高壓直流主回路參數(shù)計算導則

ICS

備案號DL

中華人民共和國電力行業(yè)標準

高壓直流輸電系統(tǒng)主回路參數(shù)計算導則

Guidetomaincircuitparametercalculationfor

HVDCSystem

--發(fā)布--實施

發(fā)布

前言

本標準按照國家標準GB/T1.1-2009《標準化工作導則第1部分：標準的結(jié)構(gòu)和編寫》給出的

規(guī)則起草。

本標準由中國電力企業(yè)聯(lián)合會提出。

本標準由電力行業(yè)高壓直流輸電技術(shù)標準化技術(shù)委員會歸口。

本標準主要起草單位：國網(wǎng)經(jīng)濟技術(shù)研究院有限公司

本標準主要起草人：馬為民、李亞男、蔣維勇、劉心旸、樊紀超、鄒欣、殷威楊

本標準執(zhí)行過程中的意見或建議反饋至中國電力企業(yè)聯(lián)合會標準化管理中心（北京市宣武區(qū)白

廣路二條一號，100761）。

I

高壓直流輸電系統(tǒng)主回路參數(shù)計算導則

1范圍

本導則適提出了高壓直流輸電工程系統(tǒng)設(shè)計階段對主回路參數(shù)計算的要求、方法、計算參數(shù)

及誤差選取等。本導則覆蓋了電壓源換相直流系統(tǒng)中換流閥、換流變及平波電抗器的基本電氣參

數(shù)的確定。本導則用于常規(guī)兩端長距離及背靠背高壓直流輸電系統(tǒng)，但不能直接用于多端直流系

統(tǒng)主回路參數(shù)計算。多端直流系統(tǒng)主回路參數(shù)計算可以基于本導則提供的方法進行。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本標準的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于

本標準。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本標準。

GB/T13498-2017《高壓直流輸電術(shù)語》

GB20989-2017《高壓直流換流站損耗》

IEC919-3《Performanceofhigh-voltaged.c.（HVDC）systempart1:Steady-stateconditions》高

壓直流系統(tǒng)性能—第1部分：穩(wěn)態(tài)條件

DL/T5426-2009《±800kV高壓直流輸電系統(tǒng)成套設(shè)計規(guī)程》

3術(shù)語和定義

本規(guī)程中的術(shù)語和定義，GB/T13498-2017適用，同時DL/T5426-2009中補充的術(shù)語也適用于

本標準。其他符號及術(shù)語定義如下：

1）直流電壓（極線對中性線）Ud

平抗線路側(cè)直流電壓，該電壓是直流極線出口位置對中性線電，該電壓在主回路參數(shù)計算時

可以是任意值。帶有不同下標時，直流電壓具有不同意義。DCvoltagebetweenthepoleandthe

neutralbusatthelinesideofthesmoothingreactor

2）直流電壓測量值Udmeasured

實際測量元件測得的平抗線路側(cè)直流電壓，通過與控制目標電壓求差實現(xiàn)對直流系統(tǒng)的正常

控制。

3）額定直流功率Pd

對于遠距離高壓直流輸電系統(tǒng)指送端換流站直流平波電抗器直流線路側(cè)的功率。該值在背靠

背系統(tǒng)中不區(qū)分送端和受端。主回路參數(shù)計算中采用單極作為功率計算的基礎(chǔ)。

4）換相電抗commutatonreactance

包括換流變壓器電抗在內(nèi)的在換相回路中可能影響換相過程的全部電抗。

5）換流器負載損耗Ploss

六脈動換流器在額定功率下運行時，換流變和平波電抗器上的損耗。

6）導通壓降Vt

晶閘管導通壓降，即晶閘管的前向壓降，該壓降與不同廠家的設(shè)計和工作時的直流電流相關(guān)。

附錄1給出了換流閥導通壓降的經(jīng)驗值。voltagedroprelatedtoconductingcurrentofthyristorvalve,i.e.

theforwardvoltagedropofthyristorvalve.

