只有交流输电的2/3，长久以往可以节约大量的能源；同时直流输电可以以大地为回路，只需要一根导线，而交流输电需要3根导线，在输电线路建设方面特高压直流输电电缆的投资要低很多。 交流输电网络互联时需要考虑两个电网之间的周期和相位，而直流输电不存在系统稳定性问题，相比交流输电网络，能简单有效地解决电网之间的联结问题。 长距离输电时，采用直流输电比交流输电更容易实现，如800kv的特高压直流输电距离最远可达2500km。 3特高压直流技术存在的不足 （1）直流输电换流站比交流变电所结构复杂、造价高、运行费用高，换流站造价比同等规模交流变电所要高出数倍。（2）为降低换流器运行时在交流侧和直流侧产生的一系列谐波，需在两侧需分别装设交流滤波器和直流滤波器，使得换电站的占地面积、造价和运行费用均大幅度提高。（3）直流断路器没有电流过零点可利用，灭弧问题难以解决。（4）由于直流电的静电吸附作用，使直流输电线路和换电站设备的污秽问题比交流输电严重，给外绝缘问题带来困难。 4特高压直流输电技术的应用分析 4.1拓扑结构 在近些年来，特高压直流输电的拓扑结构主要有多端直流和公用接地极两种，其中，多端直流是通过连接多个换流站来共同组成直流系统，在电压源换流器发展背景下，出现了混合型多端直流和极联式多端直流，前者是将合理分配同一极换流器组的位置，电源端与用户端都是分散分布。公用接地极是通过几个工程公用接地极的方式，来降低工程整体造价成本，提升接地极利用水平，提高工程经济效益、社会效益；但也存在接地电流容易过大、检修较为复杂等不足。 4.2换流技术 在特高压直流输电的换流技术方面，主要有电容换相直流输电技术和柔性直流输电技术两种，其中，电容换相直流输电技术是通过将换相电容器串接到直流换流器与换流变压器中，利用串联电容来对换流器无功消耗进行补偿，减少换流站的向设备，能够有效降低换相失
高压直流输电课后习题答案
《高压直流输电技术》思考题及答案 一.高压直流输电发展三个阶段的特点？ 答：1 1954年以前——试验阶段； 参数低；采用低参数汞弧阀；发展速度慢。 2 1954年~1972年——发展阶段； 技术提高很大；直流输电具有多方面的目的（如水下传输；系统互联；远距离、大容量传输）。 3 1972年~现在——大力发展阶段； 采用可控硅阀；几乎全是超高压；单回线路的输电能力比前一阶段有了很大的增加；发展速度快。 二.高压直流输电的基本原理是什么？ 答：直流输电线路的基本原理图见图1.3所示。从交流系统I向系统X输电能时， 换流站CS1把送端系统送来的三相交流电流换成直流电流，通过直流输电线路把直流电流（功率）输送到换流站CS2，再由CS2把直流电流变换成三相交流电流 三.高压直流输电如何分类？ 答：分两大类： 1 单极线路方式； A.单极线路方式； 采用一根导线或电缆线，以大地或海水作为返回线路组成的直流输电系统。 B.单极两线制线路方式； 将返回线路用一根导线代替的单极线路方式。 2 双极线路方式； A. 双极两线中性点两端接地方式； B. 双极两线中性点单端接地方式； C. 双极中性点线方式； D. “背靠背”（back- to- back）换流方式。 四.高压直流输电的优缺点有哪些？ 答：优点：1 输送相同功率时，线路造价低； 2 线路有功损耗小； 3 适宜海下输电； 4 没有系统的稳定问题； 5 能限制系统的短路电流； 6 调节速度快，运行可靠 缺点：1 换流站的设备较昂贵； 2 换流装置要消耗大量的无功； 3 换流装置是一个谐波源，在运行中要产生谐波，影响系统运行，所以需在直 流系统的交流侧和直流侧分别装设交流滤波器和直流滤波器，从而使直流输 电的投资增大；
±800KV+特高压直流输电系统全电压启动过电压研究(已看)
±800KV特高压直流输电系统全电压启动过电压研究 黄源辉，王钢，李海锋，汪隆君 （华南理工大学电力学院，广东广州510640） 摘要：全电压启动过电压是直流输电中直流侧最严重的过电压情况。本文以PSCAD/EMTDC为工具，以正在建设的云广±800kV特高压直流输电系统参数为依据，建立全电压启动过电压仿真计算模型。对各种全电压启动情况进行了仿真计算，讨论了各种因素对全电压启动的影响，并与±500KV HVDC系统的全电压启动过电压作了比较，获得了一些具有实用价值的结论。 关键词：±800KV；特高压直流输电；全电压启动；过电压 0引言 为满足未来持续增长的电力需求，实现更大范围的资源优化配置，中国南方电网公司和国家电网公司提出了加快建设特高压电网的战略方针[1]。随着输电系统电压等级的升高，绝缘费用在整个系统建设投资中所占比重越来越大。对于±800KV特高压直流输电系统，确定直流线路和换流站设备的绝缘水平成为建设时遇到的基本问题之一。在种类繁多的直流系统内部过电压中，全电压误启动多因为的过电压是其中最严重和最重要的一种。它的幅值最大，造成的危害最大，在选择直流设备绝缘水平和制订过电压保护方案时往往以此为条件[2]。因此，对特高压直流系统的全电压启动过电压进行研究和分析具有很大的实际意义。 