高压直流输电原理与运行 第一章

高压直流输电原理与运行

第一章绪论

1.1 高压直流输电的构成

1.高压直流输电由整流站，直流输电线路和逆变站三部分构成。

常规高压直流输电，由半控型晶闸管器件构成，采用电网换相；

轻型高压直流输电，由全控型电力电子构成，采用器件换相。

2.针对电网换相方式有：（1）长距离直流输电（单方向、双方向直流送电）；（2）BTB直流

输电；（3）交、直流并列输电；（4）交、直流叠加输电；（5）三极直流输电。

3.直流系统的构成

针对电网换相方式有：

（1）直流单极输电

1）大地或海水回流方式：可降低输电线路造价；但材料要求较高，对地下铺设设备、通信等有影响；

2）导体回流方式：可分段投资和建设；

（2）直流双极输电

1）中性点两端接地方式：优点，当一极故障退出，另一极仍可以大地或海水为回流方式，输送50%的电力；缺点，正常运行时，变压器参数、触发控制的角度等不完全对称，会在中性线有一定的电流流通，对中性点接地变压器，地下铺设设备和通信等有影响。2）中性点单端接地方式：优点，大大减小单极故障时的接地电流的电磁干扰；缺点，单极故障时直流系统必须停运，降低了可靠性和可利用率。