7）相對感性壓降dr

換流器的相對感性壓降。

8）相對電阻性壓降dr

換流器的相對電阻性壓降relativeresistanceDCvoltagedropofconverter

）換流閥通態(tài)前向壓降

9UT

換流閥在導通狀態(tài)下的前向壓降。forwardvoltagedropofconvertervalveunderconductingstate

10）短路容量Scc

換流母線的三相短路容量。shortcircuitcapacityofacbus

3-2

）換相總電抗

11dxtotaldxtotR:

總的換相電抗，包括換相回路電抗和換相回路中代表交流系統(tǒng)阻抗的部分折算至閥側(cè)的阻抗total

relativeinductiveDCvoltagedropofconvertercontainsbothcommutationcircuitreactanceandthesystem

impedanceconvertedontovalveside

R

12）直流輸電回路總電阻Rdc:d:

每極直流線路中的總電阻。totalresistanceofDCtransmissionlineateachpole.

R

13）接地極電阻e:

接地極電阻resistanceofelectrode

R

14）接地極線路電阻g:

接地極線路電阻resistanceofelectrodeline.

S

15）換流變?nèi)萘縩:（6脈動）

對應(yīng)六脈動換流器的換流變壓器額定容量ratedcapacityofathree-phaseconvertertransformer

connectedtoa6-pulsevalvegroup

S

16）換流變?nèi)萘縩3w（12脈動）:

與12脈動換流變對應(yīng)的單相三繞組換流變額定容量ratedcapacityofasingle-phase

three-windingconvertertransformerconnectedtoa12-pulsevalvegroup

S

17）換流變?nèi)萘縩2w:（12脈動）:

與脈動換流變對應(yīng)的單相雙繞組換流變額定容量

12Sn2w:ratedcapacityofasingle-phase

two-windingconvertertransformerconnectedtoa12-pulsevalvegroup

）換流變閥側(cè)線電壓

18Uv:

換流變壓器閥側(cè)的線電壓額定值valvesidelinevoltageofconvertertransformer

）換流變閥側(cè)線電流

19Iv:

換流變壓器閥側(cè)線電流valvesidelinecurrentofconvertertransformer

）換流變網(wǎng)側(cè)線電壓

20Ul:

換流變網(wǎng)側(cè)線電壓linevoltageoflinesideofconvertertransformer

）換流變額定變比

21nnom:

當換流變有載調(diào)節(jié)開關(guān)位于主分接時，對應(yīng)的換流變額定變比ratedratioofconvertertransformerat

nominaltapposition

22）分接范圍:

計算所需的換流變有載調(diào)壓開關(guān)抽頭范圍neededOLTCrangeofconvertertransformer

23）分接開關(guān)檔距:

換流變又在調(diào)壓開關(guān)每檔調(diào)節(jié)電壓能力，以額定電壓的百分比表示step–sizeofconverter

transformerOLTC

L

24）直流側(cè)總電感d:totalInductancefromDCside

L

25）平波電抗器電感dr:smoothingreactorinductance

L

26）換流變每相電感tr:convertertransformerinductanceperphase

3.2下標

N-額定值

R-整流側(cè)

I-逆變側(cè)

4直流輸電系統(tǒng)電流/功率控制策略

4.1控制模式

4-3

本規(guī)范所涉及的控制模式和策略僅限于穩(wěn)態(tài)情況下。直流輸電工程具有兩種常用的控制方

式：直流電流控制和直流功率控制。如果選擇直流電流為控制目標，則直流設(shè)置直流電流指令；

如果選擇直流功率為控制目標，則實際的電流控制指令由下式計算得到：

IdPref/Udmeasured(1)

式中，

Udmeasured是測量的直流極線與中性母線間電壓，測量點與直流工程定義的

額定容量位置相同。通常長距離端對端工程采用整流側(cè)平波電抗器線路側(cè)為額定直流

電壓的測量點。

Pref是整流站功率參考值，位于整流側(cè)平波電抗器線路側(cè)。

4.2電流/功率控制策略

傳統(tǒng)換流器的直流電流由整流側(cè)觸發(fā)角控制。觸發(fā)角在正常運行時保持在額定值的附近的范

圍內(nèi)，當觸發(fā)角超出該范圍時，通過調(diào)節(jié)換流變壓器的有載開關(guān)重新使其回到正常范圍內(nèi)。

4.3電壓控制

長距離直流輸電的電壓控制通常由逆變側(cè)實現(xiàn)。電壓控制策略有定熄弧角控制方式和定電壓

控制方式。背靠背系統(tǒng)也可能采用定理想空載電壓方式實現(xiàn)定電圧控制。

4.3.1定熄弧角控制

穩(wěn)態(tài)運行情況下，熄弧角保持恒定。直流電壓保持在額定值附近的范圍內(nèi)，對直流電壓的控

制通過逆變側(cè)有載調(diào)壓開關(guān)實現(xiàn)。

每極僅有一個12脈動換流器時，所有換流變壓器有載開關(guān)必須處于相同位置；當每極采用2個換流

器串聯(lián)時，為了提高電壓控制的精度，兩個12脈動對應(yīng)的有載開關(guān)位置彼此間最多可以相差一檔。

4.3.2定直流電壓控制。

通過控制熄弧角控制直流電壓，熄弧角保持在一定的范圍內(nèi)，當熄弧角超出正常范圍時，通過調(diào)