为降低启动过程的过电压及减小启动时对两端交流系统的冲击，直流输电的正常启动应严格按照一定的顺序进行[3]。正常情况下，在回路完好、交直流开关设备全部投入且交流滤波器投入适量等条件满足后（α≥90°），先解锁逆变器，后解锁整流器，按照逆变侧定电压调节或定息弧角调节规律的要求，由调节器逐步升高直流电压至额定值，即所谓的“软启动”。然而由于某些原因（如控制系统异常），两端解锁过程紊乱，逆变侧换流器尚未解锁而整流侧却全部解锁，此时若以较小的触发角启动，全电压突然对直流线路充电，由此直流侧会产生非常严重的过电压。 1云广直流系统简介 南方电网正在建设的云南-广东特高压直流系统双极输送功率5000MW，电压等级为±800kV，直流线路长度约1438km，导线截面为6×630mm2，两极线路同杆并架。送端楚雄换流站通过2回500kV 线路与云南主网的昆西北变电站相连，西部的小湾水电站（装机容量4200MW，计划2009年9月首台机组投产，2011年全部建成）和西北部的金安桥水电站（总装机2400MW，计划2009年12月首台机组投产，2011年全部建成）均以2回500kV线路接入楚雄换流站。受端穗东换流站位于广东省增城东部，500kV交流出线6回，分别以2回500kV线路接入增城、横沥和水乡站[4]。楚雄换流站接入系统如图1所示。 图1 楚雄换流站接入系统 云南-广东特高压直流系统交流母线额定电压为525kV，整流侧无功补偿总容量为3000MV Ar，逆变侧无功补偿总容量为3040MV Ar。平波电抗器电感值为300mH，平波电抗器按极母线和中性母线平衡布置，各为150mH。直流滤波器采用12/24双调谐方式。避雷器使用金属氧化物模型。每极换流单元采用2个12脉动换流器串联组成。 2云广直流系统模型 本文以PSCAD/EMTDC为工具，以南方电网建设中的云南-广东±800kV特高压直流系统参数为依据，建立了全电压启动过电压仿真计算模型。换流站内的单极配置如图1所示。
高压直流输电
高压直流输电 一、高压直流输电系统（HVDC）概述 众所周知，电的发展首先是从直流开始的，但很快就被交流电所取代，并且在相当长的一段时间内，在发电、输电和用电各个领域，都是交流电一统天下的格局。 HVDC技术是从20世纪50年代开始得到应用的。经过半个世纪的发展，HVDC技术的应用取得了长足的进步。据不完全统计，目前包括在建工程在内，世界上己有近百个HVDC 工程，遍布5大洲20多个国家。其中，瑞典在1954年建成投运的哥特兰（Gotland）岛HVDC 工程（20MW，100kV，90km海底电缆）是世界上第一个商业化的HVDC工程，由阿西亚公司(ASEA，今ABB集团)完成；拥有最高电压（±600kV）和最大输送容量（2 x 3150MW）的HVDC工程为巴西伊泰普（Itaipu）工程；输送距离最长（1700km）的HVDC 工程为南非英加——沙巴（1nga2Shaba）工程；电流最大的HVDC工程在我国：如三常、三广和贵广HVDC工程，额定直流电流均为3000A。HVDC的发达地区在欧洲和北美，ABB和西门子等公司拥有最先进的HVDC技术，美国是HVDC工程最多的国家。 HVDC在我国是从20世纪80年代末开始应用的，起步虽然较晚，但发展很快。目前包括在建工程在内，总输送容量已达18000MW以上，总输送距离超过7000km，该两项指标均已成为世界第一。我国第一个HVDC工程是浙江舟山HVDC工程（为工业试验性工程），葛沪HVDC工程是我国第一个远距离大容量HVDC工程，三常HVDC工程是我国第一个输送容量最大（3000MW）的HVDC工程，灵宝（河南省灵宝县）背靠背HVDC工程是我国第一个背靠背HVDC工程。我国已投运的HVDC工程见表1。 表1我国已投运的HVDC工程 另外，2010年前后建成投运的HVDC工程有四川德阳——陕西宝鸡（1800 MW、±500 kV，550km）、宁夏银南——天津东（3000MW、±500kV，1200km）等；至2020年前后，还计划建设云南昆明——广东增城、金沙江水电基地一华中和华东HVDC工程以及东北——华北、华北——华中、华中——南方背靠背HVDC工程等十几个HVDC工程。 我国关于直流输电技术的研究工作，50年代就开始起步。目前，我国己经有多条直流线路投入运行，这些直流输电工程的投运标志着我国的直流输电技术有了显著的提高和发展。随着三峡工程的兴建和贯彻中央“西电东送”的发展战我国将陆续兴建一批超高压、大容量、远距离直流输电工程和交直流并联输电工程。此外，在这些新建工程中还将采用直流输电的新技术。随着我国直流输电技术的日益完善，输电设备价格的下降和可靠性的提高，以及运行管理经验的不断积累，直流输电必将得到更快的发展和大量的应用标志着我国的直
三大特高压直流输电线路背景资料
