高压直流输电HVDC主设备讲义.ppt

2.5.3 直流滤波器 配置原则 直流电缆线路不装直流滤波器 宜装设2组直流滤波器 类型 多为双调谐滤波器，近年来开始采用三调谐滤波器 电容器（称为“中性点冲击电容器”） F类型， * 2.5 滤波器 与交流滤波器的主要差异 DCF高压电容值更小 DCF的电容器单元内部需装设并联均压电阻 DCF一般为调谐型滤波器 DCF配置, * 2.6 直流输电线路 直流线路（DC Transmission Line） 分类 直流极线 金属返回线 直流接地极引线 架空线 电缆线 架空－电缆混合线 单极系统, 双极系统, * 2.7 接地极 作用 钳制中性点电位 为直流电流提供返回通路 接地极地电流对环境的影响 使变压器产生直流偏磁 对地下金属构件产生腐蚀 单极系统, * 2.7 接地极 变压器直流偏磁 * 2.7 接地极 直流偏磁的危害 直流偏磁对变压器的危害 变压器损耗增加，温升增加，引发局部过热 噪声增大 振动加剧 直流偏磁对电网的危害 无功消耗加大，电网电压下降 谐波严重，可能使继保误动作 * 2.8 控制保护系统 作用 控制 控制直流功率 、电流、电压 对交流系统实现附加控制 直流启停控制 保护 故障下的直流闭锁 * Chap.2 HVDC的主要设备 结束 文 俊 华北电力大学 电气与电子工程学院 柔性电力技术研究所 hbdl_wenjun@126.com 双极方式HVDC原理图 双极双桥 葛洲坝 南 桥 209kV Id Id － ＋ － ＋ ＋ － － ＋ ~500kV 500kV 500kV 198kV ~220kV * * chap.2 HVDC主要设备 * * * * * Chap.2 高压直流输电系统的主要设备 高压直流输电 课程安排 第二章 高压直流输电系统的主要设备 2.1 换流装置 2.2 换流变压器 2.3 平波电抗器 2.4 无功补偿装置 2.5 滤波器 2.6 直流输电线路 2.7 接地极 2.8 控制保护系统 * 两端HVDC系统原理图 * 2.1 换流装置 换流器 将交流电转换成直流电，或将直流电转换成交流电的设备。 包含整流器和逆变器。 整流器：将交流电转换成直流电的换流器。 逆变器：将直流电转换成交流电的换流器。 交流系统I 交流系统II * 2.1.1 器件 HVDC经历了从汞弧阀到晶闸管换流阀的过程。1972年以来，直流工程全部采用晶闸管换流阀 ； 晶闸管从3英寸、 4英寸、5英寸到6英寸。 100kV汞弧阀 6英寸 5英寸 晶闸管器件发展历程 电力电子技术中常用晶闸管 * 2.1.1 器件 晶闸管（ Thyristor ） 特点：单向导电性、半控 导通的充要条件： 阳极电压0 施加控制电流脉冲 可靠关断的充要条件： 阳极电流小于维持电流； 正向电压0 且持续一段时间 生产能力： 电压：5.5~9kV 电流：1.2~4.5kA vAK iG K A - + iA 反向 阻断区 反向击 穿电压 反向击穿 正向转 折电压 导通态 关断态 脉冲电流作用 下导通过程 vAK iA 0 导通态 导通过程 正向阻断 反向阻断 vAK iA 0 电气符号 伏安特性 理想伏安特性 * 2.1.2 换流阀 换流器组成方式:1个或多个单桥直流端串联、交流端并联构成。 单桥：三相桥式全控换流电路（三相6脉动换流电路） 换流阀/阀臂/桥臂 双极方式HVDC原理图 * 2.1.2 换流阀 换流阀组成方式: 晶闸管串联、并联 如， 舟山工程：192只； 葛南工程： 120只； 天-广工程：84/78只； 三-常工程： 90/84只。 * 2.1.2 换流阀 换流阀结构特点： 多采用晶闸管串联方式 均压措施 图中： R：静态均压电阻 R1、C1：关断暂态均压 R2、C2：组间均压 C3：冲击陡波均压 L：阳极电抗 * 2.1.2 换流阀 * 2.1.2 换流阀 换流器结构 晶闸管级→阀组件→单阀（换流阀）→单桥（6脉动换流器）→双桥（12脉动换流器） 晶闸管级 阀组件 单阀 * 2.1.2 换流阀 四重阀 支撑式（直立式）阀 悬吊式阀 21m高 48吨 四重阀塔， ±?00kV 2510MW * 2.1.2 换流阀 四重阀塔结构 * 2.1.3 换流单元接线方式 基本换流单元 在换流站内允许独立运行的换流系统。主要包括换流器、换流变、滤波器及控制保护装置等。 基本换流单元分类 6脉动换流单元 12脉动换流单元 * 2.1.3 换流单元接线方式 12脉动换流单元接线方式 每极一组12 脉