高壓直流輸電系統HighVoltageDirectCurrentSystem華南理工大學電力學院2015年3月

第三章換流站及其主設備換流站設備概述晶閘管換流器換流變壓器平波電抗器無功補償裝置134233435換流站的布局36換流站設備概述11.1、換流站一個極的主接線1.2、換流器整流：將交流電力變換成直流電力逆變：將直流電力變換成交流電力1.3、換流變壓器單相三繞組單相雙繞組角形套管星形套管1.4、平波電抗器干式油浸式1.5、濾波器濾波并提供一部分無功

直流濾波器交流濾波器1.6、無功補償裝置提供無功功率電壓調節提高電壓穩定性分類：電力電容器同步調相機靜止無功補償器1.7、斷路器直流斷路器振蕩裝置1.8、阻尼器閥阻尼器：阻尼閥關斷時引起的振蕩，抑制相過電壓線路阻尼器：阻尼線路在異常運行情況下發生的振蕩1.9、過電壓保護器保護站內設備免受雷擊和操作過電壓之害1.10、電壓互感器和電流互感器1.11、接地電極與接地極線路連接大地（或海水）回路、固定換流站直流側的對地電位一般都是很大規模。例如，高肇直流工程的接地電極是直徑達到700m的圓環形。接地極線路天廣直流接地極線路工程，線路總長14.812km高肇直流接地極線路工程，貴州側53.4km，廣東側70km1.12、調節裝置自動控制換流器的觸發相位，調節直流線路的電壓、電流和功率1.13、繼電保護裝置檢測換流站內設備（特別是換流器）和直流線路的故障、并發出故障處理指令1.14、高頻阻塞裝置抑制換流器在換向過程中所引起的無線電干擾晶閘管換流器2換流閥的主要類型及特點汞弧閥：容易發生逆弧、熄弧的故障，安裝及維護復雜晶閘管閥：不會發生逆弧，運行可靠，維護簡單，調節方便，造價日趨降低對晶閘管元件的基本要求耐壓強度高載流能力大高肇直流輸電工程的額定電壓500kV，額定電流3000A開通時間和電流上升率di/dt的限制開通時間10~20μs，電流上升率可達到100A/μs關斷時間和電壓上升率dV/dt的限制關斷時間200μs，電壓上升率可達到200V/μs①晶閘管換流器晶閘管級（ThyristorLevel）：由阻尼回路、分壓回路、晶閘管控制單元TCU和晶閘管組成。晶閘管①晶閘管換流器閥段（ValveSection）：13個晶閘管級與2臺（天廣直流4臺）閥電抗器串聯后，再與一只均壓電容器并聯構成一個閥段。①晶閘管換流器組件（ModularUnit）：兩個閥段串聯后構成一個閥組件。單閥（Valve）：三個組件串聯構成一個閥。①晶閘管換流器二重閥：兩個閥串聯構成一個二重閥。四重閥：四個閥串聯構成一個四重閥。②晶閘管換流閥的基本結構座裝式懸掛式③晶閘管串并聯數目的確定電壓設計系數:電流設計系數:VDF：葛上5.7*240/250＝2.736；貴廣8.0*156/250=2.496CDF：貴廣3600*1*3/3000=3.6。④換流閥的阻尼和均壓回路RC阻尼電路：動態均壓、在晶閘管關斷時阻尼振蕩以及為晶閘管電子設備提供電源。直流均壓電阻：穩態均壓以及為晶閘管提供監控和保護觸發信號。閥電抗器：在陡波沖擊條件下減輕晶閘管所承受的電壓；限制晶閘管的開通電流；以及改善閥內的電壓分布。均壓電容：在陡波沖擊下改善閥內的電壓分布，使晶閘管等元件不受損壞。⑤換流閥的觸發系統將低電位的觸發信號轉換成n個（n為換流閥中的晶閘管數）信號，分別傳送到處于高電位的晶閘管的門極回路，并在高電位對觸發信號進行放大和整形，使其可靠地觸發晶閘管。技術要求：可靠性高同期性好具有足夠絕緣強度抗干擾能力強觸發脈沖形成回路耗能低換流閥應用換流閥應用換流閥應用換流閥應用換流閥應用換流閥應用換流變壓器33.1整體結構3.2換流變壓器的功能3.3換流變壓器的特點3.4換流變壓器的接線3.5換流變壓器的選擇換流變壓器容量的選擇換流變壓器電抗值的選擇事故電流的幅值不會超過同一事故點三相短路電流幅值的倍交流三相短路電流的幅值：最大事故電流：其中，換相電抗變壓器電抗交流系統等值電抗陽極電抗換流變壓器的分接頭調壓調節范圍：±15%~20%每檔檔距：1%~2%3.6實例平波電抗器4344.1.平波電抗器的主要參數的選擇4.2.平波電抗器型式4.3.工程實例西北－華中聯網工程靈寶背靠背換流站用平波電抗器，由西安西電變壓器公司設計。標志著中國已獨立掌握了世界尖端的平波電抗器設計制造技術。這臺平波電抗器長寬高分別為9.8、6.5和5.6米，總重量達124噸。無功補償裝置35分類靜態和動態無功補償裝置串聯補償和并聯補償裝置傳統和現代無功補償裝置運動和靜止無功補償裝置有源和無源無功補償裝置高壓和低壓無功補償裝置并聯無功補償裝置的分類靜態無功補償在負荷較為平穩的情況下，為達到降低線路損耗、調節電壓水平而采取的一種靜態補償方式。包括并聯電容器組和并聯電抗器組。并聯電容器：補償感性無功和提供電壓支持，具有價格低廉、安裝靈活、操作簡單、功率損耗小、運行穩定、維護方便等優點。動態無功補償指阻抗可調、補償容量能快速實時跟蹤負荷或系統的無功功率變化而變化的一種無功補償方式。輸出能自動響應并實時跟蹤給定