三大特高压直流输电线路背景资料 一、特高压直流线路基本情况 ±800kV复奉直流线路四川段起于复龙换流站，止于377#塔位，投运时间2009年12月，长度187.275km，铁塔378基，途径四川省宜宾市宜宾县、高县、长宁县、翠屏区、江安县、泸州市纳溪区、江阳区、合江县共8个区县，在合江县出境进入重庆境内。线路全部处于公司供区，途径地市公司供电所35个。接地极线路79公里，铁塔189基。±800kV 复奉线输送容量6400MW。 ±800kV锦苏直流线路四川段起于锦屏换流站，止于987#塔位，投运时间2012年12月，长度484.034km，铁塔988基，自复龙换流站起与复奉线同一通道走线，途径四川省凉山州西昌市、普格县、昭觉县、美姑县、雷波县、云南省昭通市绥江县、水富县、宜宾市屏山县、宜宾县、高县、长宁县、翠屏区、江安县、泸州市纳溪区、江阳区、合江县共16个区县，在合江县出境进入重庆境内。线路处于公司供区长度268.297公里、铁塔563基，途径地市公司供电所44个；另有0036#-0344#、0474#-0493#区段（长度153.268公里、铁塔320基）处于地方电力供区，0494#-0598#区段（长度62.469公里、铁塔105基）处于南方电网供区。接地极线路74公里，铁塔207基。±800kV锦苏线输送容量7200MW。
±800kV宾金直流线路工程四川段起于宜宾换流站，止于365#塔位，试运行时间2014年03月，长度182.703km，铁塔366基，途径四川省宜宾市宜宾县、珙县、兴文县、泸州市叙永县、古蔺县共5个区县，在古蔺县出境进入贵州境内。线路全部处于公司供区，途径地市公司供电所22个。接地极线路101公里，铁塔292基。±800kV宾金线输送容量8000MW。 线路名称线路长度 （km） 杆塔数量投运时间 途径区县数 量 途径属地公 司供电所 ±800kV 复奉直流 187.275 378 2009.12 8 35 复龙换流站 接地极线路 79.106 189 ±800kV 锦苏直流 484.034 988 2012.12 16 44 锦屏换流站 接地极线路 74.147 207 ±800kV 宾金直流 182.703 366 2014.03（试 运行）5 22 宜宾换流站 接地极线路 101.174 292
高压直流输电系统概述
高压直流输电系统概述 院系：电气工程学院 班级：1113班 学号：xxxxxxxxxxx 姓名：xxxxxxxxxx 专业：电工理论新技术
一、高压直流输电系统发展概况 高压直流输电作为一种新兴的输电方法，有很多优于交流输电地方，比如它可以实现不同额定频率或相同额定频率交流系统之间的非同期联络，特别适合高电压、远距离、大容量输电，尤其适合大区电网间的互联，线路功耗小、对环境的危害小，线路故障时的自防护能力强等等。 1954年,世界上第一个基于汞弧阀的高压直输电系统在瑞典投入商业运行.随着电力系统的需求和电力电子技术的发展,高压直流输电技术取得了快速发展. 1972年,基于可控硅阀的新一代高压直流输电系统在加拿大伊尔河流域的背靠背直流工程中使用; 1979年,第一个基于微处理器控制技术的高压直流输电系统投入运行; 1984年,巴西伊泰普水电站建造了电压等级最高(±600 kV)的高压直流输电工程. 我国高压直流输电起步相对较晚,但近年来发展很快. 1987年底我国投运了自行建成的舟山100 kV海底电缆直流输电工程,随后葛洲坝-上海500 kV、1 200MW的大功率直流输电投运,大大促进了我国高压直流输电水平的提高. 2000年以后,我国又相继建成了天生桥-广州、三峡-常州、三峡-广州、贵州-广州等500 kV容量达3 000MW的直流输电工程.此外,海南与台湾等海岛与大陆的联网、各大区电网的互联等等,都给我国直流输电的发展开辟了动人的前景. 近年来,直流输电技术又获得了一次历史性的突破,即基于电压源换流器(Voltage Source Converter,VSC)技术和全控型电力电子功率器件,门极可关断晶闸管(GTO)及绝缘栅双极型晶体管(IGBT)为基础的新一代高压直流输电技术已发展起来,也就是轻型直流输电(HVDC light)技术. 现有的直流输电主要是两端系统.随着直流断路器研制的进展和成功以及直流输电技术的进一步成熟完善,直流输电必将向着多端系统发展.同时许多其他科学技术领域的新成就将使输电技术的用途得到广泛的扩展.光纤与计算机技术的发展也使得直流输电系统的控制、调节与保护更趋完善,运行可靠性进一步提高;高温超导材料及其在强电方面的应用研究正方兴未艾,在直流下运行时,超导电缆无附加损耗,可节省制冷费用,因此在超导输电方面直流输电也很适宜. 一、高压直流输电系统构成 高压直流输电系统的结构按联络线大致可分为单极联络线、双极联络线、同极联络线三大类。 单极联络线的基本结构如图1所示,通常采用一根负极性的导线,由大地或海水提供回路,采用负极性的导线,是因为负极的电晕引起的无线电干扰和受雷击的几率比正极性导线小得多,但当功率反送时,导线的极性反转,则变为负极接地。由于它只需要一根联络线,故出于降低造价的目的,常采用这类系统,对电缆
柔性直流输电技术概述
