高压直流输电word版
高压直流输电
第2篇高压直流输电高压直流输电工程自1954年在瑞典Gotland投入工业化运行以来，至今经历了汞弧阀换流和晶闸管换流时期，目前世界上已有60多项直流输电工程投入运行，在远距离大容量输电、海底电缆和地下电缆输电以及电力系统联网工程中得到了较大的发展。
特别是在20世纪80年代以后，大功率电力电子技术及微机控制技术等高科技的发展，进一步促进了直流输电技术的应用与发展。
比较明显的是，背靠背非同步联网和多端直流输电工程以及采用新型半导体器件的轻型直流输电工程，近年来发展很快。
到20世纪末已有26项背靠背和2项多端直流输电工程投入运行，另外还有2项直流工程具有多端直流输电的运行性能。
到2000年已有5项轻型直流输电工程投入运行。
高压直流输电在远距离大容量输电和电力系统联网方面具有明显的优点，它将在我国西电东送和全国联网工程中起到重要的作用。
到2005年我国已有8项高压直流输电工程相继投入运行。
本篇主要从直流输电换流技术、控制系统和保护装置、换流站主接线及主要设备、直流输电接地极、过电压及绝缘配合等方面，总结归纳了国内外高压直流输电工程的建设和运行经验。
第6章直流输电概论6.1 直流输电的发展6.1.1 国外直流输电的发展电力技术的发展是从直流电开始的，早期的直流输电是直接从直流电源送往直流负荷，不需要经过换流，如1882年在德国建成的2kV 、1.5kW 、57km向慕尼黑国际展览会的送电工程；1889年在法国用直流发电机串联而得到高电压，从毛梯埃斯（Mouties）到里昂（Lyon）的125kV、20MW、230km的直流输电工程等。
随着三相交流发电机、感应电动机和变压器的迅速发展，发电和用电领域很快被交流电所取代。
由于变压器可方便地改变交流电压，从而使交流输电和交流电网得到迅速的发展，并很快占据了统治地位。
但是直流还有交流所不能取代之处，如远距离电缆送电、不同频率电网之间的联网等。
采用直流输电，必须要解决换流问题。
高压直流输电
高压直流输电
上半桥/ 共阴极半桥
下半桥/共 阳极半桥
正极 共阴极 M
V1 V3 V5
A B C
V4 V6 V2
N
负极
共阳极
桥臂/ 阀臂/ 阀
桥交流端
图1.2 三相全波桥式换流电路原理图
单桥 高压直流输电
Graetz桥
M M
晶闸管 T thyristor
电压：5.5~9kV 电流：1.2~3.5kA
高压直流输电 HVDC
高压直流输电
HVDC的主要元件和基本原理
一、主要元件
换流站I
平波电抗器
换流站II
交流母线 换 流
变压器
Vd I
交流
断路器
系统 I
无功补 偿设备
交 流 桥I 滤波器
直流 滤波器
直流线路
Vd II 桥II
换流 变压器 交流母线
交流系 统I I
交流 滤波器
无功补 偿设备=熄弧超前角= -
=叠弧角=
-
=
-
高压直流输电
二、HVDC的基本原理
整流侧
换流方程
Vd 32Vl cos)(3XcId
逆变侧
Vd3 2Vlco)s(3XcId
高压直流输电
HVDC系统的控制
一、直流系统的控制要求具有下列基本功能： 1、减小由于交流系统电压的变化而引起的直流电流波动。 2、限制最大直流电流，防止换流器受到过载损害；限制 最小直流电流，避免电流间断而引起过电压。 3、尽量减小逆变器发生换相失败的概率。 4、适当地减小换流器所损耗的无功功率。 1.5、正常运行时，直流电压保持在额定值水平，使得当 输送给定功率时线路的功率损耗适当。
新课标人教版11选修一《高压输电》WORD教案4
新课标人教版11选修一《高压输电》WORD教案4教学目标一、知识目标1、明白“便于远距离输送”是电能的优点之一．明白输电的过程．了解远距离输电的原理．2、明白得各个物理量的概念及相互关系．3、充分明白得；；中的物理量的对应关系．4、明白什么是输电导线上的功率和电压缺失和如何减少功率和电压缺失.5、明白得什么缘故远距离输电要用高压.二、能力目标1、培养学生的阅读和自学能力．2、通过例题板演使学生学会规范解题及解题后的摸索．3、通过远距离输电原理分析，具体运算及实验验证的过程，使学生学会分析解决实际问题的两种差不多方法：理论分析、运算和实验．