直流输电复习要点(带答案版本)

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2、烦告诉以上 QQQQ，感谢），感谢）第一章第一章 绪论绪论 1.1 我国主要直流输电 1） 工程概况（14 条工程） （了解）2） 直流输电应用场合（识识记记 ） a.远距离大容量输电 b.电力系统联网 c.直流电缆送电 d.现有交流输电线路的增容改造 e.轻型直流输电直流输电与交流输电运行特点比较（优缺点比较） （理解） 技术性能 （1）功率传输特性 交流为了满足稳定问题，常需采用串补、静补、调相机、开关站等措施，有时甚 至不得不提高输电电压。但是，这将增加很多电气设备，代价昂贵。 直流输电没有相位和功角，不存在稳定问题，只要电压降，网损等技术指标符合 要求，就可达到传输的目的，无需考虑稳定

3、问题，这是直流输电的重要特点，也 是它的一大优势。 （2）线路故障时的自防护能力 因此，对于占线路故障 8090%的单相（或单极）瞬时接地而言，直流比之交流具 有响应快、恢复时间短、不受稳定制约、可多次再启动和降压运行来创造消除故障恢复正常运行条件等多方面优点。 （3）过负荷能力 总的来说，就过负荷能力而言，交流有更大的灵活性，直流如果需要更大的过负 荷能力，则在设备选型时要预先考虑，此时需要增加投资。（4）潮流和功率控制 交流输电取决于网络参数、发电机与负荷的运行方式，值班人员需要进行调度， 但又难于控制，直流输电则可全自动控制。 直流输电控制系统响应快速、调节精确、操作方便、能实现多目标控

4、制。（5）短路容量 两个系统以交流互联时，将增加两侧系统的短路容量，有时会造成部分原有断路 器不能满足遮断容量要求而需要更换设备。直流互联时，不论在哪里发生故障， 在直流线路上增加的电流都是不大的，因此不增加交流系统的断路容量。（6）电缆 电缆绝缘用于直流的允许工作电压比用于交流时高两倍，例如 35kV 的交流电缆容 许在 100kV 左右直流电压下工作，所以在直流工作电压与交流工作电压相同的情 况下，直流电缆的造价远低于交流电缆。（7）输电线路的功率损耗比较 在直流输电中，直流输电线路沿线电压分布平稳，没有电容电流，在导线截面积 相同，输送有用功率相等的条件下，直流线路功率损耗约为交流线路的

5、 2/3。并且 不需并联电抗补偿。（8）调度管理 互相之间的干扰和影响小，运行管理简单方便，对我国当前发展的跨大区互联、 合同售电、合资办电等形成的联合电力系统，尤为适宜。 （9）线路走廊 同电压 500kV 考虑 ， 一条 500kV 直流输电电线路的走廊约 40m，一条 500kV 交 流线路走廊约为 50m，但是 1 条同电压的直流线路输送容量约为交流的 2 倍，直 流输电的线路走廊其传输效率约为交流线路的 2 倍甚至更多一点。 可靠性 强迫停运率，交流直流不分上下。经济性 输送容量确定后，直流换流站的规模随之确定，其投资也即固定下来，距离的增加， 只与线路造价有关。对于交流输电方式，输

6、电距离不单影响线路投资，同时也影响 变电部分投资；就变电和线路两部分看，直流输电换流站投资占比重很大，而交流输电的输电线路 投资占主要成分； 直流输电功率损失比交流输电小得多； 当输送功率增大时，直流输电可以采取提高电压、加大导线截面的办法，交流输电 则往往只好增加回路数。 1.2 高压两端直流输电结构和元件（理解）1）分类（单极分类、双极分类图）2）构成元件 （1）大地或海水回流方式）大地或海水回流方式（2）导体回流方式）导体回流方式极两端极两端 HVDC 系统系统 （1）中性点两端接地方式）中性点两端接地方式（2）中性点单端接地方式）中性点单端接地方式3）元件作用1、换流器（Convert

7、er） 将交流电转换成直流电，或者将直流电转换成交流电的设备。 整流器（Rectifier）：将交流电转换成直流电的换流器。 逆变器（Inverter）：将直流电转换成交流电的换流器。 换流器由一个或多个单桥直流端串联、交流端并联构成，桥臂的组成由晶闸管串 联和并联。 2、换流变压器(Converter Transformer) 向换流器提供适当等级的不接地三相电压源设备。 作用： 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。 3、平波电抗器（Smoothing

8、Reactor） 作用： 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。 种类：空气绝缘干式 、油浸绝缘式 4、滤波器（Filter） 减小注入交、直流系统谐波的设备。 种类： 交流滤波器，直流滤波器 有源、无源滤波器 无源滤波器： 单调谐滤波器； 双调谐滤波器； 三调谐滤波器； 高通滤波器。 5、无功补偿设备（Reactive Power Compensator） 作用：提供换流器所需要的无功功率，减小换流器与系统的无功交换。 换流器吸收无功功率： 6、直流线路（D

9、C Line） 包含：架空线路；电缆线路。 除了导体数和间距的要求有差异外，直流线路与交流线路十分相似。 7、断路器（Breaker） 为了排除变压器故障和使直流联络线停运，在交流侧装有断路器。它们不是用来 排除直流故障的，因为直流故障可以通过换流器的控制更快地清除。 8、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。 这个导体被称为电极。 第二章第二章 换流理论及特性方程换流理论及特性方程 2.12.1 阀特性1）阀类型（汞弧阀、晶闸管、新型换流阀） （了解）1）晶闸管电路符号、伏安特性、开通条件、关断条件（理解） 2.2 6 脉动三相全波桥式换