柔性直流输电技术概述 1柔性直流输电技术简介 柔性直流输电作为新一代直流输电技术，其在结构上与高压直流输电类似，仍是由换流站和直流输电线路（通常为直流电缆）构成。与基于相控换相技术的电流源换流器型高压直流输电不同，柔性直流输电中的换流器为电压源换流器(VSC)，其最大的特点在于采用了可关断器件（通常为IGBT）和高频调制技术。详细地说，就是要通过调节换流器出口电压的幅值和与系统电压之间的功角差，可以独立地控制输出的有功功率和无功功率。这样，通过对两端换流站的控制，就可以实现两个交流网络之间有功功率的相互传送，同时两端换流站还可以独立调节各自所吸收或发出的无功功率，从而对所联的交流系统给予无功支撑。 2. 技术特点 柔性直流输电技术是采用可关断电压源型换流器和PWM技术进行直流输电，相当于在电网接入了一个阀门和电源，可以有效控制其通过的电能，隔离电网故障的扩散，还能根据电网需求，快速、灵活、可调地发出或者吸收一部分能量，从而优化电网潮流分布、增强电网稳定性、提升电网的智能化和可控性。它很适合应用于可再生能源并网、分布式发电并网、孤岛供电、城市电网供电、异步交流电网互联等领域。柔性直流输电除具有传统直流输电的技术优点外，还具备有功无功单独控制、可以黑启动对系统强度要求低、响应速度快、可控性好、运行方式灵活等特点，目前，大容量高电压柔性直流输电技术已具备工程应用条件，并且具有以下优点： （1）系统具有2个控制自由度，可同时调节有功功率和无功功率，当交流系统故障时，可提供有功功率的紧急支援，又可提供无功功率紧急支援，既能提高系统功角稳定性，还能提高系统电压稳定性； （2）系统在潮流反转时，直流电流方向反转而直流电压极性不变，这个特点有利于构
高压直流输电技术
高压直流输电技术 学院（系）：电气工程学院班级：1113班 学生姓名：高玲 学号：21113043 大连理工大学 Dalian University of Technology
摘要 本文综述了高压直流输电工程的应用领域及研究现状，并从稳态模型出发分析了其控制方式和运行原理，最后介绍了新型高压直流输电系统基本情况，达到了实际的研究意义。 关键词：高压直流输电；稳态模型；控制；新型
目录 摘要....................................................................................................................................II 1 高压直流输电发展概况 (1) 1.1 高压直流输电工程的应用现状 (1) 1.2 高压直流输电的发展趋势 (1) 1.3 高压直流输电的特点 (2) 2 高压直流输电系统控制与运行 (4) 2.1 概述 (4) 2.2 直流输电系统的控制特性 (5) 2.2.1 理想控制特性 (5) 2.2.2 实际控制特性 (6) 2.3 HVDC系统的基本控制 (7) 2.4 HVDC系统的附加控制 (10) 2.4.1 HVDC系统附加控制的原理 (10) 2.4.2 HVDC系统常见的附加控制 (10) 3 新型直流高压输电系统 (12) 3.1 概述 (12) 3.2 基本结构 (12) 参考文献 (13)
1 高压直流输电发展概况 1.1 高压直流输电工程的应用现状 直流输电起步于20世纪50年代，20世纪80年代随着晶闸管应用技术的成熟、可靠性的提高，直流输电得到大的发展。到目前为止，已建成高压直流输电项目60多项，其中以20世纪80年代为之最，占30项。表1.1列出世界上长距离高压直流输电项目，表1.2列出我国直流工程项目。 表2.1 世界上长距离高压直流输电项目 项目额定电压/kV 额定功率/万kW 输电距离/km 投运年份安装地点及供货商卡布拉-巴萨±533 192 1360 1978 莫桑比克2南非因加-沙巴±500 112 1700 1981 扎伊尔 纳尔逊河二期±500 200 940 1985 加拿大 I.P.P ±500 192 784 1986 美国 伊泰普一期±600 315 796 1986 巴西 伊泰普二期±600 315 796 1986 巴西 太平洋联络线±500 310 1361 1989 美国 魁北克多端±500 225 1500 1986/90/92 加拿大-美国 亨德-德里±500 150 814 1992 印度东南联接±500 200 1420 2002 印度 表2.2 我国已投运的高压直流工程项目 项目额定电压/kV 额定功率/万kW 输电距离/km 单极投运年份双极投运年份葛洲坝-上海±500 120 1052 1989 1990 天生桥-广州±500 180 960 2000 2001 三峡-常州±500 300 890 2003 2003 三峡-广州±500 300 956 2003 2004 贵州-广东1回±500 300 900 2004 2004 三峡右岸-上海±500 300 950 2007 2007 贵州-广东2回±500 300 900 2007 2007 1.2 高压直流输电的发展趋势 目前HVDC输电的换流阀仍然是由半控器件晶闸管组成，使用电网换相的相控换流(Phase Control Converter，PCC)技术，因此存在以下一些固有的缺陷：