3）中性线方式：中性线设计容量小，正常运行时，流过中性线的不平衡电流小，降低电磁干扰。

3.直流多回线输电

1）线路并联多回输电方式：可提高输电容量、输电的可靠性和了可利用率。

2）换流器并联方式的多回线输电：实现相互备用，提高直流输电的可靠性和可利用率。4．多段直流输电

1）并联直流输电方式：要实现功率反转必须通过断路器的投切来改变换流站与直流线路的连接方式。

2）串联多端直流输电方式：各换流器与交流系统的功率通过对电压的调整进行。

1.2 高压直流输电的特点及应用场合

1.直流输电的特点

1）经济性：流输电架空线路只需正负两极导线、杆塔结构简单、线路造价低、损耗小；直流电缆线路输送容量大、造价低、损耗小、不易老化、寿命长，且输送距离不受限制；

通常规定，当直流输电线路和换流站的造价与交流输电线路和交流变电所的造价相等时的输电距离为等价距离。

2）互联性：直流输电不存在交流输电的稳定问题，有利于远距离大容量送电；采用直流输电实现电力系统之间的非同步联网；

3）控制性：直流输电输送的有功功率和换流器消耗的无功功率均可由控制系统进行控制，

可以改善交流系统的运行性能；

潮流反转的速率主要取决于两端交流系统对直流功率变化速度的要求，以及直流输电系统主回路的限制。

4）在直流电的作用下，只有电阻起作用，电感电容均不起作用，可很好的利用大地这个良好的导电体；

5）直流输电可方便进行分期建设、增容扩建，有利于发挥投资效益；

6）输送的有功、无功功率可以手动或自动方式进行快速控制，有利于电网的经济运行合现代化管理。

2.直流输电的缺点

1）直流输电换流站比交流变电所的设备多、结构复杂、造价高、损害大、运行费用高、可靠性也差；

2）换流器在工作过程中会产生大量谐波。

3）晶闸管换流器在就进行换流时需吸收大量的无功功率，在换流站需装设无功补偿设备；4）直流断路器没有电流过零可以利用，灭弧问题难以解决。

3.器件换相直流输电的发展

采用全控型器件构成，可实现自身换相，不依赖交流系统。

无大幅值低频谐波，因此无需占地面积大、造价高的滤波装置。

可向弱交流系统、甚至无电源系统输电，易构成多端系统。

1.3 高压直流输电的历史和国外现状

1.4 高压直流输电在我国的发展

舟山直流输电工程输送距离54km，输送电压等级±100kv，输送容量为100MW，整

流站在浙江省宁波附近的大碶镇，逆变站在舟山本岛的鳌头浦；

葛洲坝——南桥直流输电工程，距离1045km，电压等级±500kv，容量1200MW，整流

站在葛洲坝水电站附近的葛洲坝换流站，逆变站在上海南桥换流站；

天生桥——广州直流输电工程，距离960km，电压等级±500kv，容量1800MW，整流

站在天生桥水电站附近的马窝换流站，逆变站在广州的北郊换流站；

嵊泗直流输电工程，距离66.2km，电压等级±50kv，容量6MW，可以双向送电，整流

站在上海的芦潮港换流站，逆变站在嵊泗换流站；

三峡——常州直流输电工程，距离860km，电压等级±500kv，容量3000MW，整流站

在三峡电站附近的龙泉换流站，逆变站在江苏常州的政平换流站；

三峡——广东直流输电工程，距离880km，电压等级±500kv，容量3000MW，整流站

在湖北荆州换流站，逆变站在广东的惠州换流站；

贵州——广东直流输电工程，距离960km，电压等级±500kv，容量3000MW，整流站

在贵州安顺换流站，逆变站在广东的肇庆换流站；

灵宝背靠背直流输电工程，电压等级120kv，容量360MW，；

1.5 直流输电技术新发展

1.基于晶闸管技术的直流输电的不足

1）不能向小容量脚力系统和无旋转电机的负荷供电；

2）换流器产生的谐波次数低、容量大；：

3）换流器吸收较多的无功功率；

4)换流站投资大、占地面积大。

2.轻型直流输电的特点

1）电流换流器为无源逆变，对受端系统无要求，故可向小容量脚力系统和无旋转电机的负荷供电；

2）电源换流器产生的谐波大为削弱，对无功的需求也大大减少，无需直流滤波器和平波电抗器；

3）不会出现换相失败的故障；

4）模块化设计使轻型直流输电工程缩短工期。

5）可实现无人值班或少人执守运行；

6）控制器可根据交流系统的需要实现自动调节；

可不装设换流变压器。

高压直流输电原理与运行简答题

高压直流输电复习解答 1.列举直流输电的优点与适用场合： 优点： 1)输送相同功率时，线路的造价低 2)线路有功损耗小 3)适合海下输电 4)不受系统稳定极限的限制 5)直流联网对电网间的干扰小 6)直流输电的接入不会增加原有电力系统的短路电流容量 7)输送功率的大小和方向可以快速控制和调节，运行可靠 2.两端直流输电的运行接线方式. 主要分为单极线路方式、双极线路方式两大类，具体如下： 单极线路方式： 1)单极一线式：用一根空导线或者电缆，以大地或者海水作为返回线路组成的 直流输电系统 2)单极两线式：导线数不少于两根，所有导线同极性。 双极线路方式： 1)双极线路中性点两端接地方式 2)双极中性点单端接地方式 3)双极中性线方式 4)“背靠背”换流方式 3.延迟角为什么不能太大也不能太小? 整流工况下，a太小，欲导通的阀在有触发脉冲时承受的正向压降太小可能导致导通失败或者延时，a太小则会使功率因素太低。 逆变工况下，当直流电流一定，随着a的增加，换流器所需的无功功率将小。因此，从经济角度来说，提高换流器运行触发角会使得交流侧功率因素增大，因此输送相同直流功率时，所需的无功功率将减小。但a的增大，会导致换相角的增大，从而使熄弧角较小。为保证换流器的安全运行，a不能太大。 4.换相失败的原理是怎样的？换相失败的解决方法有哪些？ 换相失败的原理： 当两个桥臂之间换相结束后，刚退出导通的阀在反向电压作用的一段时间内，如果未能恢复阻断能力，或者在反向电压期间换相过程一直未能进行完毕，这两种情况在阀电压变为正向时被换相的阀都将向原来预定退出导通的阀倒换相，称为换相失败。 解决方法： 1)利用无功补偿维持换相电压稳定 2)采用较大的平波电抗器 3)系统规划时选择短路电抗较小的换流变

《高压直流输电原理与运行》复习提纲及答案

《高压直流输电原理与运行》复习提纲 第1章 （1）高压直流输电的概念和分类 概念：高压直流输电由将交流电变换为直流电的整流器、高压直流输电线路以及将直流电变换为交流电的逆变器三部分组成。 高压直流输电是交流-直流-交流形式的电力电子换流电路。 常规高压直流输电：半控型的晶闸管，采取电网换相。 VSC高压直流输电：全控型电力电子器件，采用器件换相。 分类：长距离直流输电（两端直流输电），背靠背（BTB)直流输电方式，交、直流并联输电方式，交、直流叠加输电方式，三级直流输电方式。 （2）直流系统的构成 1.直流单级输电：大地或海水回流方式，导体回流方式。 2.直流双极输电：中性点两端接地方式，中性点单端接地方式，中性线方式。 3.直流多回线输电：线路并联多回输电方式，换流器并联的多回线输电方式。 4.多端直流输电：并联多端直流输电方式，串联多端直流输电方式。 （3）高压直流输电的特点 优点：经济性：高压直流输电的合理性和适用性体现在远距离、大容量输电中。 互连性：可实现电网的非同步互连，可实现不同频率交流电网的互连。 控制性：具有潮流快速可控的特点 缺点： ①直流输电换流站的设备多、结构复杂、造价高、损耗大、运行费用高、可靠性也较差。 ②换流器工作时会产生大量的谐波，处理不当会对电网运行造成影响，必须通过设置大量、成组的滤波器消除这些谐波。 ③电网换相方式的常规直流输电在传送有功功率的同时，会吸收大量无功功率，可达有功功率的50％~60％，需要大量的无功功率补偿装置及相应的控制策略。 ④直流输电的接地极和直流断路器问题都存在一些没有很好解决的技术难点。 （4）目前已投运20个直流输电工程（详见p14） 2010年，我国已建成世界上第一条±800KV的最高直流电压等级的特高压直流输电工程。 五直：天-广工程（±500，2000年），三-广工程（2004年），贵-广I回工程（2004年），贵-广II回工程（2008年），云广特高压工程（±800KV） （5）轻型直流输电 特点： 1.电压源换流器为无源逆变，对受端系统没有要求，故可用于向小容量系统或不含旋转电机的负荷供电。 2.电压源换流器产生的谐波大为削弱，对无功功率的需要也大大减少，同时只需要在交流母线上安装一组高通滤波器即可满足谐波标准要求；无须安装直流

《直流输电原理》题库

《直流输电原理》题库 一、填空题 1.直流输电工程的系统可分为两端（或端对端）直流输电系统和多端直流输电系统两大类。 2.两端直流输电系统的构成主要有整流站、逆变站和直流输电线路三部分。 3.两端直流输电系统可分为单极系统、双极系统和背靠背直流输电系统三种类型。 4.单极系统的接线方式有单极大地回线方式和单极金属回线方式两种。 5.双极系统的接线方式可分为双极两端中性点接地接线方式、双极一端中性点接地接线方 式和双极金属中线接线方式三种类型。 6.背靠背直流系统是输电线路长度为零的两端直流输电系统。 7.直流输电不存在交流输电的稳定性问题，有利于远距离大容量送电。 8.目前工程上所采用的基本换流单元有6脉动换流单元和12脉动换流单元两种。 9.12脉动换流器由两个交流侧电压相位差30°的6脉动换流器所组成。 10.6脉动换流器在交流侧和直流侧分别产生6K±1次和6K次特征谐波。12脉动换流器在 交流侧和直流侧分别产生12K±1次和12K次特征谐波。 11.为了得到换流变压器阀侧绕组的电压相位差30°，其阀侧绕组的接线方式必须一个为 星形接线，另一个为三角形接线。 12.中国第一项直流输电工程是舟山直流输电工程。 13.整流器α角可能的工作范围是0＜α＜90°，α角的最小值为5°。 14.α＜90°时,直流输出电压为正值,换流器工作在整流工况; α=90°时, 直流输出电为 零,称为零功率工况; α＞90°时,直流输出电压为负值,换流器则工作在逆变工况。15.直流输电控制系统的六个等级是:换流阀控制级、单独控制级、换流器控制级、极控制 级、双极控制级和系统控制级。 16.换流器触发相位控制有等触发角控制和等相位间隔控制两种控制方式。 17.直流输电的换流器是采用一个或多个三相桥式换流电路（也称6脉动换流器）串联构 成。其中，6脉动换流器的直流电压，在一个工频周期内有6段正弦波电压，每段60°。

