高压直流输电的基本控制原理共64页文档
直流电源工作原理
直流电源工作原理
直流电源是一种将交流电转换为直流电的电力设备。
它的工作原理基于电子器件的整流作用。
当交流电进入直流电源时，首先经过输入滤波器，其作用是去除交流信号中的高频杂波和干扰，使电源输出变得更加稳定。
经过滤波器后的电流被送入整流电路。
整流电路中通常采用半导体二极管或整流管等元件。
这些元件的特点是允许电流沿一个方向流动，而会阻止电流反向流动。
因此，进入整流电路的交流电会被转换为只流动在一个方向上的直流电。
经过整流后，输出的直流电被送入稳压电路。
稳压电路的作用是确保直流电的输出电压在一个稳定的范围内。
常见的稳压电路包括基准电压源、反馈控制电路等。
这些电路根据输出电压的变化，通过调整电压源或控制元件的工作状态，实现对直流电压的稳定控制。
最后，稳压电路输出的直流电经过输出电路进行继电器、保险丝等的保护，然后输出给外部电路供电使用。
总体而言，直流电源通过整流、滤波、稳压等环节，将输入的交流电转换为稳定的直流电输出。
这样就能够为各种设备提供可靠的直流电源，满足其工作所需。
直流输电原理 PPT
1.电流减小过零；
2.阀电压持续一段时间为零 或为负。
可控硅级结构
均压 回路
阻尼回路 可控硅 可控硅 控制单元
换流基本单元（6脉动换流桥）
共阴极
共阳极
桥臂
6脉换流阀触发电压
换相电压-----整流侧
整流侧阀电压、触发角α
交流侧 线电压
—— 换流阀 —— 换流变压器 —— 平波电抗器 —— 交流滤波器 —— 直流滤波器
—— 直流场设备 —— 直流控制保护系统 —— 接地极
直流输电基本原理——换流原理
要解决以下几个问题： • 换流是什么意思？ • 换相是什么意思？ • 直流系统如何将电能从一端送到另一端？
要掌握以下几个概念： • 阀电压、换相电压、直流电压 • 整流、逆变 • 触发角、换相角、熄弧角
逆变器直流电压波形示意
逆 变 侧 直 流 电 压 波 形
逆变侧阀电压
双端直流系统换流阀接线情况
双端直流系统运行时，双端换流阀连接不是同 极性相连。根据可控硅单向导通的特性，同极性相 连将无法形成通路。
直流系统主回路
双端直流系统运行时，整流器作为电源侧, 逆变器作为负荷侧。
整流器点火角的影响
换相基本概念小结
• 可控硅的基本特性； • 换流阀电压； • 直流电压的建立； • 两端换流器形成的直流电流回路。
UA UB UC
M+ N-
阀1向阀3换相过程中， 直流M端电压变化情况
换相过程的直流电压
C
A
B
C
A
B
相
电
压
整
（UA+UB）/2 直
流
CB AB AC BC BA CA CB AB AC BC 流 电
高压直流输电控制
直流输电系统控制1 直流输电系统控制的基本原理如图1-1中所示的直流输电联络线，它表示一个单极联络线或双极联络线中的一个极，相应的等值电路和电压分布情况分别如图1-1(b)和1-1(c)所示。
(a)接线图(b)等值电路(c)电压分布情况图1-1从整流器流向逆变器的直流电流为：直流系统通过控制整流器和逆变器的内电势αcos dor V 和γcos doi V 来控制线路上任一点的直流电压以及线路电流(或功率)。
这是通过控制阀的栅/门极的触发角，或者通过改变换流变压器抽头来控制其交流电压来完成的。
栅/门极的控制速度很快(1到10ms)，而变压器抽头切换速度较慢(每级切换为5到105)，这两种方式相互补充，栅/门极控制最先开始动作，随后分接头缓慢调节改变，使换流器控制角(整流器的触发角和逆变器的熄弧角)恢复到正常范围。
功率反送(又称为潮流反转)是通过两端直流电压反向来实现的。
在选择控制特性时，应该考虑下列要求：(1)防止交流系统电压的变化引起直流电流的大波动。
(2)保持直流电压在额定值附近。
(3)保持送端和受端的功率因数尽可能高.(4)防止逆变器的换相失败.运用换流器的快速控制来防止直流电流的大波动，这是保证直流输电系统满意运行的一个重要要求。
直流线路和换流器的电阻很小，因而αcos dor V 或γcos doi V 的微小变化就能引起直流电流的大变动。
例如，整流器或逆变器的电压变化25%，将引起直流电流变化达100%.这意味着，如果触发角和熄弧角保持恒定，任一端的交流电压幅值小的变化会引起直流电流在一个很大的范围内变动，对电力系统来说，这样大的波动是不可能接受的。