直流输电技术及其应用论文
直流输电技术及其应用 The Feature Development and Application of Direct CurrentTransmission Techniques 山东农业大学电气工程及其自动化10级 摘要本文介绍了直流输电技术在电力系统联网应用中的必要性，直流输电系统的 结构，直流控制保护技术以及直流输电的特点和应用发展方向；同时认为直流输电技术是新能源发电并网的最佳解决方式。 电力工程是21世纪对人类社会生活影响最大的工程之一，电力技术的发展对城乡人民的生产和生活具有重大的关系，电力工业是关系国计民生的基础产业。电力的广泛应用和电力需求的不断增加，推动着电力技术向高电压、大机组、大电网发展，向电力规模经济发展。电力工业按生产和消费过程可分为发电、输电、配电和用电四个环节。输电通常指的是将发电厂发出的电力输送到消费电能的负荷中心，或者将一个电网的电力输送到另一个电网，实现电网互联。随着电网技术的不断进步，输电容量和输电距离的不断增加，电网电压等级不断提高。电网电压从最初的交流13.8KV，逐步发展到高压35KV、66KV、110KV、220KV、500KV、1000KV。电网发展的经验表明，相邻两个电压等级的级差在一倍以上才是经济合理的。这样输电容量可以提高四倍以上，不仅可与现有电网电压配合，而且为今后新的更高级别电压的发展留有合理的配合空间。我国从20世纪80年代末开始对特高压电网的规划和设备的制造进行研究；进入21世纪后，加快了特高压输电设备、电网研究和工程建设。2005年9月26日，第一条750KV输电实验线路（官亭——兰州东）示范工程投运；2006年12月，云南——广东±800KV特高压直流输电工程开工建设，并于2010年6月18日，通过验收正式投运，该工程输电距离1373KM，额定电压±800KV，额定容量500万KW，和2010年7月8日投运的向家坝——上海±800KV特高压直流示范工程一样，是当今世界电压等级最高的直流输电项目。 1.使用直流输电的原因 随着电力系统规模的不断扩大，输电功率的增加，输电距离的增长，交流输电遇到了一些技术困难。对交流输电来说，在输电功率大，输电导线横截面积较大的情况下，感抗会超过电阻，但对稳定的直流输电，则只有电阻，没有感抗。输电线一般是采用架空线，但跨过海峡给海岛输电时，要用水下电缆，电缆在金属线芯外面包裹绝缘层，水和大地都是导体，被绝缘层隔开的金属线芯和水或大地构成了一个电容器，在交流输电的情况下，这个电容对输电线路的受电端起旁路电容的作用，并且随着电缆的增长，旁路电容会增大到几乎不能通交流的程度。另外，交流电路若要正常工作，经同一条线路供电的所有发电机都要必须同步运行；要使电力网内众多的发电机同步运行，技术上是很困难的，而直流输电不存在同步问题。现代的直流输电，只是输电环节是直流，发电仍是交流，在输电线路的起端有专用的换流设备将交流转换为直流，在输电线路的末端也有专用的换流设备将直流换为交流。 2.直流输电技术的特点 随着电网的不断扩大,输电功率、输电距离迅速增加,交流输电遇到了一些难以克服的技术问题,直流输电所具有的的技术特点,使之作为解决输电技术难题的方向之一而受到重视。 2.1直流输电系统运行稳定性好 为保证电网稳定,要求网上所有发电机都必须同步运行,即所谓系统稳定性问题。对于交流长距离输电,线路感抗远远超过了电阻,并且输电线路越长,电抗越大,系统稳定越困难,
特高压直流输电线路基本情况介绍
特高压直流输电线路基本情况介绍 问：直流输电线路有哪些基本类型？ 答：就其基本结构而言，直流输电线路可分为架空线路、电缆线路以及架空——电缆混合线路三种类型。直流架空线路因其结构简单、线路造价低、走廊利用率高、运行损耗小、维护便利以及满足大容量、长距离输电要求的特点，在电网建设中得到越来越多运用。因此直流输电线路通常采用直流架空线路，只有在架空线线路受到限制的场合才考虑采用电缆线路。 问：建设特高压直流输电线路需要研究哪些关键技术问题？ 答：直流架空线路与交流架空线路相比，在机械结构的设计和计算方面，并没有显著差别。但在电气方面，则具有许多不同的特点，需要进行专门研究。对于特高压直流输电线路的建设，尤其需要重视以下三个方面的研究： 1. 电晕效应。直流输电线路在正常运行情况下允许导线发生一定程度的电晕放电，由此将会产生电晕损失、电场效应、无线电干扰和可听噪声等，导致直流输电的运行损耗和环境影响。特高压工程由于电压高，如果设计不当，其电晕效应可能会比超高压工程的更大。通过对特高压直流电晕特性的研究，合理选择导线型式和绝缘子串、金具组装型式，降低电晕效应，减少运行损耗和对环境的影响。 2. 绝缘配合。直流输电工程的绝缘配合对工程的投资和运行水平有极大影响。由于直流输电的“静电吸尘效应”，绝缘子的积污和污闪特性与交流的有很大不同，由此引起的污秽放电比交流的更为严重，合理选择直流线路的绝缘配合对于提高运行水平非常重要。由于特高压直流输电在世界上尚属首例，国内外现有的试验数据和研究成果十分有限，因此有必要对特高压直流输电的绝缘配合问题进行深入的研究。 3. 电磁环境影响。采用特高压直流输电，对于实现更大范围的资源优化配置，提高输电走廊的利用率和保护环境，无疑具有十分重要的意义。但与超高压工程相比，特高压直流输电工程具有电压高、导线大、铁塔高、单回线路走廊宽等特点，其电磁环境与±500千伏直流线路的有一定差别，由此带来的环境影响必然受到社会各界的关注。同时，特高压直流工程的电磁环境与导线型式、架线高度等密切相关。因此，认真研究特高压直流输电的电磁