高压直流输电的优势

高压直流输电的优势和应用及其展望京江学院J电气0802 3081127059 陈鑫郁 简单的讲，直流输电是先将交流电通过换流器变成直流电，然后通过直流输电线路送出。在受电端再把直流电变成交流电，进入受端交流电网。直流输电系统由换流(逆变)站、接地极、接地极线路和直流送电线路构成。直流输电具有传输功率大，线路造价低，控制性能好等特点，是目前世界发达国家作为解决高电压、大容量、长距离送电和异步联网的重要手段。直流输电( HVDC)的发展历史到现在已有百余年了，在输电技术发展初期曾发挥作用，但到了20 世纪初，由于直流电机串接运行复杂，而高电压大容量直流电机存在换向困难等技术问题，使直流输电在技术和经济上都不能与交流输电相竞争，因此进展缓慢。20 世纪50 年代后，电力需求日益增长，远距离大容量输电线路不断增加，电网扩大，交流输电受到同步运行稳定性的限制，在一定条件下的技术经济比较结果表明，采用直流输电较为合理，且比交流电有较好的经济效益和优越的运行特性，因而直流电重新被人们所重视。 1 高压直流输电 高压直流输电基本原理 高压直流输电的定义：发电厂发出的交流电，经整流器变换成直流电输送至受电端，再用逆变器将直流电变换成交流电送到受端交流电网。直流输电的一次设备主要由换流站（整流站和逆变站）、直流线路、交流侧和直流侧的电力滤波器、无功补偿装置、换流变压器、直流电抗器以及保护、控制装置等构成。 高压直流输电的技术特点 （1）高压直流输电输送容量更大、送电距离更远。 （2）直流输送功率的大小和方向可以实现快速控制和调节。 （3）直流输电接入系统是不会增加原有电力系统的短路电流容量的，也并不受系统稳定极限的限制。 （4）直流输电是可以充分利用线路的走廊资源，线路的走廊宽度大致为交流输电线路的一半，并且送电容量相比前者更大。 （5）直流输电工程运行时，无论任一极发生故障时，另一极均能继续运行，并可以发挥过负荷能力，保持输送功率不变或最大限度的减少输送功率的损失。 （6）直流系统本身具有调制功能，可根据系统的要求做出快速响应，对机电振荡产生阻尼，阻尼能够产生低频振荡，从而提高了电力系统暂态稳定水平。 （7）能够通过换流站内配置的无功功率自动控制装置对系统交流电压进行自动调节。 （8）对于大电网而言，能够实现大电网之间通过直流输电互联供电的方式，同时2个电网之间也不会因为这种方式产生互相干扰和影响，并在必要时可以迅速进行功率交换。 2 高压交流输电 交流输电的基本原理 发电厂发出的电能以交流形式输送的方式送至受电端。交流电可以方便灵活地根据需要通过变压器升压和降压，使配送电能变得极为便利。 交流输电的特点 （1）高压交流输电在输电的过程中可以有中转点，可以组成强大的电力网络，根据电源点分布、负荷点的布点、传输电力和进行电力交换等实际需要而构成国家高压、特高压主体电网网架。因此高压交流电网的最大优势是：输送电能的能力比较强大、覆盖的范围很广、电网线损小、输电路径明显减少，能很灵活地适应电力市场运营的要求。 （2）采用高压交流输电能够实现如同网络般的功能，我们知道高压交流同步电网中线路两端的功角差是可以控制在20°及以下的。因此，交流同步电网的安全稳定性越高，同步

多端电压源型直流输电系统的控制策略_阮思烨

多端电压源型直流输电系统的控制策略 阮思烨1,李国杰2,孙元章2 (1.国网运行有限公司,北京市100005;2.清华大学电机系电力系统国家重点实验室,北京市100084) 摘要:以提高多端电压源型直流输电系统的运行可靠性为目的,提出了基于直流电压—有功功率调节特性的多端直流输电系统控制策略。在系统负荷发生突变或任一换流站故障退出后,所有具备功率调节能力的换流站根据给定的调制方式在一定程度上分担系统功率的缺额,这样既维持了系统内的功率平衡,又避免了单个换流站承担功率过大的情况。最后通过数字仿真验证了所提出的控制策略设计的正确性和可行性。 关键词:多端电压源型直流输电系统;直流电压—有功功率调节特性;电压源换流器;控制策略中图分类号:TM761;TM721.1 收稿日期:2008212213;修回日期:2009202224。国家自然科学基金资助项目(50823001)。 0　引言 到目前为止建成的电压源换流器(VSC )型直流输电系统[122]都是两端直流系统,即只有一个整流站和一个逆变站。与基于电流源换流器的传统直流输电[3]不同,电压源型直流输电可以给无源系统直接供电,潮流反转时电流方向反转,电压极性不变[426]。因此,它适合于构成具备较高可靠性的并联多端直流系统,便于对潮流的控制。其应用场合包括[4]:从能源基地输送电力到远方的几个负荷中心、为大城市和工业中心供电、连接分布式发电系统等。 与双端直流系统相比,多端直流输电系统的各个换流站之间功率可以相互协调,因此,运行更加灵活、可靠,但是控制也相对复杂。近年来,国内外许多学者针对多端VSC 直流系统已经展开了广泛的研究。文献[7]提出了基于单端直流电压调节的多端直流控制策略,它指定一个换流站作为主导换流站,该换流站起到系统内功率平衡和直流电压稳定的作用。其不足之处在于没有考虑换流站故障尤其是主导换流站故障退出时的情况。文献[8]设计了换流站紧急退出情况下的控制策略,但该设计仅仅是为了防止换流站直流侧过电压,没有进行各换流站间的功率协调设计。文献[9]给出了基于功率模式与直流电压模式之间自动转换的控制方式,其原理如下:正常情况下指定一个换流站作为主导站,作为功率平衡节点;一旦主导站退出工作,将由另一个换流站充当主导站的作用,其余的换流站仍然保持定有功功率输出。该控制方式在一定程度上弥补了 文献[728]在设计上的不足,其缺点是要求充当主导站的换流站有足够大的后备容量以完全补偿系统功率的不平衡,这在实际中很难实行。 为解决上述控制策略的不足,本文提出了基于直流电压—有功功率调节特性的多端直流系统控制策略。采取该控制策略,扰动发生后各电压源换流站均能够稳定运行,同时避免了单个换流站过载的情况。利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EM TDC [10]建立多端VSC 直流输电系统和控制模型,验证了所设计的控制器的有效性和合理性。 1　多端VSC 直流系统的建模 本文以图1所示的环状多端电压源型直流系统为例 。 图1　多端电压源型直流系统Fig.1　A multi 2infeed V SC 2HV DC system 该系统包括5个电压源换流站:VSC1作为主 导站,工作在直流电压模式下,交流侧与无穷大电源 — 7 5—第33卷　第12期2009年6月25 日Vol.33　No.12J une 25,2009