此外，这种大的电流变化可能高到足以损害阀和其它设备。
所以，防止直流电流波动的快速控制对系统的正确运行是至关重要的。
如果没有这种控制，直流输电系统将是不实用的。
由于所以，要得到高功率因数，必须保持整流器触发角和逆变器的熄弧角尽可能小。
但是，为了确保触发前阀上有足够的电压，整流器有一个最小触发角限制，一般为︒5。
直流电机控制原理图
直流电机控制原理图
直流电机是一种常见的电动机，它通过直流电源驱动，能够将
电能转换为机械能，广泛应用于工业生产、交通运输、家用电器等
领域。
直流电机的控制原理图是直流电机控制系统的重要组成部分，它能够帮助我们了解直流电机的工作原理和控制方式，本文将介绍
直流电机控制原理图的相关知识。
首先，直流电机控制原理图包括直流电机、电源、控制器等组件。
直流电机通常由定子、转子、碳刷、电枢等部分组成，电源为
直流电源，控制器则是用来控制电机运行的设备。
在直流电机控制
原理图中，这些组件通过电气连线连接在一起，形成一个完整的控
制系统。
在直流电机控制原理图中，电源为直流电源，它可以是电池、
直流发电机、直流稳压电源等。
电源的电压和电流大小将直接影响
到直流电机的运行性能，因此在设计直流电机控制系统时，需要根
据实际需要选择合适的电源。
控制器是直流电机控制系统中的关键部件，它可以根据外部输
入信号控制电机的启停、正反转、速度调节等功能。
常见的直流电
机控制器有直流调速器、直流电机驱动器、直流电机控制板等，它们可以根据具体的控制要求选择使用。
在直流电机控制原理图中，还会包括一些辅助元件，如限流电阻、过载保护器、电流传感器等。
这些辅助元件能够提高电机控制系统的稳定性和安全性，保护电机免受过载、短路等异常情况的影响。
总的来说，直流电机控制原理图是直流电机控制系统的重要组成部分，它通过电气连线将直流电机、电源、控制器等组件连接在一起，形成一个完整的控制系统。
掌握直流电机控制原理图的相关知识，能够帮助我们更好地理解直流电机的工作原理和控制方式，为实际应用提供参考和指导。
直流电机的工作原理
直流电机的工作原理
直流电机是一种将直流电能转化为机械能的装置。
它的工作原理基于洛伦兹力和电动行为的相互作用。
直流电机的核心部件是电枢，由大量线圈组成。
当直流电源施加在电枢上时，电流流经线圈，产生一圈圈的磁场。
在电枢旁边，有一个磁体称为永磁体或者磁场极，它产生恒定的磁场。
当电流通过电枢的线圈时，根据右手定则，线圈内的磁场与永磁体的磁场产生相互作用，产生力矩。
由于电流的方向是可逆的，所以直流电机的转向也是可逆的。
当电流改变方向时，电枢产生的磁场方向也会改变，进而改变了与永磁体的相互作用，实现了转向。
为了实现连续的旋转运动，直流电机需要一个机械装置来改变电枢线圈的方向。
这个装置通常由一个可调整的组件（如换向器和刷子）组成，它能够使电流从一个线圈转移到下一个线圈，从而保持电枢的旋转方向。
总之，直流电机工作的基本原理就是利用洛伦兹力和电动行为，通过电磁感应和相互作用实现电能到机械能的转换。
高压线工作原理
高压线工作原理
高压线是一种输电线路，其工作原理基于以下几个关键要素：
1. 高电压：高压线路工作原理的基础是高电压输送。
高压线路通过将电能从发电站输送到负载中，实现远距离的电力传输。
高电压的使用可以降低输电线路上的功率损耗，提高电力传输效率。
2. 直流或交流输电：高压线路可以采用直流（DC）或交流（AC）方式进行输电。
直流输电系统主要通过改变电压来实
现电力的传输和调节。
交流输电系统则通过变压器来改变电压，以减小输电线路的功率损耗。
3. 绝缘保护：高压线路需要采用绝缘材料来防止电能泄漏和电力损耗。
绝缘材料通常是在导线外部覆盖一层绝缘皮套，以确保电能沿着导线的特定路径传输，防止电能损失。
4. 支撑结构：高压线路通常由电线和支撑结构组成。
支撑结构可以是钢塔或混凝土支柱，用于将导线悬挂在一定的高度，并提供稳定的支撑。
支撑结构需要具备足够的强度和稳定性，以保持电线的垂直位置，避免弯曲或振动。
5. 监测和维护：由于高压线路的特殊性，需要进行定期的监测和维护工作。
监测工作可使用传感器和电气设备来检测电线的电压、电流和温度等参数，以确保高压线路正常工作。