節(jié)換流變壓器的抽頭使之回到正常范圍內(nèi)。

4.3.3定理想空載直流電壓控制

與長距離直流系統(tǒng)相比，背靠背直流系統(tǒng)的直流電壓不需要精確控制，因此背靠背直流可以用理

想空載直流電壓取代直流電壓作為控制目標。通過控制逆變側(cè)有載開關(guān)位置使理想空載直流電壓保持

在額定值。同時，逆變側(cè)熄弧角保持恒定。此時，有載開關(guān)調(diào)節(jié)主要是為了抵消換相電壓的波動。

4.4過負荷的控制策略

穩(wěn)定過負荷時直流系統(tǒng)可選擇不同的控制策略（短時過負荷除外）。第一種過負荷策略是控制過

負荷時的理想空載直流電壓不超過額定值，僅通過增加直流電壓提升功率；第二種過負荷策略是在過

負荷時提高理想空載直流電壓，即提高直流電壓定值。此時過負荷是在直流電壓和直流電流提高的共

同作用下實現(xiàn)的。

4.5控制參數(shù)及誤差

為了通過主回路計算確定直流系統(tǒng)及主設(shè)備的參數(shù)極限，需要知道控制誤差，測量誤差及設(shè)

備制造誤差等參數(shù)。這些參數(shù)及誤差隨不同的控制策略、廠家及測量裝置而變化。本標準附錄A

中提供了典型的誤差及偏差范圍。

5主回路參數(shù)計算

5.1總則

換流變壓器短路阻抗是限制換流閥短路電流的主要因素。短路阻抗選擇會影響換流閥及直流

側(cè)短路電流、換流器無功消耗及諧波產(chǎn)生，換流變壓器本身的損耗等。其中，需要根據(jù)換流閥短

路電流耐受能力，合理選擇換流變短路阻抗。同時，短路阻抗取值應(yīng)在換流變壓器本身設(shè)計的最

優(yōu)阻抗附近選擇，以保證換流變經(jīng)濟性和運輸尺寸最小。

5.2換流閥短路過程第一周波的短路電流可以采用下式計算：

IdNkrUdioId

Icrest(1cos)(2)

2dxtotRUdioN2

短路過程第二及第三周波的短路電流采用下式計算：

5-4

IdNkrUdio(3)

Icrest(1cos)

2dxtotRUdioN

式2及3中，Udio根據(jù)5.4中公式進行計算。Kr是代表換流器甩負荷造成的工頻過電壓系數(shù)，根

據(jù)5.6中式4計算。dxtot不僅包括換流變短路阻抗，還包括交流系統(tǒng)等值阻抗折算至換流變閥側(cè)的

阻抗。

QconvR2PconvR2

kr(1)()

2(SSCQfN)2(SSCQfN)(4)

5.3相對感性壓降和相對阻性壓降計算

確定換流變短路阻抗后，可以采用公式5計算換流器相對感性壓降。

3XI

dtdN

xNU

dioN(5)

相對阻性壓降采用公式6計算：

Pcu2RthIdN(6)

dr

UdioNIdNUdioN

公式中，系數(shù)代表每個脈動換流橋中總是有兩個換流閥處于導通狀態(tài)。上式中參數(shù)和

626PcuRth

應(yīng)由廠家提供。

5.4理想空載直流電壓

換流變感性壓降（短路阻抗）和脈動換流器額定相對感性壓降間的關(guān)系可以用下式表達

6dxN7:

ukrelativevoltagedropofPLCfilteringreactor2dxN(7)

5.4.1理想空載直流電壓額定值

整流側(cè)理想空載直流電壓可用下式8計算:

UdNR

UdioNRcosN(dxNRdrNR)UT(8)

n

逆變側(cè)理想空載直流電壓可用下式9計算:

UdNI

UdioNI(cosN(dxNIdrNR))UT(8)

n

其中，帶有下標N的是指理想空載額定電壓。該電壓實際表征的是換相電壓在額定觸發(fā)角時對應(yīng)

的閥側(cè)空載直流電壓。

5.4.2在不同的運行狀態(tài)下，理想空載直流電壓會偏離其額定值，這與逆變側(cè)采用的控制策略有關(guān)。

當逆變側(cè)為定直流電壓控制時，整流側(cè)和逆變側(cè)的理想空載直流電壓可以采用下式計算：

UI

dRU(dd)dU

nTxRrRIdioNR

UdN(9)

dioRcos

URII

dRddU(dd)dU

nTxIrIIdioNI

UdN(10)

dioIcos

主回路參數(shù)計算都是基于6脈動換流橋電路進行的。所以上式中N代表6脈動換流橋的個數(shù)。

5.4.3理想空載額定電壓最大值和最小值

為了計算理想空載直流的最大值和最小值，在上式中還必須考慮控制誤差，測量誤差及制造公差。

本標準附錄A中提供了上述誤差及工程的典型值。由于實際的直流控制策略作用，上式中電壓和電流

變量在考慮誤差及偏差時，不能同時取大值。

5.5直流電壓及直流電流

5.5.1直流電壓計算采用下式進行：

5-5

UdRIdUdioNR

UdioRcos(dxRdrR)UT(11)

2IdNUdioR

5.5.2直流系統(tǒng)主回路結(jié)構(gòu)示意圖

直流輸電系統(tǒng)廣泛采用12脈動換流器作為基本的換流器結(jié)構(gòu)。由于更高的可靠性要求及對環(huán)境的

影響更小，雙極直流系統(tǒng)是目前最為常用的接線形式。在進行直流電壓計算時，都是對單極直流系統(tǒng)

進行的。雙極直流系統(tǒng)可以看成是兩個對稱的單極。

直流電壓計算中采用的單極直流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以用下圖表示：

其中，Rdc是直流輸電線路電阻，該電阻通常取20℃值，歐姆；

Rg是接地極線路電阻，歐姆

Re是接地極電阻，歐姆

5.5.3直流電壓

整流側(cè)單極大地回路運行時的直流電壓可采用下式計算：

UdRUdLRReRRgRId(12)

逆變側(cè)跨六脈動閥橋直流電壓可采用下式計算：

UdIIdUdioNI

UdioIcos(dxIdrI)UT(13)

2IdNUdioI

逆變側(cè)單極大地回路運行時的直流電壓可采用下式計算：

UdIUdLIReIRgIId(14)

雙極運行時，

UdRUdLR(15)

UdIUdLI(16)

對長距離直流輸電系統(tǒng)，整流側(cè)和逆變側(cè)之間極線對地電壓降等于：

UUdLRUdLI(17)

或,

URdId(18)

單極大地運行時，和存在如下關(guān)系：

UdRUdI

UdRUdIUdLRUdLIReRRgRReIRgIId(19)

單極金屬回線運行時，

UdRUdI2RdId(20)

雙極運行時，

UdRUdIUdLRUdLI(21)

5.5.4直流電壓最大值

計算最大及最小直流時，需考慮不同的直流電壓控制策略的影響，以及控制誤差、測量誤差和設(shè)

備制造公差。

5.5.5直流電流計算

5-6

在確定直流功率和直流電壓后，直流電流計算采用式（3）進行。計算不同方式下直流電流最大及

最小值必須考慮直流電壓控制誤差及測量誤差。

5.6換流變壓器

5.6.1換流變壓器容量

與六脈動閥橋相連接的換流變壓器三相容量采用下式計算：

Sn3UvNIvNUdi0NIdN(22)

3

與12脈動換流器相連的單相三繞組換流變壓器容量采用下式計算：

232

Sn3wUvNIvNUdioNIdN

39（23）

與12脈動換流器相連的單相雙繞組換流變壓器容量是三繞組容量的一半：

S

Sn3w(24)

n2w2

5.6.2換流變壓器分接開關(guān)

5.6.2.1主分接額定變比

換流變壓器在主分接時的額定變比采用下式計算：

UU

nlNlN

nomUU

vNdioN(25)

23

5.6.2.2最大及最小變比

換流變壓器最大變比采用下式計算：

UU

lmaxdi0N

nmax(26)