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；

传统直流输电控制原理备课讲稿

1.整流器部分工作原理 整流部分的结构是三相桥式电路，如图1所示。 图1 整流器电路图 e a 、e b 、e c 为等值交流系统的工频基波正弦相电动势， 图2 整流侧电压波形 （a ）为m 、n 点对中性点的电位，（b ）为直流侧电压u d ，（c ）为触发脉冲。 图（a ）中C1为自然换向点，角度α为延迟触发角，即晶闸管开始导通的角度；μ为叠弧角（换向角），即电流从一相换到另一相的时间。定义熄弧延迟角为δ， δ=α+μ。 理想直流侧空载电压为α π cos 2 3V r 0E r d =（1）

换向引起的压降可用等值换向电阻R cr 代替，可以计算出直流侧电压平均值为 d cr r d d cr dr I I E R -cos V R -cos 2 3V 0r ααπ == （2） 图3 整流侧外特性 随α增大，直流侧电压减小。 2.逆变器部分工作原理 图4 逆变器电路图 逆变器和整流器的原理接线图相同，根据式（1） α π cos 2 3V r 0E r d = ，若延迟触 发角α为90°时，cos α=0直流侧电压为0，当α>90°时，直流侧电压为负值，变流器做逆变运行，为方便起见，定义β=180°-α，为超前触发角。 设逆变侧直流空载电压为V d0i ,则 i i 02 3V E d π = （3），考虑换向角μ的存在，用 R ci 作为逆变侧等值换向电阻，作为逆变侧换向引起的压降，则直流侧电压为

d ci i d d ci d ci d ci di I I E I E I E R -cos V R -cos 2 3- R -)180(cos 2 3- R -cos 2 3V 0i i i ββπ απ απ -==-?== （4） 定义超前熄弧角（也叫关断角）为γ，γ=π-δ=π-α-μ=β-μ。 3.控制原理 直流输电的接线原理简图： 图5 直流输电原理简图 直流输电等效电路图： 图6 直流输电等效电路图 其中α为整流器延迟触发角；β为逆变器的超前触发角；γ为逆变器熄弧角；V d0r 和V d0i 分别为整流侧和逆变侧的无相控理想空载直流电压；R cr 和R ci 分别为整流和逆变侧的等值换相电阻，等效了换向损失的电压，但不是真正意义的电阻，不消耗有功功率。R L 为直流线路电阻。换向压降是由于变压器漏感产生的。

高压直流输电原理与运行 第一章

高压直流输电原理与运行 第一章绪论 1.1 高压直流输电的构成 1.高压直流输电由整流站，直流输电线路和逆变站三部分构成。 常规高压直流输电，由半控型晶闸管器件构成，采用电网换相； 轻型高压直流输电，由全控型电力电子构成，采用器件换相。 2.针对电网换相方式有：（1）长距离直流输电（单方向、双方向直流送电）；（2）BTB直流 输电；（3）交、直流并列输电；（4）交、直流叠加输电；（5）三极直流输电。 3.直流系统的构成 针对电网换相方式有： （1）直流单极输电 1）大地或海水回流方式：可降低输电线路造价；但材料要求较高，对地下铺设设备、通信等有影响； 2）导体回流方式：可分段投资和建设； （2）直流双极输电 1）中性点两端接地方式：优点，当一极故障退出，另一极仍可以大地或海水为回流方式，输送50%的电力；缺点，正常运行时，变压器参数、触发控制的角度等不完全对称，会在中性线有一定的电流流通，对中性点接地变压器，地下铺设设备和通信等有影响。2）中性点单端接地方式：优点，大大减小单极故障时的接地电流的电磁干扰；缺点，单极故障时直流系统必须停运，降低了可靠性和可利用率。

3）中性线方式：中性线设计容量小，正常运行时，流过中性线的不平衡电流小，降低电磁干扰。 3.直流多回线输电 1）线路并联多回输电方式：可提高输电容量、输电的可靠性和了可利用率。 2）换流器并联方式的多回线输电：实现相互备用，提高直流输电的可靠性和可利用率。4．多段直流输电 1）并联直流输电方式：要实现功率反转必须通过断路器的投切来改变换流站与直流线路的连接方式。 2）串联多端直流输电方式：各换流器与交流系统的功率通过对电压的调整进行。 1.2 高压直流输电的特点及应用场合 1.直流输电的特点 1）经济性：流输电架空线路只需正负两极导线、杆塔结构简单、线路造价低、损耗小；直流电缆线路输送容量大、造价低、损耗小、不易老化、寿命长，且输送距离不受限制； 通常规定，当直流输电线路和换流站的造价与交流输电线路和交流变电所的造价相等时的输电距离为等价距离。 2）互联性：直流输电不存在交流输电的稳定问题，有利于远距离大容量送电；采用直流输电实现电力系统之间的非同步联网； 3）控制性：直流输电输送的有功功率和换流器消耗的无功功率均可由控制系统进行控制，