维护工作包括定期检查支撑结构的稳固性和绝缘材料的完整性，及时修复或更换有损坏的部分，以确保高压线路的安全运行。
综上所述，高压线路通过使用高电压、绝缘保护、支撑结构等关键要素，实现了电力的远距离传输。
这种工作原理为现代电力系统的建设和供电提供了可靠的基础。
第六章高压直流系统的控制.ppt
对于整流器，可使α ＝０，则cosΦ= 1， 但为确保触发前阀上有足够的电压，有 一个最小α 角的限制，大约为５°正常 运行时α 角的范围为15 ° -20 ° 。 对于逆变器，为了避免换相失败，在换 相电压易号之前换相必须完成，所以γ 必须要大于某一临界值。50Hz系统可采 纳的裕度为15 °，60Hz为18 °
6.2 控制的基本方式
Id
Vd 1 Vd 2 Rl
当越前角β 恒定时
E'1 c o s V d1 Id R c 1 ' V d 2 E 2 cos Id R c2
' ' E c o s E o s 1 2c Id R R R c 1 l c2
当熄弧角γ 为恒定时
用控制极进行调节，不但调节范围大， 而且非常迅速，是直流输电系统的主要 调节手段，用改变发电机励磁和换流变 分接头来进行调节其速度较慢，如改变 换流变分接头通常每挡需要5s-6s，而改 变α 或β （或γ ）则只需要20ms-30ms， 通常这两种方法是配合使用的。
直流输电系统基本的控制方式有：
' V E d2 2 cos Id R c2
' ' E c o s E o s 1 2c Id R R c 1 R l c2
改变直流电流（或功率）的方式：
1 调节整流器的触发延迟角α 或逆变器 的越前角β （或熄弧角γ )，即调节加到 换流阀控制极的触发脉冲相位，简称控 制极调节。 2 调节换流器的交流电势Ｅ１、Ｅ２， 一般靠调节发电机励磁或改变换流变压 器分接头来实现。
二、控制系统的基本要求
1）为了避免电流流过阀和其它载流元件出现 危险的状况，应限制电流的最大值。 2）要求限制由于交流系统的波形而引起的直 流电流波动。 3）尽可能使功率因数保持较高的值。 4）尽可能防止逆变器换相失败。 5）为了使功率损耗最小，要求保持线路送端 电压恒定并且等于额定值。 6）为控制所输送的功率，有时则要求控制某 一端的频率。
(完整word版)高压直流输电原理与运行第一章
高压直流输电原理与运行第一章绪论1.1 高压直流输电的构成1.高压直流输电由整流站，直流输电线路和逆变站三部分构成。
常规高压直流输电，由半控型晶闸管器件构成，采用电网换相；轻型高压直流输电，由全控型电力电子构成，采用器件换相。
2.针对电网换相方式有：（1）长距离直流输电（单方向、双方向直流送电）；（2）BTB直流输电；（3）交、直流并列输电；（4）交、直流叠加输电；（5）三极直流输电。
3.直流系统的构成针对电网换相方式有：（1）直流单极输电1）大地或海水回流方式：可降低输电线路造价；但材料要求较高，对地下铺设设备、通信等有影响；2）导体回流方式：可分段投资和建设；（2）直流双极输电1）中性点两端接地方式：优点，当一极故障退出，另一极仍可以大地或海水为回流方式，输送50%的电力；缺点，正常运行时，变压器参数、触发控制的角度等不完全对称，会在中性线有一定的电流流通，对中性点接地变压器，地下铺设设备和通信等有影响。
2）中性点单端接地方式：优点，大大减小单极故障时的接地电流的电磁干扰；缺点，单极故障时直流系统必须停运，降低了可靠性和可利用率。
3）中性线方式：中性线设计容量小，正常运行时，流过中性线的不平衡电流小，降低电磁干扰。
3.直流多回线输电1）线路并联多回输电方式：可提高输电容量、输电的可靠性和了可利用率。
2）换流器并联方式的多回线输电：实现相互备用，提高直流输电的可靠性和可利用率。
4．多段直流输电1）并联直流输电方式：要实现功率反转必须通过断路器的投切来改变换流站与直流线路的连接方式。
2）串联多端直流输电方式：各换流器与交流系统的功率通过对电压的调整进行。
1.2 高压直流输电的特点及应用场合1.直流输电的特点1）经济性：流输电架空线路只需正负两极导线、杆塔结构简单、线路造价低、损耗小；直流电缆线路输送容量大、造价低、损耗小、不易老化、寿命长，且输送距离不受限制；➢通常规定，当直流输电线路和换流站的造价与交流输电线路和交流变电所的造价相等时的输电距离为等价距离。