UlNUdi0min

換流變壓器最小變比采用下式計算：

UU

lmindioN

nmin(27)

UlNUdiomax

5.6.2.3檔距及檔位數(shù)

換流變壓器檔距一般根據(jù)廠家實際的調(diào)壓開關(guān)能力確定。附錄A中給出了主回路計算中常用的分

接開關(guān)檔距。在檔距確定以后，調(diào)壓開關(guān)數(shù)量可以采用下式計算：

1

TC

step(28)

5.6.2.4如果直流系統(tǒng)設(shè)計中允許降壓運行方式（通常降壓運行的能力要求是降壓至額定電壓的

80%或70%，直流系統(tǒng)的降壓運行能力通過分接開關(guān)與觸發(fā)家共同實現(xiàn)），則實際需要的分接開關(guān)檔

位數(shù)比上述計算確定的檔位數(shù)要多。通常，直流系統(tǒng)被設(shè)計為利用分接開關(guān)可以實現(xiàn)80%電壓的降壓

運行，此時觸發(fā)角保持在正常值。如果系統(tǒng)需要更低的降壓運行能力，可以通過增加觸發(fā)角來實現(xiàn)。

5.7平波電抗器電感值

5.7.1平波電抗器在直流系統(tǒng)中的作用之一是抑制直流電流的快速上升，這種電流快速變化可能

是由于換相失敗、逆變側(cè)交流系統(tǒng)故障或直流線路故障引起的。同時，平波電抗器還起到

平滑直流電流紋波防止電流斷續(xù)的作用。

5.7.2可以通過合理選擇平波電抗器電感值避免直流系統(tǒng)阻抗在基波或其他整數(shù)次諧波頻率上

發(fā)生諧振。

5.7.3平抗電感值計算可以Si系數(shù)法初步確定，Si系數(shù)采用下式計算：

U

SidN(29)

LdIdN

其中，是直流回路總電感值，是平波電抗器電感值，是換流變壓

Ld=Ldr+3.5LtrLdrLtr

器電感值。

5-7

Si系數(shù)的取值范圍是0.22~0.4，目前世界上多數(shù)工程的Si值小于0.3。

6直流系統(tǒng)運行特性的計算

6.1直流系統(tǒng)運行特性計算應(yīng)提供從最小直流功率直到過負荷功率的運行參數(shù)。

6.2運行控制參數(shù)主要包括直流功率、直流電壓，直流電流，理想空載直流電壓（整流側(cè)及逆

變側(cè)）控制角度（點火角和熄弧角），疊弧角（整流側(cè)和逆變側(cè)）、有載開關(guān)檔位（整流側(cè)

及逆變側(cè)）。

6.3對典型雙極直流系統(tǒng)，運行特性計算應(yīng)分別針對雙極、單極大地返回、單極金屬返回進行。

如果要求降壓運行，還應(yīng)對每種運行方式分別計算降壓運行時的控制參數(shù)。

6-8

附錄A（資料性附錄）——控制參數(shù)、誤差及公差典型值

表A.1主回路參數(shù)計算考慮的誤差

Parameter描述典型值

正常運行時換流變感性壓降最大制造公差5％,d

dxN

xd

DCvoltagerange(x)注1

Ud測量誤差Udmeas0.5％UdRN

Id測量誤差I(lǐng)dmeas0.3%IdN

0

測量誤差1.0

0

測量誤差0.5

Udio電容性電壓測量裝置測量誤差Udio1.0%UdioN

注1:換流變感性壓降制造公差由廠家提供，表中數(shù)值為500kV，3000MW雙極直流系統(tǒng)的典

型值.該制造公差在正常范圍內(nèi)通常較小，但在為了降壓運行而增加的檔位范圍內(nèi)較大

Thecontrolparametersdependonthecontrolstrategyandthedesign.Differentcontrolstrategy

applied,differentcontrolparametersandvariationrangesexist.Typicalvaluesofcontrolparameters

usedinHVDCaregiveninTableA.2.

