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1、特高特高压压直流直流输电输电系系统设计统设计和和设备选设备选型型目目录录1特高特高压压直流直流输电输电技技术术特点特点2特高特高压压直流直流输电输电系系统统成套成套设计设计3特高特高压压直流直流输电输电系系统设备选统设备选型型 总结总结24目目录录特高特高压压直流直流输电输电技技术术特点特点1特高特高压压直流直流输电输电系系统统成套成套设计设计总结总结2443特高特高压压直流直流输电输电系系统设备选统设备选型型34直流输电的发展1901 192819571977 198019902008 (年)19721997 19991954首次试验成功First successful test首次商业运行
2、 瑞典哥特兰岛First Commercial operation Gotland, Swedish汞弧整流管问世Mercury arc rectifiers advent具有栅极控制 能力的汞弧阀 问世Mercuryarc valve with gate control capability advent汞弧（水银） 阀时代Mercury arc valve period晶闸管阀时代Thyristor valve period晶闸管问 世Thyristo r advent首次全部采用晶闸 管阀伊尔河工程First all use thyristor valve EelRiver, Canad
3、a轻型直流输电首 次试验成功HVDC Light successfully tested for the first time轻型直流输电首 次商业运行在瑞 典哥特兰Firstcommercial operation of HVDC Light project Gotland, Sweden全控型器件迅速发 展Full-controlled devices developed rapidly交直流电压等级的发展1000kV AC750kVAC800kV DC500kV DC533kV Cahora-Bassa, South Africa1150kV Soviet Union 1980s600k
4、V Itaipu, Brazil1000kV Japan 1990s直流输电的特点 逾金宽闸天逾眼宽闸台遵300三升直700三升直 金眼迟筒酉私游左簧逾眼迟筒与变颁刷台仪遵制 3000六闯 逾金碍加症咖天少普吗台仪念钻播刷咖跃蛙 私游逾眼撤全与伞墨务去构眼办编肘穷迭宽闸 私游逾眼考迭过廓糊500KV直流走廊宽度30m，送电300万千瓦500KV交流走廊宽度55m，送电100万千瓦 私游眼脉考迭测构眼宽眼游震龟酉迟筒满店金眼征征闭 看私游 私游左簧碍乙中桂取眉旦飞曳只乙桂台股育邻访幸台 取搅邦躺衬茎办信掷金眼加症与叙技凑尔加症摆头 私游编肘柏适镰构跃刷加茎台仪楔摩编肘诺泽你击发底 寻柔眼捂荡亨眉
5、韵尽攒眼办编肘类宛泪年 例看摘游紧暂加加症播刷都访编肘碍亥游眼厌跃蛙 天眼腰乌露钱邦私游五艾，妙英鬃英普弓严中眼腰露与 伞五秃平拓咖彻哎忆诺曳台仪那钻都访加症旋攻直流输电的特点800KV更具优势的直流方案800KV速500KV私游 眼厌杭800KV望500KV碍1.6倒 厌红碍私游贯复摘游叙厌噪友具奥织、粹增奥织、摘游非、错马噪、私游异兴、旋掷瓸棉、考迭肉脚 纳攒击杭诺泽杭天碍金眼宽闸 互博庄丝电厌私游500三升直 吗容垓下满电厌私游640三升直 隶展蝴博电厌私游720三升直杭酉碍金眼迟筒 互博庄丝电厌私游1418六闯 吗容垓下满电厌私游1905六闯 隶展蝴博电厌私游2078六闯800KV更具
6、优势的直流方案特特高高压压直直流流电电压压等等级级高高、输输送送容容量量大大，线线路路路路径径和和线线路路选选型型对环对环境起到关境起到关键键的影响。的影响。特特高高压压直直流流运运行行的的电电压压等等级级更更高高，线线路路走走廊廊和和站站址址的的环环境境较较为为复复杂杂和和恶恶劣劣，面面临临高高海海拔拔、污污秽秽、覆覆冰冰等等复复杂杂恶恶劣劣的的外外绝绝缘缘环环境境条条件件，国国内内外外没没有有现现成成的的工工程程经经验验可可以以借借鉴鉴，也也没没有有标标准准规规范可以参照。范可以参照。特特高高压压直直流流系系统统输输送送容容量量大大，受受端端侧侧有有多多条条直直流流线线路路与与交交流流系系
