高压直流输电原理与运行简答题

高压直流输电复习解答
1.列举直流输电的优点与适用场合：
优点：
1)输送相同功率时，线路的造价低
2)线路有功损耗小
3)适合海下输电
4)不受系统稳定极限的限制
5)直流联网对电网间的干扰小
6)直流输电的接入不会增加原有电力系统的短路电流容量
7)输送功率的大小和方向可以快速控制和调节，运行可靠
2.两端直流输电的运行接线方式.
主要分为单极线路方式、双极线路方式两大类，具体如下：
单极线路方式：
1)单极一线式：用一根空导线或者电缆，以大地或者海水作为返回线路组成的
直流输电系统
2)单极两线式：导线数不少于两根，所有导线同极性。

双极线路方式：
1)双极线路中性点两端接地方式
2)双极中性点单端接地方式
3)双极中性线方式
4)“背靠背”换流方式
3.延迟角为什么不能太大也不能太小?
整流工况下，a太小，欲导通的阀在有触发脉冲时承受的正向压降太小可能导致导通失败或者延时，a太小则会使功率因素太低。

逆变工况下，当直流电流一定，随着a的增加，换流器所需的无功功率将小。

因此，从经济角度来说，提高换流器运行触发角会使得交流侧功率因素增大，因此输送相同直流功率时，所需的无功功率将减小。

但a的增大，会导致换相角的增大，从而使熄弧角较小。

为保证换流器的安全运行，a不能太大。

4.换相失败的原理是怎样的？换相失败的解决方法有哪些？
换相失败的原理：
当两个桥臂之间换相结束后，刚退出导通的阀在反向电压作用的一段时间内，如果未能恢复阻断能力，或者在反向电压期间换相过程一直未能进行完毕，这两种情况在阀电压变为正向时被换相的阀都将向原来预定退出导通的阀倒换相，称为换相失败。

解决方法：
1)利用无功补偿维持换相电压稳定
2)采用较大的平波电抗器
3)系统规划时选择短路电抗较小的换流变
4)增大β或γ的整定值
5)采用适当的控制方式
6)人工换相（强迫换相）
5.HVDC对晶闸管元件的基本要求有哪些？
1)耐压强度高
2)载流能力大
3)开通时间和电流上升率d i/d t的限制
4)关断时间和电压上升率d V/d t的限制
6.换流变压器的作用是什么？
1)实现交流系统与直流系统的电绝缘与隔离；
2)电压变换；
3)对交流电网入侵直流系统的过电压有一定的抑制作用。

7.高压直流输电线路按构成方式可分为哪几种？
单极线路：只有1极导线，一般以大地或海水作为回路
同极线路：具有两根同极性导线，同时也利用大地或海水作为回流回路
双极线路：具有两根不同极性的导线，有些采取大地（海水）回流，也有一些采用金属回流。

当两极导线中的电流相等时，回路电路中就没有电流。

8.相对于交流电缆而言，直流电缆具有什么优点？
1)绝缘的工作电场强度高，绝缘厚度薄，电缆外径小、重量轻、柔软性好和制
造安装容易
2)介质损耗和导体损耗低，载流量大。

3)没有交流磁场，有环保方面的优势
9.采用大地回路的优缺点是什么？
优点：
1)比金属回路损耗小
2)便于分期建设
3)双极的一极故障停运后，仍可利用另一极导线和大地回路输送一半或更多的
电力
缺点：
1)设计技术要求比较高
2)存在危及人、畜、鱼类的危险电位梯度
3)对地下金属物体的电解腐蚀
4)干扰其他电系统
5)影响磁罗盘的读数
6)影响水生物
10.防止接地极地中电路对周围设施影响的措施有哪些?
1)使接地电极的位置与有关设施保持足够的距离
2)采用阴极保护
3)加涂绝缘层
4)增大金属埋设物周围媒质的导电率
5)海水电极的周围要采取措施保护鱼类
11.什么是谐波含有率和总谐波畸变率？
谐波含有率（HR）：n次谐波分量的有效值与基波分量的有效值之比
总谐波畸变率（THD ）：谐波总量有效值与基波分量有效值之比
12. 什么是换流阀交流侧和直流侧的特征谐波和非特征谐波?
特征谐波：一个脉波数为p 的换流器，在其直流侧产生的谐波次数为n =kp ，在其交流侧产生的谐波次数为n =kp ±1为特征谐波。