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：

高压直流输电的故障保护

高压直流输电系统的保护 XX班程思锦 摘要：简单介绍高压直流输电组成，重点阐述高压直流系统故障及保护功能配置。 关键词：高压直流输电；直流输电优缺点；直流故障；保护原理；0 引言 我国地势辽阔，地形复杂，主要的电力资源分布在西部，而东部沿海地区却是用电大省，如何让西部的电以最小的损耗输送到东部成为我国电力行业的课题。直流输电线路相对交流几乎无无功损耗，输送距离更远等众多优点，因此，高压直流输电就很值得研究。 1 高压直流系统组成 高压直流系统组成部分：三相电源，换流站，输电电缆或者架空线，换流站，交流电网。三相电源是向电网输出电能。电源端的换流站的功能是将交流电变成直流电。输电电缆或者架空线是将直流电进行远距离输送。交流电端的换流站的作用是将直流电变成交流电并输送到交流电网上去。交流电网的作用是将交流电输送到个电力用户。换流站主要设备包括换流器、换流变压器、平波电抗器、交流滤波器、直流避雷器及控制保护设备等。

2 直流系统故障 直流输电系统发生的典型故障及其基本特点描述见下表。 3 保护原理及方法 3.1 故障原理 直流线路故障发生时，由于线路电容放电，短路点的故障电流会陡然升高，出过冲。初始故障电流与线路波阻抗有关，比稳态电流值大很多，直流电流过冲的大小与平抗、电流调节器增益和时间常数、故

障点距离、直流电压和故障发生的时刻都有关系。定电流调节器的作用会将稳态短路电流限制在一个较小的数值。直流线路故障一般通过电流的暂态分量和电压变化量进行检测。 直流线路保护是以电压导数法为主保护、线路纵差保护、直流欠压保护作为后备保护；目前，许多工程的主保护也采用行波保护。 3．2 直流线路保护策略 直流线路保护策略应考虑：①直流线路保护只在整流侧有效。②为了区分站内故障和直流线路故障，可以测量直流电流的时问变化率dl／dt。正的dl／dt(正向电流增加)表明故障点在IDL测量互感器线路侧；负的dl／dt值表明故障点在直流场内。③应考虑防止保护在下述情况下误动：整流、逆变侧发生交流故障；极起／停；逆变侧换相失败。④通信异常时，电压水平部分将延时820 ms动作，以与交流系统后备保护时间进行配合。 3．3 直流线路保护动作顺序 直流线路保护出口信号会起动再起动逻辑。再起动逻辑起动后，向控制系统发出移相去游离命令，系统将移相到164，并保持一段时间，这段时间是系统的去游离时间(大约200～500 ms)，使闪络故障经过充分去游离，线路绝缘性能恢复到能够承受正常电压。移相去游离命令之后立即形成再起动命令，将角度拉到60。左右，进行线路再起动，这种状态维持一个较短的时间(4 ms)，防止线路开路引起峰值整流过电压。如果再起动成功，恢复正常送电；如果不成功，可以进行多次再起动，甚至降压再起动，试图将直流电压降低水平运行，这

高压直流输电技术教案

高压直流输电技术 南昌大学信息工程学院电气与自动化系 二OO四年一月八 日

目录 第一章高压直流输电的基本概念 (3) 1.1 高压直流输电的发展历史 (3) 1.2 直流输电的基本原理 (4) 1.3 直流输电系统的分类 (4) 1.4 直流输电的优缺点 (5) 1.5 交流输电与直流输电比较的等价距离 (8) 第二章换流电路的工作原理 (9) 2.1 引言 (9) 2.2 整流器的工作原理 (9) 2.3 逆变器的工作原理 (17) 第三章换流站及其主设备 (19) 3.1 引言 (19) 3.2 晶闸管换流器 (20) 3.3 换流变压器 (23) 3.4 直流电抗器（平波电抗器） (25) 3.5 换流站的平面布置 (27) 第四章高压直流输电系统 (28) 4.1 引言 (28) 4.2高压直流架空线路的额定电压与分裂导线 (28) 4.3高压直流架空线路的电晕效应 (29) 4.4 高压架空线路的等值参数 (31) 4.5 直流电缆线路 (31) 4.6 大地回路 (31) 第五章滤波和滤波器 (33) 5.1 引言 (33) 5.2 换流装置交流侧的特征谐波 (33) 5.3 换流装置直流侧的特征谐波 (34) 5.4 交流滤波器 (34) 5.5 直流滤波器 (36) 5.6 阻尼型滤波器 (36) 5.7 消除谐波的其它方法 (37) 第六章高压直流系统的控制 (38) 6.1 引言 (38) 6.2 控制的基本方式 (39) 6.3 定电流控制 (39) 6.4 定电压控制 (40) 6.5 定触发角控制 (40) 6.6 定熄弧角控制 (40) 6.7 功率控制和频率控制 (41) 6.8 控制系统的实际应用 (41) 《高压直流输电技术》思考题及答案 (44)