7、统统相相连连。对对送受端送受端电电网安全网安全稳稳定运行提出了更定运行提出了更严严酷的要求。酷的要求。特高特高压压直流直流输电输电技技术创术创新面新面临临的挑的挑战战特特高高压压直直流流工工程程大大多多数数设设备备属属于于世世界界上上首首次次研研制制，在在技技术术、设设计计、制制造造等等方方面面均均存存在在需需要要突突破破的的地地方方。关关键键设设备备电电压压等等级级高高、容容量量大大、运运输输限限界界小小、结结构构紧紧凑凑、制制造造工工艺艺复复杂杂，所所涉涉及及的众多核心技的众多核心技术术均是世界均是世界难题难题。特特高高压压直直流流输输电电在在科科研研、设设计计、设设备备制制造造、工工程程
8、建建设设和和调调试试等等都都是是第第一一次次，没没有有现现成成的的工工程程经经验验可可以以借借鉴鉴，没没有有国国际际标标准准可以参照。可以参照。特高特高压压直流直流输电输电技技术创术创新面新面临临的挑的挑战战特高压直流的关键问题1、设备设备制造制造2、外、外绝缘绝缘3、过电压过电压与与绝缘绝缘配合配合4、控制保、控制保护护5、对电对电网影响及网影响及稳稳控配置控配置6、无功配置、无功配置7、孤、孤岛岛运行配置运行配置13目目录录特高特高压压直流直流输电输电技技术术特点特点1特高特高压压直流直流输电输电系系统统成套成套设计设计总结总结2443特高特高压压直流直流输电输电系系统设备选统设备选型型系
9、统设计换流器布置方案每极每极单换单换流器流器每极双每极双换换流器流器-并并联联每极双每极双换换流器流器-串串联联1、练卖练卖2、贯贯复明复明闸闸尔尔3、拭、拭辖辖住住4、贯贯复刷复刷铁饭铁饭座天座天5、台鬃懂己、台鬃懂己6、逾金、逾金宽闸宽闸尔尔1、顿顿住摘游叙刷住摘游叙刷铁饭铁饭座座2、治、治12茨助摘游茨助摘游卖卖兄台兄台卖卖疏疏邻邻访访台鬃懂台鬃懂3、贯贯复明复明闸闸夜夜4、拭、拭辖辖天天5、墨、墨务务卡卡场场1、攒攒摘游噪摘游噪钱钱游茎游茎办办2、播刷、信拿、播刷、信拿编编肘夏柜肘夏柜3、审顺审顺左簧底看速左簧底看速尔尔系统设计换流器布置方案眼眼厌厌切切镰镰普榜普榜 400kV+400
10、kV 500kV+300kV 600kV+200kV普榜泄普榜泄钉钉航警航警团缘团缘 贯贯复刷复刷铁铁茎茎办办 邦眼邦眼厌厌泪年泪年 播刷信拿播刷信拿 邻访邻访猜温懂猜温懂系统设计平抗布置闭闭看平弓年涌眼拷噪切臂圭桂油考看平弓年涌眼拷噪切臂圭桂油考咖丰懂油考下咖丰懂油考下凑凑尔尔红红非而碍板天非而碍板天掷掷育育邻访邻访眼眼厌厌崖崖倾倾0.00000.00250.00500.00750.01000.01250.01500.01750.0200420410400390380370430440kVV91有平抗临临艾碍艾碍严严12茨助摘游噪丰茨助摘游噪丰露油考眼露油考眼厌厌泄速泄速000000.002
11、5 0.0050 0.0075 0.0100 0.0125 0.0150 0.0175 0.0200.900850800750700650600550500950kVV52a有平抗湿玉，湿玉，52板板眼低摘游叙碍非眼低摘游叙碍非红红眼眼厌厌泄速泄速系统设计平抗布置系统设计旁路开关旁路开关旁路开关在每个在每个12脉脉动阀组动阀组上并上并联联旁旁路开关，能路开关，能够够更更为为灵活的运行灵活的运行方式。每个方式。每个单阀组单阀组可以独立运可以独立运行行合理合理设设置避雷器及平波置避雷器及平波电电抗器分开抗器分开设设置，有效置，有效降低降低绝缘绝缘水平水平所采用的所采用的MOA配置使配置使过电压过电