非特征谐波：除特征谐波以外的所有其他各次谐波
13. 简述滤波器的作用。

作用：
1) 滤除谐波；
2) 提供换流器所需的无功功率
14. 直流输电系统的分层控制方式由哪些层次构成?
四层控制方式包括：
1) 总控制
2) 站控制
3) 极控制
4) 桥控制
15. 直流输电系统控制系统的基本要求：
1) 限制电流的最大值，避免电流流过阀和其它载流元件出现危险的状况；
2) 限制电流的最小值，避免电流间断而引起过电压；
3) 限制由于交流系统的波形而引起的直流电流波动;
4) 尽可能使功率因数保持较高的值；
5) 尽可能防止逆变器换相失败；
6) 保持线路送端电压恒定并且等于额定值；
7) 为控制所输送的功率，有时则要求控制某一端的频率。

16. 直流输电系统控制系统基本的调节手段有哪些?
主要通过两种手段来实现：
1) 调节换流器的触发脉冲相位（α或β），响应时间1ms ～10ms
2) 调节换流变压器分接头，响应时间5s ～6s
17. 直流输电系统在稳态正常运行方式下的运行参数主要是：
两端的直流电压、直流电流和输送功率。

18. 直流输电系统控制的基本方式有：
1) 定电流控制；
2) 定电压控制； 3) 定超前角β控制；
4) 定熄弧角γ控制；
5) 定延迟角a 控制；
6) 定功率控制。

19. 试指出图7各线段的含义，并说明正常情况下整流站与逆变站采用的控制方
式。

整流器各段特性
MN:定触发角控制特性
NC:定电流控制特性
CJ ：低电压控制的限流特性
JI:低电压时最小电流限制
图7 R
逆变器各段特性：
AR:定熄弧角控制特性
QP:为防止控制方式的不稳定，采用的具有正斜率的控制特性
QE：定电流控制特性
EL:低电压控制的限流特性
LG:低电压时最小电流限制
GH:为防止逆变器进入整流工况而装设的相角限制器的控制特性
正常情况下的控制方式：
整流站运行在定电流控制特性，此时，整流器直流电压为了满足定电流控制而留有一定的调节裕度；逆变站则运行在定熄弧角控制特性，从而确定直流线路的额定电压，其对应的工作点为A.
20.直流系统的一个独特优点是：
制。

此时整流站转入运行在在
将转移到
率）的翻转，只有使线路的直流电压改变极性。

这可通过调节整流器的触发相位，使延迟角大于90º，变为逆变状态运行，而同时把原来的逆变器触发相位提前，变为整流状态运行，翻转过程是自动进行的
调节特性说明：
功率翻转前，整流器和逆变器的正常运行点为A，功率由Ⅰ侧输送至Ⅱ侧。

当需要进行潮流翻转时，可将电流差值（电流裕度指令）传送给整流侧，使Ⅰ侧的电流整定值由变为，而Ⅱ侧的电流整定值由变为。

此时在送端的换流器检测出的直流电流大于整定值时，直流调节
器便不断加大a，力图降低运行电流。

同时，受端逆变器检测出电流小于整定值，则选择由定角控制转换到定电流控制，并不断增大角，企图使电流维持在新的整定值。

当时，则转入整流状态。

同时送端也调到，由整流状态变为逆变状态，这一过程直到当送端换流器，转入定控制，并重新稳定在新的运行点B，完成潮流翻转过程。

23.直流系统正常起动控制的基本方法是怎样的？
通过控制两端换流器的触发相位，使直流电流和电压从零开始按指数曲线或直线平稳地上升来实现。

24.换流变的分接头控制的目的是什么？控制策略有哪两大类？
目的：
分接头切换控制与触发角控制相配合，能保持直流系统处于最佳的运行状态。

当交流电压和直流电压发生偏移或运行人员改变直流输送功率以后，如果仅靠电流调节器的作用，整流器α角将发生很大的变化。

控制策略：
1)角度控制；
2)电压控制；
25.高压直流输电系统保护配置的原则
可靠性、灵敏性、选择性、快速性、可控性、安全性、严密性
26.为什么高压直流输电系统保护与控制系统有着密切的关系？直流系统保护
动作的策略有哪些？
原因，不同于交流系统的保护，由于直流系统的控制是通过改变换流器的触发角来实现的，直流保护动作的主要措施也是通过触发角变化和闭锁触发角脉冲来完成，因此直流输电系统的保护与其控制系统策略和性能有着极密切的关系。

动作策略：
1)告警和启动录波；
2)控制系统切换
3)紧急移相；
4)投旁通队；
5)闭锁触发脉冲
6)极隔离；
7)跳交流侧断路器；
8)直流系统再起动；。