高压直流输电系统课件pptx
直流输电对通信有干扰；
不能直接给交流负载供电。
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02
换流站设备与技术
2024/1/28
9
换流站功能及类型
2024/1/28
功能
将交流电转换为直流电进行传输，同时实现电压等级的变换 。
类型
根据换流站所处位置及作用，可分为整流站、逆变站和背靠 背换流站。
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关键设备介绍
换流阀
实现交流电与直流电 之间的转换，是换流 站的核心设备。
根据输电线路的电压等级、气候条件、污秽程度等因素，选择合适的绝缘子类型 和串长，保证线路的安全运行。
绝缘配合方法
采用定期清扫、涂覆防污闪涂料、增加绝缘子片数等措施，提高线路的绝缘水平 ，防止污闪事故的发生。
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故障诊断与处理措施
故障诊断方法
利用故障录波、行波测距等技术手段， 对输电线路故障进行快速定位和诊断。
选择性原则
保护系统应能够准确识别故障类型和 位置，避免误动和拒动。
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保护配置原则和要求
• 灵敏性原则：保护系统应具有高灵敏度，能够快速响应故 障并触发相应的保护动作。
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保护配置原则和要求
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完善的保护配置方案
根据系统特点和故障类型，制定全面的保护配置方案。
合理的保护定值设置
国内外高压直流输电 系统应用领域差异
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国内外高压直流输电 系统技术水平比较
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未来发展趋势预测
高压直流输电系统技术创新方向
高压直流输电系统市场规模预测
高压直流输电系统应用领域拓展趋势
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输配电原理
输配电原理
输配电原理是电力系统中的一项基础知识，涉及电能的传输与分配。
在电力系统中，输配电原理主要包括输电和配电两个环节。
输电是指将发电厂产生的电能通过输电线路传输到用户终端的过程。
输电线路通常采用高电压进行传输，这样可以减少线路电流，降低线路损耗。
输电线路的主要组成包括导线、绝缘子、铁塔等。
在输电过程中，需要考虑到线路的电压损耗、电流载荷、线路阻抗等因素，以确保电能的稳定传输。
配电是指从输电线路把电能分配到用户终端的过程。
配电通常是从变电站开始，通过配电变压器将高压电能降压转换为适用于用户的低压电能。
配电线路通常采用低电压进行传输，以适应用户终端的需求。
在配电过程中，需要确保电能能够安全可靠地分配到每个用户终端，同时还要考虑到配电线路的负荷均衡、故障保护等问题。
输配电原理的关键目标是提高输电效率和配电质量，以满足用户对电能的需求。
在实际应用中，还需要考虑到电力系统的稳定性、电压控制、保护装置的设计等因素。
同时，随着能源领域的发展，新能源的接入也对输配电原理提出了新的挑战和要求。
总之，输配电原理是电力系统中必不可少的一部分，通过科学的设计和优化，可以提高电力系统的安全性、稳定性和可靠性，为社会经济的发展提供可靠的电能供应。
高压直流输电控制
直流控制功能
逆变侧发生ESOF时，两站的保护闭锁时序为：
整流侧收到逆变站发来的闭锁信号后，立即移 相，60ms后触发本站Y_BLOCK，20ms后如 果电流低直接闭锁，否则投旁通对。
逆变侧立即移相，投旁通对，向对站发闭锁命 令，等待对站闭锁后本站再闭锁。
直流控制功能
