考试总结+作业总结

直流输电优点：输送相同功率时，直流输电的线路造价低；直流输电线路的有功损耗小；基本没有电容电流，适合海底电缆输电；没有交流系统的稳定性问题；可限制系统的短路电流；调节速度快、运行可靠；线路故障时的自防护能力强

直流输电缺点：换流站的投资高于变电站；换流器在工作时消耗较多的无功功率；可控硅(晶闸管)元件的过载能力低；以大地或海水作为回流电路时，对洽途地面、地下或海水中的金属设施会造成腐蚀，还会产生对通信和航海电子系统的干扰；直流电流不像交流那样有电流波形的过零点，因此灭弧比较困难，尚未有成形的、可供工程应用的“直流断路器”研发出来；由于换流装置是一个谐波源，需要交直流滤波器进行滤波，增加了换流站的投资；基于PCC技术的HVDC不能向小容量交流系统及不含旋转电机的负荷供电

直流输电工程的主要类型：a.远距离大容量输电b.电力系统联网c.直流电缆送电(跨海峡的直流海底电缆工程,向大城市送电的直流地下电缆工程)d.现有交流输电线路的增容改造e.大型水电站向远处负荷中心送电f.轻型直流输电

电力系统的互联可以有三种方式1）传统的交流输电同步联网方式，联网后将形成更大的同步运行电网2）直流输电非同步联网方式，联网后形成非同步联合运行的大电网（背靠背）；3）交、直流并联输电同步联网方式，联网后将形成可以利用直流输电的快速控制改善电网运行性能的同步运行的大电网。这种方式通常是先有交流，而后又建设直流。

轻型直流输电：它采用脉宽调制（PWM）技术、应用绝缘栅双极晶体管（IGBT）组成的电压源换流器进行换流。由于这种换流器的功能强、体积小，可减少换流站的设备、简化换流站的结构，从而称之为轻型直流输电。它主要应用于向孤立的远方小负荷供电、小型水电站或风力发电站与主干电网的连接、小型背靠背换流站以及输送功率较小的配电网络。

多端直流输电的特点：能够实现多电源供电、多落点受电，提供一种更为灵活、快捷的输电方式。适用场合：（1）由多个能源基地输送电能到远方的多个负荷中心;（2）不能使用架空线路走廊的大城市或工业中心;（3）直流输电线路中间分支接入负荷或电源;（4）几个孤立的交流系统之间利用直流输电线路实现电网的非同期联络等。

换流变压器：1)参与AC/DC变换2)实现电压变换3)抑制直流故障电流4)削弱交流系统入侵直流系统的过电压5>减少注入交流系统的谐波6)实现交、直流系统的电气隔离。与普通变压器差异：短路阻抗大;存在直流偏磁;绝缘不同;有载调压范围大;谐波分量大;电气试验要求高。

平波电抗器：1>防止轻载时直流电流断续;2)抑制直流故障电流的快速增加，减小继发换相失败的几率;3)减小直流电流纹波;4>防止直流线路或直流开关站产生的陡波冲击波进入阀厅，损害阀。

接地极与接地引下线:与大地相连接的导体需要有较大的表面积，以便使电流密度和表面电压梯度最小。这导体被称为电极。

三相全波桥式接线:1)阀在断态下承受的电压峰值小2)效率高;3)换流变结构简单;4)阀的伏安容量较小;5)纹波小，谐波含量低。

,变压器容量，电源基频有功等于直流输送功率。线电流基频分量有效值:

换相电抗包括:发电机的暂态电杭和换流变压器的漏电抗。换流器桥臂中存在不可忽略的电感；系统的等值电抗再加上换流变的漏电抗即为换相电抗，并将相应的系统等值暂态或次暂态电势作为换相电压。当交流系统的容量比换流变压器的容量大很多倍时，即交流系统的等值电抗比换流变的漏抗小很多倍时，可近似用变压器侧的电压作为换相电压、把变压器的漏抗作为换相电抗。

逆变器要正常工作1)一个提供换相电压的有源交流系统;2)一个反极性的直流电源提供连续的单向电流(即:通过开关器件从阳极到阴极的电流)整流器的空载直流电压必须大于逆变器的空载直流电压，而且两者方向相反。3)一个提供触发延迟角超过90。的全控整流。即:由于换相角的影响，使整流、逆变的转折点从，降至了。逆变器