特高压直流输电换流阀短路保护原理及特性研究

特高压直流输电换流阀短路保护原理及特性研究 发表时间：2018-09-11T15:20:17.627Z 来源：《基层建设》2018年第20期作者：冯育杰金石炜陈兆兴夏鹏侯宇[导读] 摘要：随着特高压直流输电(UHVDC)技术的发展，直流输电已经成为了远距离大容量输电的主要模式，直流输电已得到了越来越广泛的应用。 国网辽宁省电力有限公司检修分公司辽宁省鞍山市 114000 摘要：随着特高压直流输电(UHVDC)技术的发展，直流输电已经成为了远距离大容量输电的主要模式，直流输电已得到了越来越广泛的应用。在大电网时代，直流输电不仅成为交流输电的一种有力补充，而且成为了电力系统中最具有重要经济和技术意义的环节之一，成为了国内电力科研工作者研究的重要方向。换流器是高压直流输电系统中最为关键、复杂且昂贵的元件，其故障形式和机理、保护配置和 原理与交流系统有着很大的不同。关键词：特高压；直流输电；换流阀；短路保护；原理；分析 1导言 特高压直流输电系统以其更远的输送距离，更大的输送功率，更大区域的非同步互联，更低的功率损耗，灵活的功率调节，更低的线路造价等优势而被越来越多的应用在电力传输领域。特高压直流输电换流阀的本体，作为关键设备，其运行稳定性、安全性、可靠性是通过设计、制造、安装、调试的全过程质量控制才能得以实现的。特高压直流输电换流阀的安装过程，是换流阀从图纸和零部件完成到实体阀的最后关键阶段，需要对整个安装过程中影响特高压换流阀性能的关键节点进行合理控制，才能彻底保证特高压换流阀的优良品质，实现更好的长期稳定运行。 2阀短路保护(VSCP)检测原理为了保护换流阀免受由于换流变压器压器直流侧短路造成的过应力破坏，特高压直流输电系统中均设置了阀短路保护;该保护主要通过测量换流变压器压器阀侧电流(IVY，IVD)和直流极母线电流(IDC1/2P)和中性线电流(IDC1/2N)，并计算出最大的换流变压器压器电流和最大的直流电流，正常运行时这2个值是平衡的。当换流变压器压器阀侧电流幅值高于直流电流则可作为阀短路或其他相间短路的判据，在交流侧电流过大时，换流器被立即跳闸。 3特高压直流输电换流阀特高压直流输电工程通常采用双极十二脉动换流器单元系统，电压等级在±800kV及以上，电流可以从4000A到最高6250A。该特高压双极直流输电系统包括2个完整的可独立输电的单极直流系统，即极1直流系统和极2直流系统。每个完整的单极系统包含2个单极换流器单元，分别安装在整流换流站和逆变换流站。每个换流站内的单极换流器单元由2个12脉动阀组串联组成。一个阀厅仅包含一个12脉动阀组。因此每个换流站共分四个独立阀厅，即极1高压阀厅、极1低压阀厅、极2高压阀厅、极2低压阀厅。锡盟站换流阀设备由西安西电电力系统有限公司自主制造，换流阀采用空气绝缘、水冷却的户内悬吊式双重阀结构。每个阀厅换流阀阀组由6个双重阀阀塔组成。根据电流流向不同，双重阀阀塔分为2种结构，即电流上结构和电流下结构。阀侧星形接法的3相双重阀阀塔是其中一种结构，阀侧三角形接法的3相双重阀阀塔是另一种结构。每个阀厅换流阀阀组通过冷却水管、管母金具、光纤分别与换流阀冷却系统、换流变压器、换流阀控制单元对应连接。在换流阀整体设计中，综合考虑了各种相关的复杂因素，如过电压与绝缘配合、阀电子电路单元抗电磁干扰、主回路电气件合理布局和散热、换流阀的防火和抗震等要求、机械性能和电气性能要求、安装维护便捷要求等，按特定装配工艺，将换流阀的各个组成部件通过标准化作业组装在一起，具有安装快捷，维护方便的特点，有效保证了换流阀和整个直流输电系统的稳定性、可靠性及安全性。 4ＲTDS仿真分析利用ＲTDS仿真系统对酒泉—湖南特高压直流输电工程中所配置的换流阀短路保护进行仿真试验及功能验证。相关系统参数如下:系统为双极全压大地回线方式运行，额定容量8000MW，直流线路额定电压为800kV，整流站交流系统电压为750kV，逆变站为525kV，其控制方式均为典型方式控制。模拟整流站极Ⅰ高端阀组Y/Y绕组阀桥臂100ms短路故障，IVD为低端阀组交流侧电流，IDNC为双极中性线电流，IDCP为极母线电流。故障发生后，在397ms时MAX(IVY，IVD)－MAX(IDC1/2P，IDC1/2N)＞［0.5×ID_NOM+0.2×MAX(IDC1/2P，IDC1/2N)］，整流站极Ⅰ高端阀组Y桥阀短路保护动作，故障电流最大21.6k A，使得整流站高端阀组执行换流器X闭锁，高端阀组隔离。逆变站换流阀过流保护(DCOCP)检测到故障电流大于动作定值，即Max(IVY，IVD，IDCN)＞Iovc_set，经延时后高端阀组执行换流器Y闭锁，极Ⅰ高端阀组封脉冲闭锁，退出运行。逆变站故障发生后，换流变压器阀侧故障短路电流最大2.1kA，系统检测到换相失败，导致Y桥阀短路保护动作，逆变站高端阀组执行换流器X闭锁，高端阀组隔离。换流阀直流侧短路故障(全压0.1 p.u.功率情况下的故障7模拟：一是整流站(以高端阀组为例)在ＲTDS仿真系统中，模拟整流站极Ⅰ直流母线与双极中性线之间100 ms短路故障，仿真试验时，换流变压器阀侧故障短路电流峰值为19.2kA，Y桥阀短路保护动作，D桥阀短路保护动作，整流站高压阀组执行X闭锁，将高端阀组隔离。逆变站由于DCOCP动作导致高压阀组执行换流器Y闭锁，极Ⅰ高压阀组封脉冲闭锁，退出运行。二是逆变站(以低端阀组为例)在ＲTDS设置模拟逆变站极Ⅰ直流母线与双极中性线之间3s短路故障，换流变压器阀侧故障电流峰值达到5.4kA，逆变站低端换流器换相失败被检测到，延迟进行控制系统切换，然后双桥换相失败保护动作，极Ⅰ低端换流器执行换流器Y闭锁，换流器隔离。整流站在逆变站执行换流器Y闭锁后执行正常闭锁停运，极Ⅰ低端阀组封脉冲闭锁退出运行。三是仿真试验结果：首先换流阀发生阀短路故障时，其特征是交流侧交替发生两相短路和三相短路，由于流过故障阀的电流发生反向而导致其故障电流量剧烈增大，故障时具有交流侧电流激增，直流线路电压、电流和输送功率同时减小的现象。其次整流站发生阀短路故障时比逆变站严重得多，而逆变站发生阀短路故障同时将触发换相失败保护动作。最后当系统输送功率为额定功率时，阀侧故障电流可达到额定值的数倍，此时无论整流站或逆变站的差流很大，制动电流较小，保护可以可靠动作，而当系统输送功率为最小功率时，即0.1 p.u.时，由于整流站故障电流比逆变站故障电流大得多，使得整流站差流值较大，逆变站差流值较小，逆变站存在出现保护拒动的可能。 5结论 换流阀短路保护作为特高压直流输电工程控制保护中的重要组成部分，为避免换流阀因故障损坏提供了可靠保护。通过对该保护的配置及动作逻辑进行了分析并结合ＲTDS验证了该工程所配置的换流阀保护具有较高的灵敏性及可靠性，本文的分析结论对该工程的后续建设及研究具有一定的技术支撑和参考意义。参考文献：