10、流器电路分析（重重点点掌掌握握、难难点点）（1）整流器电路说明 1）为便于电路分析的 3 条假设（交流电压、直流电流、阀）2）6 个阀阀触发角规律 （2）忽略电源电感无触发延迟的电路分析（不考虑变压器漏感）1）阀在某个触发角下，电路换相导通规律，一个周期 6 次换相，掌握换相时一个 周期内整流器直流侧电压波形、交流侧变压器 a 相绕组电流波形、 阀 1 电流波形。2）当阀的触发角不同时，掌握整流器直流侧电压波形、交流侧变压器 a 相绕组电 流波形、 阀 1 电流波形及各电压电流波形变化规律。3）直流平均电压表达式，及其大小影响因素 （3）包括换相叠弧的分析1）换相叠弧过程2）换相叠弧电压降3）

11、直流电压表达式2.3 整流器和逆变器的工作方式（重重点点掌掌握握、难难点点） 逆变逆变把直流电转变成交流电，整流的逆过程。把直流电转变成交流电，整流的逆过程。 逆变电路逆变电路把直流电逆变成交流电的电路。把直流电逆变成交流电的电路。1）整流器等效电路图dldLIUU3cos35. 12）逆变器概念，逆变器触发角范围3）逆变器完成逆变成功的三条件4）逆变器交流侧、直流侧电压关系表达式4）逆变器等效电路图dldILUU3cos35. 1dldILUU3cos35. 12.6 多桥换流器（理解）（理解）1）12 脉动换流器与各组成部分接线图（图 2.6.1）2）12 脉动换流器直流电压和交流波形形状

12、 （图 2.6.2）第三章第三章 控制控制 3.1 基本控制原理基本控制原理（重重点点掌掌握握、难难点点） 1）直流输电单极等值电路（）直流输电单极等值电路（3.1.1（b） ）2）电路中直流电流表达式（式）电路中直流电流表达式（式 3.1.1）3）直流输电系统控制基本原理（采用何种方法可改变系统电流、功率、电压）直流输电系统控制基本原理（采用何种方法可改变系统电流、功率、电压）4）整流器逆变器理想控制下伏安特性（图）整流器逆变器理想控制下伏安特性（图 3.1.2）整流器定电流控制、逆变器定熄弧）整流器定电流控制、逆变器定熄弧 角控制角控制 5）换流器（包括整流器、逆变器）的基本控制方式（定触

13、发角、定电压）换流器（包括整流器、逆变器）的基本控制方式（定触发角、定电压.） 6）电流欲度控制法（图）电流欲度控制法（图 3.1.3）3.3 启动、停运和潮流的逆转启动、停运和潮流的逆转（了解）（了解） 1）阀闭锁、阀解锁概念）阀闭锁、阀解锁概念 阀的闭锁（停止）: 是通过切断一个换流桥所有阀的门极的正脉冲来达到的。但 这样可能导致由于中断电流引起的过电压。在某些事例中，逆变器的阀的闭锁可能造 成通过原先导通相的持续导通，将交流电压加于直流线路上，以及将直流电流加于换 流变压器上阀解锁:通过发出阀的控制脉冲，解除可控阀的闭锁，使其导通的操作。 2）直流输电系统启动步骤）直流输电系统启动步骤

14、正常启动步骤：直流输电系统的起动，采用逐渐升压的方式，以避免产生过电压。通 常用逐渐增大整流器电流调节器的电流整定值，使整流器的直流电流随着增大的方法起动。 正常启停按照一定步骤顺序进行。3）潮流逆转概念）潮流逆转概念第四章第四章 高压直流输电系统的谐波及其抑制高压直流输电系统的谐波及其抑制 4.1 高压直流输电系统的谐波高压直流输电系统的谐波（重重点点掌掌握握、难难点点）1）6 脉动换流器忽略换相重叠过程，交流侧变压器线电流特征谐波特点（从谐波次数、 谐波幅值、谐波相位方面说明） ；12 脉动换流器忽略换相重叠过程，交流侧变压器线电流 特征谐波特点6 脉动换流器忽略换相重叠过程，线电流波形如

15、图所示。矩形波的宽度为 2/3，正、负脉冲间的相 位差为 。三相电流中除了基波分量以外，只含 n=6k1(k=1,2,3,)奇次谐波分量；各次谐波电流与基波电流有效值之比与谐波的次数成反比； 6k1 次谐波称为 6 脉动换流器交流侧的特征谐波。12 脉动换流器 由此可以看出，交流侧线电流中只含有 12k1 次的谐波，而第 5,7,17,19,等 次谐波将在两台换流变压器的交流侧绕组中环流，而不进入交流电网。这些谐波称为 12 脉动换流器交流侧的特征谐波。 未出现 2 和 2 倍次的谐波，原因是每周期有两个大小相等、方向相反的电流脉冲 未出现 3 和 3 的倍次谐波，原因是电流脉冲宽度是 1/3

16、 周期 2）6 脉动换流器忽略换相重叠过程，直流侧电压特征谐波特点；12 脉动换流器忽略换相 重叠过程，直流侧电压特征谐波特点4.2 非特征谐波产生原因（了解）实际上，用于分析特征谐波的理想化假设条件，在现实系统中并不成立，从而产生了实际上，用于分析特征谐波的理想化假设条件，在现实系统中并不成立，从而产生了 非特征谐波。非特征谐波。 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