表A.2主回路計算的控制參數(shù)

Parameter描述典型范圍

±Δα額定觸發(fā)角及穩(wěn)態(tài)變化范圍15±2.5

min控制系統(tǒng)要求的最小觸發(fā)角5

額定熄弧角及其范圍19±2

U與一檔有載調(diào)節(jié)開關(guān)抽頭變化對應(yīng)

與一檔抽頭變化對應(yīng)的整流側(cè)電壓變化范圍dNR

U的單脈動換流器電壓變化量，當逆變側(cè)采用

d或直流電壓控制誤差12

定熄弧角控制時注2

注2：控制參數(shù)與采用的具體控制策略有關(guān)，控制策略不同時對應(yīng)的控制參數(shù)和變化范圍也不

同。表中給出的是某具體工程的典型控制參數(shù)。

6-9

目次

目次........................................................................................................................................................I

前言........................................................................................................................................................I

1范圍...........................................................................................................................................................2

2規(guī)范性引用文件.......................................................................................................................................2

3術(shù)語和定義...............................................................................................................................................2

4直流輸電系統(tǒng)電流/功率控制策略..........................................................................................................3

5主回路參數(shù)計算.......................................................................................................................................4

6直流系統(tǒng)運行特性的計算.......................................................................................................................8

附錄A（資料性附錄）——控制參數(shù)、誤差及公差典型值........................................................9

表A.1主回路參數(shù)計算考慮的誤差.........................................................................................................9

表A.2主回路計算的控制參數(shù).................................................................................................................9

I

高壓直流輸電系統(tǒng)主回路參數(shù)計算導則

1范圍

本導則適提出了高壓直流輸電工程系統(tǒng)設(shè)計階段對主回路參數(shù)計算的要求、方法、計算參數(shù)

及誤差選取等。本導則覆蓋了電壓源換相直流系統(tǒng)中換流閥、換流變及平波電抗器的基本電氣參

數(shù)的確定。本導則用于常規(guī)兩端長距離及背靠背高壓直流輸電系統(tǒng)，但不能直接用于多端直流系

統(tǒng)主回路參數(shù)計算。多端直流系統(tǒng)主回路參數(shù)計算可以基于本導則提供的方法進行。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本標準的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于

本標準。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本標準。

GB/T13498-2017《高壓直流輸電術(shù)語》

GB20989-2017《高壓直流換流站損耗》

IEC919-3《Performanceofhigh-voltaged.c.（HVDC）systempart1:Steady-stateconditions》高

壓直流系統(tǒng)性能—第1部分：穩(wěn)態(tài)條件

DL/T5426-2009《±800kV高壓直流輸電系統(tǒng)成套設(shè)計規(guī)程》

3術(shù)語和定義

本規(guī)程中的術(shù)語和定義，GB/T13498-2017適用，同時DL/T5426-2009中補充的術(shù)語也適用于

本標準。其他符號及術(shù)語定義如下：

1）直流電壓（極線對中性線）Ud

平抗線路側(cè)直流電壓，該電壓是直流極線出口位置對中性線電，該電壓在主回路參數(shù)計算時

可以是任意值。帶有不同下標時，直流電壓具有不同意義。DCvoltagebetweenthepoleandthe

neutralbusatthelinesideofthesmoothingreactor

2）直流電壓測量值Udmeasured

實際測量元件測得的平抗線路側(cè)直流電壓，通過與控制目標電壓求差實現(xiàn)對直流系統(tǒng)的正常

控制。

3）額定直流功率Pd

對于遠距離高壓直流輸電系統(tǒng)指送端換流站直流平波電抗器直流線路側(cè)的功率。該值在背靠

背系統(tǒng)中不區(qū)分送端和受端。主回路參數(shù)計算中采用單極作為功率計算的基礎(chǔ)。

4）換相電抗commutatonreactance

包括換流變壓器電抗在內(nèi)的在換相回路中可能影響換相過程的全部電抗。

5）換流器負載損耗Ploss

六脈動換流器在額定功率下運行時，換流變和平波電抗器上的損耗。

6）導通壓降Vt

晶閘管導通壓降，即晶閘管的前向壓降，該壓降與不同廠家的設(shè)計和工作時的直流電流相關(guān)。

附錄1給出了換流閥導通壓降的經(jīng)驗值。voltagedroprelatedtoconductingcurrentofthyristorvalve,i.e.

theforwardvoltagedropofthyristorvalve.