高压直流输电总结

高压直流输电总结 一、高压直流输电概述： 1.高压直流输电概念： 高压直流输电是交流-直流-交流形式的电力电子换流电路，由将交流电变换为直流电的整流器、高压直流输电线路及将直流电变换为交流电的逆变器三部分组成。 注意：高压输电好处是在输送相同的视在功率S的前提下，高压输电能够降低输电线路流过的电流，减少线路损耗，提高输送效率（,）。 2.高压直流输电的特点： （1）换流器控制复杂，造价高； （2）直流输电线路造价低，输电距离越远越经济； （3）没有交流输电系统的功角稳定问题； （4）适合海底电缆（海岛供电、海上风电）和城市地下电缆输电； （5）能够非同步（同频不同相位，或不同频）连接两个交流电网，且不增加短路容量； （6）传输功率的可控性强，可有效支援交流系统； （7）换流器大量消耗无功，且产生谐波； （8）双极不对称大地回线运行时存在直流偏磁问题和电化学腐蚀问题； （9）不能向无源系统供电，构成多端直流系统困难。 3.对直流输电的基本要求： （1）能够灵活控制输送的（直流）电功率（大小可调；一般情况下，应能够正反双向传送电功率（功率方向可变）；

（2）维持直流线路电压在额定值附近； （3）尽可能降低对交流系统的谐波污染； （4）尽可能少地吸收交流系统中的无功功率； （5）尽可能降低流入大地的电流。 注意：大地电流的不利影响包括①不同接地点之间存在电位差，形成电解池，造成电化学腐蚀；②变压器接地中性点流过直流电流，造成变压器直流偏磁，使变压器噪声增加、损耗加大、振动加剧。 4.高压直流输电的适用范围： 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。 二、高压直流输电系统的基本构成： 1.双端直流输电的基本构成： （1）单极大地回线（相对于大地只有一个正极或者负极）： 图2- 1 （2）单极金属回线： 图2- 2 （3）双极大地回线（最常用）： 图2- 3 （4）双极单端接地（很少用）： 图2- 4 （5）双极金属回线（较少用）： 图2- 5 （6）并联式背靠背： 图2- 6 （7）串联式背靠背：

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高压直流输电原理与运行 一、填空题（每空 1 分共 52 分） 1、高压直流输电，是利用稳定的直流电具有无感抗，容抗也不起作用，无同步 问题等优点而采用的大功率远距离直流输电。 2、除了换流器外，高压直流输电系统还需要装设其他重要设备，如：换流变压 器、平波电抗器、无功补偿装置、滤波器、直流接地极、交直流开关设备、直流 输电线路以及控制与保护装置、远程通信系统等 3、换流变压器特点是l ）短路阻抗大：2）绝缘要求高： 3）噪声大：4） 损耗高：5）有载调压范围宽： 6 ）直流偏磁严重： 7）试验复杂： 4、换流变压器具有 4 种结构型式，即三相三绕组式、三相双绕组式、单相双绕 组式和单相三绕组式。 5、接地极的作用是钳制中性点电位和为直流电流提供返回通路。 6、换流站装设的无功补偿装置主要有以下三类：1 ）机械投切式无功补偿装置； 2）静止无功补偿装置； 3 ）同步调相机 7、按照用途分类，滤波器分为交流滤波器和直流滤波器两种。按照连接方式 分类，滤波器还可分为串联滤波器和并联滤波器。用做换流器谐波抑制用途的滤 波器一定为并联接线形式。 8、逆变器必须满足以下条件才能实现直流电交流电的变换 1 ）外接直流电源极 性必须与晶闸管的导通方向一致；2）在直流侧产生的整流电压平均值应小于直 流电源电压； 3）晶闸管的触发角α应要 90 °～180 °之间连续可调。？？？ 9、谐波的污染与危害主要表现在对电力的干扰影响，可大致概括谐波对电力危

害有以下几方面：①旋转电动机（换流变压器）等的附加谐波损耗与发热，缩短 使用寿命；②谐波谐振过电压，造成电气元器件及设备的故障与损坏；③电能计量错误。 10、谐波的污染与危害主要表现在对信号干扰方面有：①对通信系统产生电磁干扰；②使敏感的自动控制、保护装置误动作；③危害到功率处理器自身的正常运行。 11、谐波抑制并联交流滤波器有常规无源交流滤波器、有源交流滤波器和连续 可调交流滤波器三种型式。 12、根据高压直流换流站常用无源滤波器的类型，按其频率阻抗特性可以分为三 种类型：①调谐滤波器；②高通滤波器；③调谐滤波器与高通滤波器的组合构 成的多重调谐高通滤波器。 13、谐波抑制设备通常有 1）滤波器； 2）平波电抗器 3 ）中性点冲击电容器。 14、对于换流站，其运行中所需的无功功率不能依靠其所接人的交流系统来提 供，而且也不允许换流站与交流系统之间有太大的无功功率交换。这主要是因为当换流站从交流系统吸取或输出大量无功功率时，将会导致无功损耗，同时换流站的交流电压将会大幅度变化。 15、电网换相直流输电的控制方法有：换流器的相位控制与改变变压器的分接 头的控制。 16、直流输电的运行控制是通过对晶闸管阀触发脉冲的相位控制来实现的。基 本控制有以下几种方式： 1）定电流控制； 2）定电压控制； 3）定功率控制，除此之外，在逆变侧还有定熄弧角控制。 17、直流输电工程直流线路等故障的消除是通过晶闸管阀的控制进行的。直流