换相失败：当逆变器两个阀进行换相时，因换相过程未能进行完毕，或者预计关断的阀关断后，在反向电压期间未能恢复阻断能力，当加在该阀上的电压为正时，立即重新导通，则发生了倒换相，使预计开通的阀重新关断;危害:外接直流电源就会通过晶闸管电路短路，或使换流器的输出平均电压和直流电动势变成顺向串联，形成很大短路电流。

原因:触发电路工作不可靠，不能适时、准确地给各晶闸管分配脉冲，如脉冲丢失、脉冲延时等，致使晶闸管不能正常换相;晶闸管发生故障,该断时不断，或该通时不通;交流电源缺相或突然消失;换相的裕度角不足，引起换相失败。

12脉动：.四五工况为正常;直流线路的损耗:,

大多数直流输电工程采用电触发晶闸管（ETT）所组成的换流阀进行换流。电→光→电（触发方式复杂，故障率高）采用光直接触发晶闸管（LTT）的换流阀，使触发系统得到简化。

直流输电工程的额定值主要是指工程在长期连续运行时的输送能力; 额定直流功率是指在所规定的系统条件和环境条件的范围内，在不投入备用设备的情况下，直流输电工程连续输送的有功功率; 直流输电的主回路系统通常包括整流站、逆变站和直流输电线路三部分，每一部分都有损耗，因此额定直流功率的测量点需做出规定，通常：额定直流功率的测量点在整流站的直流母线处。逆变站直流母线的额定功率和额定电压是从整流站的数值中减去直流线路损耗或线路压降而得到的。额定直流电流是直流输电系统直流电流的平均值，它应能在规定的所有系统条件和环境条件下长期连续运行，没有时间的限制.（换流阀的通流能力是决定额定电流的关键）额定电压：在换流站的额定交流电压、换流变压器额定抽头以及换流器额定触发角的条件下，运行在额定直流电流下的直流电压。通常规定送端整流站的额定直流电压为工程的额定直流电压。换流站额定直流电压的测量点在换流站直流高压母线上的平波电抗器线路侧和换流站的直流低压母线之间，接地极引线除外。直流输电工程的最小输送功率主要取决于工程的最小直流电流，而最小直流电流则是由直流断续电流来决定的。最小直流电流限值取等于或大于连续电流临界值的两倍。

6脉动：,

过负荷设计时考虑因素（1）环境温度（重要）电力设备的额定值通常是设计在最高环境温度下的，而最高温度只在有限的时间内发生，在低于此温度时，就有进一步提高输送容量的余度。（2）设备的热时间常数（温度改变的时间）热时间常数小的设备，应考查各种过负荷运行条件下的温度值不能超过其安全运行的温度值。热时间常数大的设备，依情况而定。（3）谐波谐波电流增大，使滤波器的谐波负荷和损耗增加；谐波的干扰水平增加。（4）无功功率

降压运行：1）由于绝缘问题需要降低直流电压2）由于无功功率控制需要降低直流电压。

降压运行时存在的问题：换流器在大触发角下运行时，将引起交流侧和直流侧的谐波分量增加，谐波的干扰水平加大，滤波器和换流变压器的谐波负荷和损耗加大，换流器消耗的无功功率增加，换流阀承受的电压应力加大，其阻尼回路的损耗增加等一系列运行性能恶化的问题。

降压方法：1）加大整流器的触发角α或逆变器的β（或关断角γ）。优点是快速、方便、容易实现，是工程普遍采用的一种方法。常与换流变压器的抽头调节配合使用.2）利用换流变的抽头调节来降低换流器的交流侧电压，从而达到降低直流电压的目的。抽头调节的范围有一定的限制，通常在20%左右。操作需要一定的时间（约几秒钟），比改变a角要慢。3）当直流输电工程每极有两组基本换流单元串联连接时，可以利用闭锁一组换流单元的方法，使直流电压降低50%。4）当直流输电工程由孤立的电厂供电或者整流站采用发电机—变压器—换流器的单元接线方式(G-DS-T-CB-DS)时，可以考虑利用发电机的励磁调节系统来降低换流器交流侧的电压，从而达到降低直流电压的目的。

直流输电工程的损耗包括两端换流站损耗(热备用损耗和负荷损耗(换流变压器损耗以及晶闸管换流阀))、直流输电线路损耗和接地极系统损耗(接地极及其引线称为接地极系统, 接地极线路损耗和接地极损耗)三部分。

换相重叠:换流器在换相过程中，释放电流的相和接收电流的相同时承载电流，这个过程称为换相重叠。它的产生是由于换流变压器的漏磁电感只允许有限的电流变化陡度di/dt，因此换相过程不可能是瞬间完成的，而是需要一定的时间，在这个时间之内释放电流的相和接收电流的相将会同时承载电流，出现换相重叠的现象。