12、压降低，加上合适的安全裕度可使降低，加上合适的安全裕度可使对设备对设备的的绝缘绝缘要求相要求相对对降低。降低。800千伏直流系千伏直流系统绝缘统绝缘水平比水平比500kV直流系直流系统绝缘统绝缘水平水平的的1.6倍降低最大达到倍降低最大达到30%。系系统设计统设计过电压绝缘过电压绝缘配合配合增增设设A2避雷器避雷器平波平波电电抗器极母抗器极母线线和中性和中性线线分分设设800kV关关键设备绝缘键设备绝缘水平水平绝缘绝缘水平水平500kV换换流流变变高高压阀侧压阀侧/(x1.6)换换流流变变高高压阀侧压阀侧平平波波电电抗抗器器前前的的高高压压直直流极流极设备设备平平波波电电抗抗器器后后的的高高压
13、压直直流极流极设备设备SIWV(kV)1175/1880160016001600LIWV(kV)1675/2680180018001950SIWV/LIWV0.7010.8890.8890.821绝缘绝缘配合：安全裕度配合：安全裕度说说明明绝缘绝缘裕度裕度(SIWV/LIWV/STIWV)阀阀15%/15%/20%换换流流变变（阀侧阀侧）15%/20%/25%平波平波电电抗器抗器15%/20%/25%阀厅设备阀厅设备15%/20%/25%直流直流场场15%/20%/25%系统设计外绝缘直流直流污闪电压污闪电压与与绝缘绝缘距离的关系距离的关系（a）I-串布置串布置（b）V-串布置串布置在瑞典在瑞
14、典STRI进进行。行。验证验证了了污闪电压污闪电压与与绝缘绝缘距离具有良好的距离具有良好的线线性性关系；憎水性关系；憎水性闪络闪络梯度比梯度比亲亲水性高出近水性高出近150%系统设计外绝缘决函眼决函眼厌厌舵舵变电变电懂懂单节单节和双和双节结节结构在模构在模拟拟的塔的塔头头布置布置进进行操作冲行操作冲击击和雷和雷电电冲冲击试验击试验，结结果果表表明，明，单节结单节结构复合构复合绝缘绝缘子子绝缘绝缘性能更性能更优优。系统设计电磁环境 800kV特高特高压压直流直流线线路路电电磁磁环环境限境限值值 直流直流线线路下方地面合成路下方地面合成电场电场：30kV/m 临临近民房的最大合成近民房的最大合成场
15、场强强：25kV/m 离子流密度的限离子流密度的限值值：100nA/m2 直流磁直流磁场场限限值值：10mT 直流极直流极线线外外侧侧20m处处无无线电线电干干扰扰限限值值：58dBV/m 可听噪声限可听噪声限值值：45dB(A)系统设计过电压与绝缘配合私游私游错马错马噪又明噪又明 持持续续运行运行电压电压幅幅值值（CCOV） 持持续续运行运行电压电压峰峰值值（PCOV） 荷荷电电率率V：0.951A2：0.95左右左右C2、M1、M2、CB1A、CB1B：0.9左右左右DB、DL：0.80.9左右。左右。 直流参考直流参考电压电压（Uref） 避雷器的残避雷器的残压压特性（特性（V-I曲曲线
16、线） 避雷器能量。避雷器能量。系系统设计统设计过电压过电压与与绝缘绝缘配合配合 绝缘绝缘裕度裕度设备设备绝缘绝缘裕度裕度(SIWV/LIWV/STIWV)非非15%/15%/20%摘游叙非侯摘游叙非侯15%/20%/25%年拷年拷15%/20%/25%私游圾私游圾贯贯复复15%/20%/25%特高特高压压直流直流输电输电控制系控制系统结统结构构 播刷播刷编编肘肘镰镰臂碍堂柏臂碍堂柏诺泽诺泽台鬃懂台鬃懂播刷播刷编编肘提以碍肘提以碍汤窝汤窝懂懂台看症台看症播刷播刷编编肘碍肘碍暂暂旦旦飞汤飞汤帽帽邻访邻访 牛牛进进堂柏堂柏镰镰臂臂诺泽诺泽碍碍抢抢沫沫夜夜闲闲北北 播刷播刷编编肘肘闭闭看夜中台看看夜中
17、台看钱铺钱铺碍碍聋聋桃桃 帽帽课课夜夜闲闲北普榜反北普榜反钱铺钱铺上受于上受于切居切居聋聋桃桃直流直流输电输电控制保控制保护护从工程从工程设计设计到系到系统试统试运行的工作运行的工作过过程程30目目录录特高特高压压直流直流输电输电技技术术特点特点1特高特高压压直流直流输电输电系系统统成套成套设计设计总结总结243特高特高压压直流直流输电输电系系统设备选统设备选型型工程实践云广特高压直流输电工程楚雄楚雄换换流站流站穗穗东换东换流站流站云广直流工程西起云南楚雄州禄丰县，东至广东省广州 增城市，途经云南、广西、广东三省（区），线路全长 1373km，额定电压800kV，输电容量500万kW，总投资1