直流输电原理

直流输电原理 直流输电（HVDC）是将发电厂发出的交流电，经整流器变换成直流电输送至受电端，再用逆变器将直流电变换成交流电送到受端交流电网的一种输电方式。 直流输电系统主要由换流站（整流站和逆变站）、直流线路、交流侧和直流侧的电力滤波器、无功补偿装置、换流变压器、直流电抗器以及保护、控制装置等构成（见图直流输电系统的基本构成）。其中换流站是直流输电系统的核心，它完成交流和直流之间的变换。 直流输电所用的换流器通常采用12个（或6个）换流阀组成的12脉动换流器（或6脉动换流器）。早期的直流输电工程曾采用汞弧阀换流，20世纪70年代以后均采用晶闸管换流阀。目前，新型半导体器件绝缘栅双极晶体管（IGBT）得到广泛应用。 换流变压器可实现交、直流侧的电压匹配和电隔离，还可以限制短路电流。换流变压器阀侧绕组所承受的电压为直流电压叠加交流电压，而且两侧绕组中均有一系列的谐波电流。因此，换流变压器的设计、制造和运行均和普通电力变压器有所不同。 平波电抗器与直流滤波器共同承担直流侧滤波的任务，同时它还具有防止线路上的陡波进入换流站，防止直流电流断续，降低逆变器换相失败率等功能。

运行时换流器的交流侧和直流侧都会产生谐波，所以在两侧需要装设交流滤波器和直流滤波器。由晶闸管换流阀组成的电网换相换流器，运行中还吸收大量的无功功率。因此，在换流站要利用交流滤波器提供的无功，有时还需要另外装设无功补偿装置。 保护装置是实现直流输电正常起停、正常运行、自动调节、故障处理与保护等功能的设备，它保证直流输电运行的可靠性。 直流输电主要应用于远距离大功率输电和非同步交流系统的联网，具有线路投资少、不存在系统稳定问题、调节快速、运行可靠等优点。直流输电的发展也受到一些因素的限制。首先，直流输电的换流站比交流系统的变电所复杂、造价高、运行管理要求高；其次，换流装置（整流和逆变）运行中需要大量的无功补偿，正常运行时可达直流输送功率的40～60%；换流装置在运行中在交流侧和直流侧均会产生谐波，要装设滤波器；直流输电以大地或海水作回路时，会引起沿途金属构件的腐蚀，需要防护措施。要发展多端直流输电，需研制高压直流断路器。 随着电力电子技术的发展，大功率可控硅制造技术的进步、价格下降、可靠性提高，换流站可用率的提高，直流输电技术的日益成熟，直流输电在电力系统中必然得到更多的应用。 柔性直流输电原理 与传统直流输电不同，柔性直流输电（VSC-HVDC）是一种以电压源换流器、可控关断器件和脉宽调制(PWM技术)为基础的新型直流输电技术。这种输电技术能够瞬时实现有功和无功的独立解耦控制、能向无源网络供电、换流站间无需通讯、且易于构成多端直流系统。另外，该输电技术能同时向系统提供有功功率和无功功率的紧急支援，在提高系统的稳定性和输电能力等方面具有优势。 下图为柔性直流输电系统单线原理图，两端的换流站均采用VSC

(完整版)高压直流输电原理和运行AB卷试题(卷)附答案解析

高压直流输电原理与运行 一、填空题（每空1分共52分） 1、高压直流输电，是利用稳定的直流电具有无感抗，容抗也不起作用，无同步 问题等优点而采用的大功率远距离直流输电。 2、除了换流器外，高压直流输电系统还需要装设其他重要设备，如：换流变压器、平波电抗器、无功补偿装置、滤波器、直流接地极、交直流开关设备、直流输电线路以及控制与保护装置、远程通信系统等 3、换流变压器特点是l2）绝缘要求高：3）噪声大：4）损耗高：5）有载调压范围宽：6）直流偏磁严重：7）试验复杂： 4、换流变压器具有4种结构型式，即三相三绕组式、三相双绕组式、单相双绕组式和单相三绕组式。 5、接地极的作用是钳制中性点电位和为直流电流提供返回通路。 6、换流站装设的无功补偿装置主要有以下三类：1）机械投切式无功补偿装置；2）静止无功补偿装置；3）同步调相机 7、按照用途分类，滤波器分为交流滤波器和直流滤波器两种。按照连接方式分类，滤波器还可分为串联滤波器和并联滤波器。用做换流器谐波抑制用途的滤波器一定为并联接线形式。 8、逆变器必须满足以下条件才能实现直流电交流电的变换1）外接直流电源极性必须与晶闸管的导通方向一致；2）在直流侧产生的整流电压平均值应小于直流电源电压；3）晶闸管的触发角α应要90°～180°之间连续可调。？？？ 9、谐波的污染与危害主要表现在对电力的干扰影响，可大致概括谐波对电力危

害有以下几方面：①旋转电动机（换流变压器）等的附加谐波损耗与发热，缩短使用寿命；②谐波谐振过电压，造成电气元器件及设备的故障与损坏；③电能计量错误。 10、谐波的污染与危害主要表现在对信号干扰方面有：①对通信系统产生电磁干扰；②使敏感的自动控制、保护装置误动作；③危害到功率处理器自身的正常运行。 11、谐波抑制并联交流滤波器有常规无源交流滤波器、有源交流滤波器和连续可调交流滤波器三种型式。 12、根据高压直流换流站常用无源滤波器的类型，按其频率阻抗特性可以分为三种类型：①调谐滤波器；②高通滤波器；③调谐滤波器与高通滤波器的组合构成的多重调谐高通滤波器。 13、谐波抑制设备通常有1）滤波器；2）平波电抗器3）中性点冲击电容器。 14、对于换流站，其运行中所需的无功功率不能依靠其所接人的交流系统来提供，而且也不允许换流站与交流系统之间有太大的无功功率交换。这主要是因为当换流站从交流系统吸取或输出大量无功功率时，将会导致无功损耗，同时换流站的交流电压将会大幅度变化。 15、电网换相直流输电的控制方法有：换流器的相位控制与改变变压器的分接头的控制。 16、直流输电的运行控制是通过对晶闸管阀触发脉冲的相位控制来实现的。基本控制有以下几种方式：1）定电流控制；2）定电压控制；3）定功率控制，除此之外，在逆变侧还有定熄弧角控制。 17、直流输电工程直流线路等故障的消除是通过晶闸管阀的控制进行的。直流