1、由整流站的电流调节器将直流电流按预先整定的速率降到其最小值（额定电流的10%）。2、由逆变站的电压调节器将直流电压按预先整定的速率降到零。3、由功率方向控制回路将两换流站的功率方向标志为反转，使两换流站控制保护系统中的调节器和保护功能配置相应切换，此时原来的整流站则变为逆变站，而原来的逆变站则变为整流站。4、由现在的逆变站的电压调节器将直流电压按预先整定的速率反向上升到其整定值。5、由现在的整流站的电流调节器将直流电流按预先整定的速率上升到其整定值。

定电流调节可以改善直流输电的运行性能，同时也可以限制过电流和防止换流器过载，是直流输电系统的基本调节方式。定电流调节的基本原理是：把系统实际电流Id和电流整定值Id0进行比较，当出现差别时，便改变整流器的触发角，从而改变其输出电压，使差值消失或减小，以保持Id等于或接近于Id0。

在整流侧装有电流调节器和最小触发角α0限制装置；在逆变侧装有定γ调节器和电流调节器。

不需要功率反送的直流输电工程（2）要求正、反两方向具有同样输送能力的直流输电工程。(要求正反两方向均能输送额定直流功率，因此两端换流站的额定值相同，设备参数的选择也应满足正反两方向输送功率的要求。若单向送电，整流站配备的无功补偿容量可小于逆变站；而双向时，二者要相同。因为逆变运行时，消耗的无功功率略大于整流运行;换流变的抽头调节范围需加大;控制保护系统应满足双向送电的要求)（3）要求工程具有正反两方向送电的功能，正向输送额定直流功率，对反向输送能力无明确要求，即反向输送能力可以降低。逆变站的主要设备参数和整流站无功补偿设备配置情况的限制

在上述假设条件下，换流站交流侧的三相电流和直流侧电压中的谐波，其次数和特性比较有规律，它们统称为特征谐波。

交流测：12脉动:基波电流有效值:,谐波电流有效值:,全波电流有效值:

直流侧：12脉动:电压：12K次.

非特征谐波产生的原因：1,在交流系统中，由于某些负荷或元件参数的不完全对称，往往或多或少地存在着基波的负序和零序电压分量，而且由于换流站的谐波电流流入交流系统，以及在交流系统中可能存在其它非线性元件或负荷，它们也产生谐波电流，结果在系统中产生谐波电压分布。2,由于换流变压器结构上的原因或其它因素，它的三相参数可能不完全相同。3,由于直流控制系统的不完善，使换流阀的触发脉冲间隔不完全相等。4.换流变压器杂散电容的影响谐波抑制:磁通补偿法;谐波注入法;直流纹波再注入法

电压畸变，电话干扰；噪声电势/横向感应电势, 等效干扰电流.

由于每极1组12脉动换流器的方案具有接线布置简单、可靠性高、投资省的特点，若制造商具备生产制造能力，且运输通道不受限制，则应优选采用这种方案。

由于三相三绕组换流变压器具有接线布置最简单、投资最省等特点，对于中小型直流输电工程，在条件许可的前提下，总是优先采用。但是受制造能力及运输尺寸的限制，对于大型直流输电工程，三相双绕组变压器、单相三绕组变压器以及单相双绕组变压器也广泛应用。

选择组合方式的依据：1直流输电工程的容量2流器以及换流变的生产制造能力3换流变运输尺寸的限制

换流变压器与交流变压器的不同点：短路阻抗：为了限制当阀臂及直流母线短路时的故障电流以免损坏换流阀的晶闸管元件，（换流器的换相过程实际上就是换流器的相短路过程，两相短路或三相短路），换流变压器应有足够大的短路阻抗。但短路阻抗也不能太大，否则会使运行中的无功损耗增加，需要相应增加无功补偿设备，并导致换相压降过大。

直流偏磁：(原因：各阀触发相位的间隔不相等，使得阀侧绕组的电流平均值不为零。双极变单极运行时，地电位不为零)半个周波内铁心过饱和，磁致伸缩加剧，振动噪声增加；变压器铁心过热，损耗增加，温升增加，引发局部过热；对电网造成不良影响。绝缘结构：纸。有载调压：为了补偿换流变压器交流网侧电压的变化以及将触发角运行在适当的范围内以保证运行的安全性和经济性，要求有载调压分接开关的调压范围较大；谐波；试验：直流电压试验、直流电压局部放电试验、直流电压极性反转试验等。