18、40.7亿元。工程2009年12月28日单极投运，2010年6月18日双极投运。楚雄楚雄侧侧接地极接地极穗穗东侧东侧接地极接地极 工程概况工程概况工程建设规模： 云南侧楚雄换流站、广东侧穗东换流站 直流线路 1373km，接地极线路楚雄侧109km、穗东侧94km 楚雄侧接地极，穗东侧和贵广二回直流工程共用接地极 工程建工程建设规设规模模工程实践云广特高压直流输电工程不不同同的的运运行行方方式式通通过过对对直直流流场场和和阀阀组组的的连连接接配配置置实实现现。 每极双每极双12脉脉动阀组动阀组串串联结联结构使运行方式多构使运行方式多样样化化工程实践云广特高压直流输电工程反桂反桂邻访邻访，21箔
19、箔宏星反桂宏星反桂3/4反桂反桂1/2反桂反桂卖卖桂桂邻访邻访，20箔箔宏星宏星卖卖桂桂闻闻山郎因山郎因天天场场郎因郎因1/2卖卖桂桂闻闻山郎因山郎因天天场场郎因郎因OLT赏赏，12箔箔卖卖非而非而OLT卖卖桂桂OLT乙桂乙桂OLT寻寻桂桂邻访邻访工程工程实实践践云广特高云广特高压压直流直流输电输电工程工程 典型运行方式：整流站与交流系典型运行方式：整流站与交流系统联统联网运行、整网运行、整流站孤流站孤岛岛运行运行 特高特高压压直流直流输电输电系系统统的基本运行方式：的基本运行方式：1)双极全双极全压压运行方式运行方式2)双极半双极半压压运行方式运行方式3)双极一极全双极一极全压压一极半一极半
20、压压运行方式运行方式4)单单极全极全压压金属回金属回线线方式方式5)单单极全极全压压大地回路方式大地回路方式6)单单极半极半压压金属回金属回线线方式方式7)单单极半极半压压大地回路方式大地回路方式特高特高压压直流的关直流的关键设备键设备换换流流变压变压器器套管（穿套管（穿墙墙套管和套管和换换流流变变套管）套管）换换流流阀阀旁路开关旁路开关平波平波电电抗器抗器控制保控制保护护设备选型交流滤波器换流 变压器换流变阀 侧套管换流阀穿墙套管旁路 开关旁路刀阀平波 电抗器电压 分压器电容器隔离 开关直流线路直流滤波器 电容器避雷管接地刀阀交流系统设备选型换流变压器 运输限界小和特高压电压作用下的绕组绝缘
21、结构设计 外置式阀侧引线出线装置 真空型有载调压开关 阀侧套管 高端换流变漏磁分布、杂散损耗以及局部过热的控制 冷却器 高端换流变压器的抗短路设计 高强度紧凑型油箱结构设备选型平波电抗器 多层绕组并联，干式空心，自然空气冷却，户外布置，采用支柱绝缘 子支撑。 平抗分别布置在极线和中性母线上，每两台串连为一组。 因平抗的支撑结构长期运行在特高压直流户外场中，综合考虑直流耐 受能力、污耐压、抗震等性能要求，采用合成支柱 5英寸光控晶闸管 800kV/3125A特高压晶闸管换流阀阀塔结构设计，采用双12脉动、 悬吊式双重阀单阀塔串联结构， 换流阀最大的技术挑战来自于型式试验，包括多重阀绝缘试验，运行
22、 试验等试验项目和试验判据设备选型换流阀 母母饮饮摘游摘游紧紧4组DT11/24双调谐滤波器、 4组DT13/36滤波器、2组HP3滤波器、8组并联电容器。 穗穗丝丝摘游摘游紧紧4组DT11/24双调谐滤波器、3组DT13/36滤波器、8组并联 电容器。设备选型交流滤波器 互庄左簧互庄左簧 无源滤波器 三调谐(TT12/24/45) 每站每极装设1组设备选型交流滤波器41 800kV私游晰迭异私游晰迭异兴兴 复合外套绝缘子 额定直流电流：4000A 开断直流电流：4000A 雷电冲击耐受电压： 1950kV 操作冲击耐受电压： 1600kV设备选型直流旁路开关42 800kV私游私游颠颠筒异筒
23、异兴兴 复合外套绝缘子 额定直流电流：4000A 瞬时直流电流：20kA 雷电冲击耐受电压： 1950kV 操作冲击耐受电压：1600kV设备选型直流隔离开关43 800kV私游眼游湿私游眼游湿闸诱闸诱臂臂 额定直流电流：3125A 精度：0.2%设备选型直流电流测量装置44 800kV私游切私游切厌厌噪噪 复合外套 标称直流电压：800kV 精度：0.2%(0.1 1.1pu)0.5%(1.1 1.5pu) 响应时间：100s设备选型直流分压器45 800kV直流避雷器： 无间隙氧化锌避雷器 复合外套雷电冲击保护水平 / 配合电流: 1579kV / 10kA操作冲击保护水平 / 配合电流:
24、 1328kV / 1kA设备选型直流避雷器46 800kV直流支柱绝缘子： 复合外套 额定直流电压：800kV 雷电冲击耐受电压：1950kV 操作冲击耐受电压：1600kV设备选型直流支柱绝缘子47主要设备选择 800kV直流穿墙套管： 复合外套 额定直流电流：3125A 雷电冲击耐受电压：1950kV 操作冲击耐受电压：1600kV48云广特高云广特高压压直流工程控制保直流工程控制保护护系系统结统结构构运行年份运行年份5000MW额额定功率定功率运行运行时间时间（小（小时时）输输送送电电量量（亿亿千瓦千瓦时时）2009年年2010年年2011年年2012年年2013年年16月月合合计计2
25、5.76117.07158.96211.4197.9611.134313914201857 运行情况运行情况云广特高云广特高压压直流工程自投运以来运行情况直流工程自投运以来运行情况总总体平体平稳稳。截至。截至2013年年6月月30日，日，楚雄楚雄换换流站累流站累计计安全运行安全运行1492天，累天，累计计西西电东电东送送电电量达量达611.1亿亿度，度，满负满负荷荷（5000MW）运行）运行时间时间达到达到1857小小时时。工程实践云广特高压直流输电工程39、把生活中的每一天，都当作生命中的最后一天。40、机不可失，时不再来。41、就算全世界都否定我，还有我自己相信我。42、不为模糊不清的未来
26、担忧，只为清清楚楚的现在努力。43、付出才会杰出。44、成功不是凭梦想和希望，而是凭努力和实践。45、成功这件事，自己才是老板！46、暗自伤心，不如立即行动。47、勤奋是你生命的密码，能译出你一部壮丽的史诗。48、随随便便浪费的时间，再也不能赢回来。49、不要轻易用过去来衡量生活的幸与不幸！每个人的生命都是可以绽放美丽的，只要你珍惜。50、给自己定目标，一年，两年，五年，也许你出生不如别人好，通过努力，往往可以改变%的命运。破罐子破摔只能和懦弱做朋友。51、当眼泪流尽的时候，留下的应该是坚强。52、上天完全是为了坚强你的意志，才在道路上设下重重的障碍。53、没有播种，何来收获；没有辛苦，何来成
27、功；没有磨难，何来荣耀；没有挫折，何来辉煌。54、只要路是对的，就不怕路远。55、生命对某些人来说是美丽的，这些人的一生都为某个目标而奋斗。56、浪花总是着扬帆者的路开放的。74、失败是什么？没有什么，只是更走近成功一步；成功是什么？就是走过了所有通向失败的路，只剩下一条路，那就是成功的路。75、要改变命运，首先改变自己。76、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。77、在生活中，我跌倒过。我在嘲笑声中站起来，虽然衣服脏了，但那是暂时的，它可以洗净。78、没有压力的生活就会空虚；没有压力的青春就会枯萎；没有压力的生命就会黯淡。79、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有久久不
28、会退去的余香。80、最困难的时候，就是距离成功不远了。81、知道自己要干什么，夜深人静，问问自己，将来的打算，并朝着那个方向去实现。而不是无所事事和做一些无谓的事。82、出路出路，走出去了，总是会有路的。困难苦难，困在家里就是难。83、人生最大的喜悦是每个人都说你做不到，你却完成它了！84、勇士搏出惊涛骇流而不沉沦，懦夫在风平浪静也会溺水。85、生活不是林黛玉，不会因为忧伤而风情万种。86、唯有行动才能改造命运。87、即使行动导致错误，却也带来了学习与成长；不行动则是停滞与萎缩。88、光说不干，事事落空；又说又干，马到成功。89、对于每一个不利条件，都会存在与之相对应的有利条件。90、人的潜能是一座无法估量的丰富的矿藏，只等着我们去挖掘。91、要成功，不要与马赛跑，要骑在马上，马上成功。2、虚心使人进步，骄傲使人落后。3、谦虚是学习的朋友，自满是学习的敌人。4、若要精，人前听。5、喜欢吹嘘的人犹如一面大鼓，响声大腹中空。6、强中更有强中手，莫向人前自夸口。7、请教别人不折本，舌头打个滚。8、人唯虚，始能知人。满招损，谦受益。满必溢，骄必败。
