直流換流站課件

高壓直流輸電技術(shù)

直流輸電系統(tǒng)的構(gòu)成及換流站主要設(shè)備直流輸電換流技術(shù)

直流輸電運(yùn)行方式直流輸電的特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合第一部分直流輸電系統(tǒng)的構(gòu)成及換流站主要設(shè)備二換流站的主要設(shè)備

換流變壓器換流器平波電抗器交流濾波器直流濾波器無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備

避雷器直流開關(guān)控制保護(hù)裝置遠(yuǎn)動(dòng)通信系統(tǒng)直流測(cè)量設(shè)備接地極及接地極線路

1.換流變壓器：

功能：電壓配合、隔離、限流、抽頭調(diào)節(jié)改善運(yùn)行性能。特點(diǎn)：諧波、閥側(cè)繞組絕緣（AC＋DC）、自動(dòng)調(diào)抽頭、多繞組等。類型：三相三線圈、三相雙線圈、單相三線圈、單相雙線圈。2.換流器（核心部分）（重點(diǎn)講解學(xué)習(xí)）

功能：換流、開關(guān)、與控制系統(tǒng)配合實(shí)現(xiàn)運(yùn)行控制。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)（四重閥、雙重閥；戶外式、戶內(nèi)式）、冷卻方式、觸發(fā)方式、試驗(yàn)等。類型：汞孤閥、晶閘管閥、光直接觸發(fā)晶閘管閥、IGBT換流閥。3.平波電抗器：

功能：濾波、限流、防止電流斷續(xù)、降低過電壓、防止換相失敗等。特點(diǎn)：電感值（0.3~1.0H）。類型：油浸式、干式。4.直流濾波器：

功能：濾波。類型：無(wú)源和有源兩種。5.交流濾波器：

功能：濾波、無(wú)功補(bǔ)償。類型：無(wú)源、連續(xù)可調(diào)。有源的正在研究。9.控制保護(hù)設(shè)備：功能：起動(dòng)、停運(yùn)、自動(dòng)調(diào)節(jié)、運(yùn)行性能改進(jìn)等。類型：微機(jī)控制。各公司所用硬件、軟件不同。發(fā)展很快。10.遠(yuǎn)動(dòng)通信：功能：傳送兩換流站之間的信息、換流站與調(diào)度以及其他所需信息。類型：電力線載波、微波、光纖通信。11.直流測(cè)量設(shè)備：直流CT、直流PT、微分CT等。12.接地極及接地極線路功能：固定直流側(cè)電位、長(zhǎng)期通過運(yùn)行電流、改變直流側(cè)運(yùn)行方式、提高運(yùn)行可靠性等。特點(diǎn)：地下埋設(shè)物電腐蝕、中性點(diǎn)接地變壓器的磁飽和等。第二部分

直流輸電換流技術(shù)

一.

換流技術(shù)與直流輸電的關(guān)系

1.直流輸電必須進(jìn)行換流

2.直流輸電換流技術(shù)的發(fā)展⑴汞弧閥換流⑵晶閘管閥換流⑶新型可關(guān)斷器件的應(yīng)用二.

直流輸電換流技術(shù)

1.換流的基本概念⑴基本換流單元①6脈動(dòng)換流單元②12脈動(dòng)換流單元⑵換流閥（電力器件）與換流器（整流與逆變電路）⑶換流閥的導(dǎo)通條件和關(guān)斷條件⑷換流閥的單向?qū)щ娦哉?qǐng)參講義第二章整流電路及有源逆變電路單橋整流器的運(yùn)行方式

工況2-3---正常運(yùn)行方式工況3---非正常運(yùn)行方式工況3-4---故障運(yùn)行方式工況2-3：在600的重復(fù)周期中，2個(gè)閥和3個(gè)閥輪流導(dǎo)通的運(yùn)行方式。

4.換流原理中的電角度⑴觸發(fā)角（α、β）⑵換相角（μ）（γ）⑶關(guān)斷角（γ）（δ）⑷導(dǎo)通角（λ）5.12脈動(dòng)換流器⑴12脈動(dòng)換流器的構(gòu)成⑵12脈動(dòng)換流器的特點(diǎn)6.直流輸電穩(wěn)態(tài)計(jì)算常用公式⑴整流側(cè)直流電壓

Ud1＝N1（1.35U1cosα－3/πXγ1Id）⑵逆變側(cè)直流電壓

Ud2＝N2（1.35U2cosβ＋3/πXγ2Id）

Ud2＝N2（1.35U2cosγ－3/πXγ2Id）⑶直流電流

Id＝（Ud1－Ud2）/R

⑷直流功率

Pd1＝Ud1Id（整流側(cè)）

Pd2＝Ud2Id（逆變側(cè)）

⑸換流器消耗的無(wú)功

Q1＝Pd1tgφ1（整流側(cè)）

Q2＝Pd2tgφ2（整流側(cè)）

⑹換流器的功率因數(shù)

cosφ1＝〔cosα＋cos（α＋μ1）〕／2（整流器）

cosφ2＝〔cosγ＋cos（γ＋μ2）〕／2（逆變器）⑺換流器的換相角μ1＝arccos〔cosα－（2Xγ1Id）／（√2U1）〕－α（整流器）μ2＝arccos〔cosγ－（2Xγ2Id）／（√2U2）〕－γ（逆變器）