上海800kv特高压直流输电系统设计
Converter Valve Design and Valve Testing for Xiangjiaba – Shanghai ±800kV 6400MW UHVDC Power Transmission Project Baoliang Sheng,Jonatan Danielsson, Yanny Fu and Zehong Liu Abstract — Thyristor valve design merits are inherited and new developed high power rating thyristors are used in the valve design. The thyristor control unit (TCU) and snubber circuit are optimized for a high reliability and low loss of thyristor valves. Two 12-pulse converters are connected in series as one converter per pole. The converters use a double valve MVU structure. A careful designed rigorous type test program has been followed to verify the valve and converter design. A single valve is comprehensively dielectric type tested and operational type tested. High voltage valve hanging structure, low voltage valve hanging structure and MVU, plus the series connected valve simulator, are valve supporting structure dielectric tested and MVU dielectric tested. The test results indict that the valve voltage and converter design and protection are proper and there is a substantial margin in operation since, for most of the operational tests, the test parameters were globally more severe than specified. Index Terms ?Xiangjiaba – Shanghai ±800kV UHVDC, HVDC converter, thyristor valve design, thyristor valve dielectric test, thyristor valve operational test I.I NTRODUCTION BB was granted to design and manufacture the converters used in the inverter station, Fengxia substation, for the first ±800kV 6400MW bulk power transmission project. Converter in this project comprises of two 12-pulse thyristor valves in series connection per pole. Those two 12-pulse thyristor valves are installed in a low voltage (0 – 400kV d.c.) valve hall and a high voltage (400kV – 800kV d.c.) valve hall respectively to build up the 800kV pole d.c. voltage. A double valve MVU structure is used to mount those valves in the valve