极控系统包含控制功能模块 极功率控制/电流控制 PPC 过负荷限制 OLL 直流功率调制 MODS 换流器触发控制 CFC 控制脉冲发生单元 CPG 无功功率控制 RPC 开关顺序控制 SSQ
如果两个极的运行电压相等，则每个极的传输 功率是相等的。
如果一极处于降压运行状态而另外一极是全压 运行，则两个极的传输功率比和两个极的电压 比一致。
直流控制功能
双极功率控制： 双极功率控制有手动模式和自动模式两种 手动模式，由运行人员输入双极功率参考值 自动模式，按指定的自动功率曲线运行
直流控制功能
直流控制功能
独立控制下，功率反向命令只会影响本站。因此， 两站都必须发出功率反向命令，且必须由运行人员 来完成两站间的协调。
直流控制功能
功率反向控制自动曲线
直流控制功能
正常/降低直流电压控制
高压直流输电系统既可以在正常直流电压模式下 运行，也可以在降低直流电压模式下运行。直流电 压最低可以运行在额定值的70％
直流控制功能
模式顺序控制 MSQ 准备顺序控制 RSQ 电压角度参考值计算 VARC 换流变压器分接头控制 TCC 线路开路试验控制 OLT 站间通讯 TCOM
高压输电的原理
高压输电的原理
高压输电是一种将电能从发电站传输到用户站的技术。
其原理是通过将电能转化为高电压，减小电流的方式来降低输电过程中的能量损耗。
高压输电主要依赖变压器、导线和支撑结构等关键设备。
首先，发电站使用发电机将机械能转化为电能。
然后，通过变压器将发电机产生的低电压升高到高压状态。
高压输电是为了减小输电线路上的能量损耗，因为电能传输的损失正比于电流的平方倍，而与电压无关。
在输电过程中，高压电能通过导线传输，导线的选择取决于输电距离、载流量和外界环境条件等因素。
一般而言，高压输电线路采用具有良好导电性能和耐高温、耐侵蚀性能的导线材料，如铝合金或铜导线。
为了保证输电系统的稳定运行，还需要建立支撑结构来支撑导线。
通常采用的支撑结构为电线塔，其设计需要考虑线路的安全性、线路间的隔离和保护等因素。
电线塔的高度和结构形状也会根据地形和电力线路的特点进行设计。
总结起来，高压输电的原理是通过将电能转化为高电压，减小电流的方式来降低输电过程中的能量损耗。
这一过程主要依赖变压器、导线和支撑结构等关键设备来实现。
高压直流输电原理及运行
高压直流输电原理及运行高压直流输电：将三相交流电通过换流站整流变成直流电，然后通过直流输电线路送往另一个换流站逆变成三相交流电的输电方式。
高压直流输电原理图如下：换流器（整流或逆变）：将交流电转换成直流电或将直流电转换成交流电的设备。
换流变压器：向换流器提供适当等级的不接地三相电压源设备。
平波电抗器：减小注入直流系统的谐波，减小换相失败的几率，防止轻载时直流电流间断，限制直流短路电流峰值。
滤波器：减小注入交、直流系统谐波的设备。
无功补偿设备：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。
高压直流输电对比交流输电：1）技术性功率传输特性。
交流为了满足稳定问题，常需采用串补、静补等措施，有时甚至不得不提高输电电压。
将增加很多电气设备，代价昂贵。
直流输电没有相位和功角，无需考虑稳定问题，这是直流输电的重要特点，也是它的一大优势。
线路故障时的自防护能力。
交流线路单相接地后，其消除过程一般约0.4~0.8秒，加上重合闸时间，约0.6~1秒恢复。
直流线路单极接地，整流、逆变两侧晶闸管阀立即闭锁，电压降为零，迫使直流电流降到零，故障电弧熄灭不存在电流无法过零的困难，直流线路单极故障的恢复时间一般在0.2~0.35秒内。
过负荷能力。
交流输电线路具有较高的持续运行能力，其最大输送容量往往受稳定极限控制。
直流线路也有一定的过负荷能力，受制约的往往是换流站。
通常分2小时过负荷能力、10秒钟过负荷能力和固有过负荷能力等。
前两者葛上直流工程分别为10%和25%，后者视环境温度而异。
就过负荷而言，交流有更大灵活性，直流如果需要更大过负荷能力，则在设备选型时要预先考虑，此时需增加投资。
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、能实现多目标控制。
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。