⑻換流變壓器視在功率

S1＝（π/3）Ud01Id

（整流側(cè)）

S2＝（π/3）Ud02Id

（逆變側(cè))7.換流器的外特性⑴無(wú)調(diào)節(jié)器的外特性⑵實(shí)際工程中有調(diào)節(jié)器的外特性

第三部分直流輸電運(yùn)行方式1.運(yùn)行接線方式⑴單極直流輸電工程⑵雙極直流輸電工程2.全壓和降壓方式⑴全壓運(yùn)行方式⑵降壓運(yùn)行方式3.功率正送與反送方式⑴功率正送方式⑵功率反送方式4.雙極對(duì)稱與不對(duì)稱方式⑴雙極對(duì)稱方式⑵雙極不對(duì)稱方式①雙極電壓不對(duì)稱②雙極電流不對(duì)稱③雙極電壓和電流均不對(duì)稱5.運(yùn)行控制方式

⑴定功率控制方式⑵定電流控制方式⑶無(wú)功功率控制方式⑷交流電壓控制方式

6.直流輸電系統(tǒng)的損耗

⑴換流站的損耗（小于額定容量的1%）⑵直流線路損耗（主要是電阻損耗）第四部分

直流輸電的特點(diǎn)

及應(yīng)用場(chǎng)合一直流輸電的特點(diǎn)1直流架空線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、損耗小、輸送能力強(qiáng)；線路電容不起作用，沿線電壓分布均勻，不需裝設(shè)并聯(lián)電抗器。2直流電纜線路承受的電壓高、輸送容量大、造價(jià)低、損耗小、壽命長(zhǎng)、且輸送距離不受限制。3直流輸電無(wú)交流輸電的穩(wěn)定問題，有利于遠(yuǎn)距離大容量送電。4用直流輸電實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)非同步聯(lián)網(wǎng)具有一系列的優(yōu)點(diǎn)。5利用直流輸電的快速控制改善交流系統(tǒng)的運(yùn)行性能。6可方便地進(jìn)行分期建設(shè)，有利于發(fā)揮投資效益。7利用大地為回路提高輸電系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性和可靠性。8直流輸電換流站設(shè)備多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高、損耗大、運(yùn)行費(fèi)用高。9換流器運(yùn)行中產(chǎn)生諧波，在換流站需裝設(shè)交、直流濾波器。10換流器運(yùn)行中消耗大量的無(wú)功，在換流站需裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置。11利用大地為回路而引起的一些技術(shù)問題。如：接地極附近直流電流對(duì)地下金屬埋設(shè)物的電腐蝕；地下直流電流通過中心點(diǎn)接地變壓器使變壓器飽和等。12直流斷路器由于沒有電流過零點(diǎn)可利用，制造困難，使多端直流輸電發(fā)展緩慢。二直流輸電應(yīng)用埸合1遠(yuǎn)距離大容量輸電

2電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)

3直流電纜送電

4交流線路的增容改造

5輕型（柔性）直流輸電

6特高壓直流輸電

特高壓直流輸電

1.特高壓直流輸電的現(xiàn)狀

目前世界上已運(yùn)行的直流輸電工程最高電壓為士600kV，尚無(wú)特高壓直流輸電工程運(yùn)行。對(duì)于特高壓直流工程，國(guó)外研究的結(jié)論是：士800kV的工程在技術(shù)上是可行的，士1000kV不經(jīng)過很大努力進(jìn)行研究是困難的，士1200kV若技術(shù)上沒有重大突破是不可能的。2.特高壓直流輸電接線方式

⑴每極一組12脈動(dòng)換流器⑵每極兩組12脈動(dòng)換流器串聯(lián)⑶每極兩組12脈動(dòng)換流器并聯(lián)中國(guó)直流輸電的發(fā)展

1.發(fā)展概況

2.已運(yùn)行的直流輸電工程

3.計(jì)劃建設(shè)的直流輸電工程.

中國(guó)已運(yùn)行的直流輸電工程工程名稱容量電壓距離投運(yùn)時(shí)間（MW）（KV）（Km）（年）1.舟山50-1005419872.葛洲壩-上海1200士50010451989/19903.天生橋-廣東1800士5009412000/20014嵊泗60士5066.220025.三峽-常州3000士5008602002/20036.三峽-廣東3000士5009602003/20047.貴州-廣東I3000士50088020048靈寶背靠背360120/20059.三峽-上海3000士5001047200610.貴州-廣東II3000士5001194200711.高嶺背靠背2*7502*士125/2008

總計(jì)1997070472009年6月止

中國(guó)計(jì)劃建設(shè)的直流輸電工程工程名稱功率電壓距離投運(yùn)時(shí)間（MW）（kV）（km）（年）1.靈寶背靠背擴(kuò)建750166.7/20092.寶雞-德陽(yáng)3000士5005602010

3.向家壩-奉賢特高壓6400士800200020104.云南-廣東特高壓15000士800145020105.呼倫貝爾-沈陽(yáng)3000士50092020106.寧東-山東