halls. There are four MVUs in series connection per pole and phase with two of them located in the high voltage valve hall and the other two located in the low voltage valve hall. For a better transient over-voltage control on those MVUs surge arresters are connected from the top terminal of each 6-pulse bridge to ground, Figure 1. Baoliang Sheng and Jonatan Danielsson are with ABB AB, HVDC, 77180 Ludvika, Sweden (e-mails: baoliang.sheng@https://www.wendangku.net/doc/3a8863468.html, and jonatan.danielsson@https://www.wendangku.net/doc/3a8863468.html,) Yanny Fu is with KEMA B.V., 6800 ET Arnhem, the Netherlands (e-mails: yanny.fu@https://www.wendangku.net/doc/3a8863468.html,) Zehong Liu is with SGCC, Beijing 100031, China (e-mails: zehong- liu@https://www.wendangku.net/doc/3a8863468.html,) The design of 800kV thyristor valves uses all the state-of- the-art technologies in HVDC thyristor valve design, including high power rating 8.5kV 6” electrically triggered thyristors [1], thyristor module with compact design, and individual thyristor local over-voltage protection. A comprehensive test program based on IEC 60700-1 [2] and client’s specification was followed in the valve design verification type test. A single valve exposed to the d.c. voltage test, a.c. voltage test, impulse voltage tests and non- periodic firing test in STRI’s high voltage laboratory. The thyristor modules in this single valve were operational type tested afterwards in ABB’s high power test plant in a 6-pulse Back-to-Back based synthetic test circuit. Both high voltage (HV) MVU hanging structure and low voltage (LV) MVU were completely dielectric tested. Figure 1 Converter valves and valve over-voltage protection scheme The MVU dielectric test focused on the verification of voltage withstand capability to surroundings and the partial discharge levels being within specified limits. A pole potential MVU, together with a series connected valve simulator, was dielectric tested to verify the insulation of high potential 12- pulse converter in the HV valve hall and, the high potential MVU in the LV valve hall was dielectric tested with the same A