7）相對感性壓降dr

換流器的相對感性壓降。

8）相對電阻性壓降dr

換流器的相對電阻性壓降relativeresistanceDCvoltagedropofconverter

）換流閥通態(tài)前向壓降

9UT

換流閥在導通狀態(tài)下的前向壓降。forwardvoltagedropofconvertervalveunderconductingstate

10）短路容量Scc

換流母線的三相短路容量。shortcircuitcapacityofacbus

3-2

）換相總電抗

11dxtotaldxtotR:

總的換相電抗，包括換相回路電抗和換相回路中代表交流系統(tǒng)阻抗的部分折算至閥側(cè)的阻抗total

relativeinductiveDCvoltagedropofconvertercontainsbothcommutationcircuitreactanceandthesystem

impedanceconvertedontovalveside

R

12）直流輸電回路總電阻Rdc:d:

每極直流線路中的總電阻。totalresistanceofDCtransmissionlineateachpole.

R

13）接地極電阻e:

接地極電阻resistanceofelectrode

R

14）接地極線路電阻g:

接地極線路電阻resistanceofelectrodeline.

S

15）換流變?nèi)萘縩:（6脈動）

對應(yīng)六脈動換流器的換流變壓器額定容量ratedcapacityofathree-phaseconvertertransformer

connectedtoa6-pulsevalvegroup

S

16）換流變?nèi)萘縩3w（12脈動）:

與12脈動換流變對應(yīng)的單相三繞組換流變額定容量ratedcapacityofasingle-phase

three-windingconvertertransformerconnectedtoa12-pulsevalvegroup

S

17）換流變?nèi)萘縩2w:（12脈動）:

與脈動換流變對應(yīng)的單相雙繞組換流變額定容量

12Sn2w:ratedcapacityofasingle-phase

two-windingconvertertransformerconnectedtoa12-pulsevalvegroup

）換流變閥側(cè)線電壓

18Uv:

換流變壓器閥側(cè)的線電壓額定值valvesidelinevoltageofconvertertransformer

）換流變閥側(cè)線電流

19Iv:

換流變壓器閥側(cè)線電流valvesidelinecurrentofconvertertransformer

）換流變網(wǎng)側(cè)線電壓

20Ul:

換流變網(wǎng)側(cè)線電壓linevoltageoflinesideofconvertertransformer

）換流變額定變比

21nnom:

當換流變有載調(diào)節(jié)開關(guān)位于主分接時，對應(yīng)的換流變額定變比ratedratioofconvertertransformerat

nominaltapposition

22）分接范圍:

計算所需的換流變有載調(diào)壓開關(guān)抽頭范圍neededOLTCrangeofconvertertransformer

23）分接開關(guān)檔距:

換流變又在調(diào)壓開關(guān)每檔調(diào)節(jié)電壓能力，以額定電壓的百分比表示step–sizeofconverter

transformerOLTC

L

24）直流側(cè)總電感d:totalInductancefromDCside

L

25）平波電抗器電感dr:smoothingreactorinductance

L

26）換流變每相電感tr:convertertransformerinductanceperphase

3.2下標

N-額定值

R-整流側(cè)

I-逆變側(cè)

4直流輸電系統(tǒng)電流/功率控制策略

4.1控制模式

4-3

本規(guī)范所涉及的控制模式和策略僅限于穩(wěn)態(tài)情況下。直流輸電工程具有兩種常用的控制方

式：直流電流控制和直流功率控制。如果選擇直流電流為控制目標，則直流設(shè)置直流電流指令；

如果選擇直流功率為控制目標，則實際的電流控制指令由下式計算得到：

IdPref/Udmeasured(1)

式中，

Udmeasured是測量的直流極線與中性母線間電壓，測量點與直流工程定義的

額定容量位置相同。通常長距離端對端工程采用整流側(cè)平波電抗器線路側(cè)為額定直流

電壓的測量點。

Pref是整流站功率參考值，位于整流側(cè)平波電抗器線路側(cè)。

4.2電流/功率控制策略

傳統(tǒng)換流器的直流電流由整流側(cè)觸發(fā)角控制。觸發(fā)角在正常運行時保持在額定值的附近的范

圍內(nèi)，當觸發(fā)角超出該范圍時，通過調(diào)節(jié)換流變壓器的有載開關(guān)重新使其回到正常范圍內(nèi)。

4.3電壓控制

長距離直流輸電的電壓控制通常由逆變側(cè)實現(xiàn)。電壓控制策略有定熄弧角控制方式和定電壓

控制方式。背靠背系統(tǒng)也可能采用定理想空載電壓方式實現(xiàn)定電圧控制。

4.3.1定熄弧角控制

穩(wěn)態(tài)運行情況下，熄弧角保持恒定。直流電壓保持在額定值附近的范圍內(nèi)，對直流電壓的控

制通過逆變側(cè)有載調(diào)壓開關(guān)實現(xiàn)。

每極僅有一個12脈動換流器時，所有換流變壓器有載開關(guān)必須處于相同位置；當每極采用2個換流

器串聯(lián)時，為了提高電壓控制的精度，兩個12脈動對應(yīng)的有載開關(guān)位置彼此間最多可以相差一檔。

4.3.2定直流電壓控制。

通過控制熄弧角控制直流電壓，熄弧角保持在一定的范圍內(nèi)，當熄弧角超出正常范圍時，通過調(diào)

節(jié)換流變壓器的抽頭使之回到正常范圍內(nèi)。

4.3.3定理想空載直流電壓控制

與長距離直流系統(tǒng)相比，背靠背直流系統(tǒng)的直流電壓不需要精確控制，因此背靠背直流可以用理

想空載直流電壓取代直流電壓作為控制目標。通過控制逆變側(cè)有載開關(guān)位置使理想空載直流電壓保持

在額定值。同時，逆變側(cè)熄弧角保持恒定。此時，有載開關(guān)調(diào)節(jié)主要是為了抵消換相電壓的波動。

4.4過負荷的控制策略

穩(wěn)定過負荷時直流系統(tǒng)可選擇不同的控制策略（短時過負荷除外）。第一種過負荷策略是控制過

負荷時的理想空載直流電壓不超過額定值，僅通過增加直流電壓提升功率；第二種過負荷策略是在過

負荷時提高理想空載直流電壓，即提高直流電壓定值。此時過負荷是在直流電壓和直流電流提高的共

同作用下實現(xiàn)的。

4.5控制參數(shù)及誤差

為了通過主回路計算確定直流系統(tǒng)及主設(shè)備的參數(shù)極限，需要知道控制誤差，測量誤差及設(shè)

備制造誤差等參數(shù)。這些參數(shù)及誤差隨不同的控制策略、廠家及測量裝置而變化。本標準附錄A

中提供了典型的誤差及偏差范圍。

5主回路參數(shù)計算

5.1總則

換流變壓器短路阻抗是限制換流閥短路電流的主要因素。短路阻抗選擇會影響換流閥及直流

側(cè)短路電流、換流器無功消耗及諧波產(chǎn)生，換流變壓器本身的損耗等。其中，需要根據(jù)換流閥短

路電流耐受能力，合理選擇換流變短路阻抗。同時，短路阻抗取值應(yīng)在換流變壓器本身設(shè)計的最

優(yōu)阻抗附近選擇，以保證換流變經(jīng)濟性和運輸尺寸最小。

5.2換流閥短路過程第一周波的短路電流可以采用下式計算：

IdNkrUdioId

Icrest(1cos)(2)

2dxtotRUdioN2

短路過程第二及第三周波的短路電流采用下式計算：

5-4

IdNkrUdio(3)

Icrest(1cos)

2dxtotRUdioN

式2及3中，Udio根據(jù)5.4中公式進行計算。Kr是代表換流器甩負荷造成的工頻過電壓系數(shù)，根

據(jù)5.6中式4計算。dxtot不僅包括換流變短路阻抗，還包括交流系統(tǒng)等值阻抗折算至換流變閥側(cè)的

阻抗。

QconvR2PconvR2

kr(1)()

2(SSCQfN)2(SSCQfN)(4)

5.3相對感性壓降和相對阻性壓降計算

確定換流變短路阻抗后，可以采用公式5計算換流器相對感性壓降。

3XI

dtdN

xNU

dioN(5)

相對阻性壓降采用公式6計算：

Pcu2RthIdN(6)

dr

UdioNIdNUdioN

公式中，系數(shù)代表每個脈動換流橋中總是有兩個換流閥處于導通狀態(tài)。上式中參數(shù)和

626PcuRth

應(yīng)由廠家提供。

5.4理想空載直流電壓

換流變感性壓降（短路阻抗）和脈動換流器額定相對感性壓降間的關(guān)系可以用下式表達

6dxN7:

ukrelativevoltagedropofPLCfilteringreactor2dxN(7)

5.4.1理想空載直流電壓額定值

整流側(cè)理想空載直流電壓可用下式8計算:

UdNR

UdioNRcosN(dxNRdrNR)UT(8)

n

逆變側(cè)理想空載直流電壓可用下式9計算:

UdNI