三、情感目标1、通过对我国远距离输电挂图展现，结合我国行政村村村通电报导及个别违法分子偷盗电线造成严峻后果的现象的介绍，教育学生爱护公共设施，做一个合格公民．2、教育学生节约用电，养成勤俭节约的好适应．教材分析及相应的教法建议1、关于电路上的功率缺失，可依照学生的实际情形，引导学生自己从已有的直流电路知识动身，进行分析，得出结论．2、讲解电路上的电压缺失，是本教材新增加的．目的是期望学生对输电问题有更全面、更深人和更接近实际的认识，明白阻碍输电缺失的因素不只一个，分析问题应综合考虑，抓住要紧方面．但真正的实际问题比较复杂，教学中并不要求深人讨论输电中的这些实际问题，也不要求对输电过程中感抗和容抗的阻碍进行深入分析．教学中要注意把握好分寸．3、学生常常容易将导线上的电压缺失面与输电电压混淆起来，甚至进而得出错误结论．可引导学生进行讨论，澄清认识．那个地点要注意，切不可单纯由教师讲解，而代替了学生的摸索，否则会事倍功半，形快而实慢．4、课本中讲了从减少缺失考虑，要求提高输电电压；又讲了并不是输电电压越高越好．期望关心学生科学地、全面地认识问题，逐步树立正确地分析问题、认识问题的观点和方法．教学重点、难点、疑点及解决方法1、重点：（l）理论分析如何减少输电过程的电能缺失．（2）远距离输电的原理．2、难点：远距离输电原理图的明白得．3、解决方法通过自学、教师讲解例题分析、实验演示来逐步突破重点、难点、疑点．教学设计方案五、高压输电教学目的：一、知识目标1、明白“便于远距离输送”是电能的优点之一．明白输电的过程．了解远距离输电的原理．2、明白得各个物理量的概念及相互关系．3、充分明白得；；中的物理量的对应关系．4、明白什么是输电导线上的功率和电压缺失和如何减少功率和电压缺失.5、明白得什么缘故远距离输电要用高压.二、能力目标1、培养学生的阅读和自学能力．2、通过例题板演使学生学会规范解题及解题后的摸索．3、通过远距离输电原理分析，具体运算及实验验证的过程，使学生学会分析解决实际问题的两种差不多方法：理论分析、运算和实验．三、情感目标1、通过对我国远距离输电挂图展现，结合我国行政村村村通电报导及个别违法分子偷盗电线造成严峻后果的现象的介绍，教育学生爱护公共设施，做一个合格公民．2、教育学生节约用电，养成勤俭节约的好适应．教学重点：培养学生把物理规律应用于实际的能力和用公式分析实际问题的能力．教学难点：高压输电的道理．教学用具：电能输送过程的挂图一幅（带有透亮胶），小黑板一块（写好题目）．教学过程：一、引入新课讲述：前面我们学习了电磁感应现象和发电机，通过发电机我们能够大量地生产电能．比如，葛洲坝电站通过发电机把水的机械能为电能，发电功率可达271.5万千瓦，这么多的电能因此要输到用电的地点去，今天，我们就来学习输送电能的有关知识．二、进行新课1、输送电能的过程提问：发电站发出的电能是如何样输送到远方的呢？如：葛洲坝电站发出的电是如何样输到武汉、上海等地的呢？专门多学生凭生活体会能回答：是通过电线输送的．在教师的启发下学生能够回答：是通过架设专门高的、专门粗的高压电线输送的．出示：电能输送挂图，并结合学生生活体会作介绍．板书：第三节高压输电输送电能的过程：发电站→升压变压器→高压输电线→降压变压器→用电单位．）2、远距离输电什么缘故要用高电压？提问：什么缘故远距离输电要用高电压呢？学生摸索片刻之后，教师说：那个实际问题确实是我们今天要讨论的重点．板书：（高压输电的道理）分析讨论的思路是：输电→导线（电阻）→发热→缺失电能→减小缺失讲解：输电要用导线，导线因此有电阻，假如导线专门短，电阻专门小可忽略，而远距离输电时，导线专门长，电阻大不能忽略．列举课本上的一组数据．电流通过专门长的导线要发出大量的热，请学生运算：河南平顶山至湖北武昌的高压输电线电阻约400欧，假如能的电流是1安，每秒钟导线发热多少？学生运算之后，教师讲述：这些热都散失到大气中，白白缺失了电能．因此，输电时，必须减小导线发热缺失．3、提问：如何减小导线发热呢？分析：由焦耳定律，减小发热,有以下三种方法：一是减小输电时刻，二是减小输电线电阻，三是减小输电电流．4、提问：哪种方法更有效？第一种方法等于停电，没有有用价值．第二种方法从材料、长度、粗细三方面来说都有实际困难．适用的超导材料还没有研究出来．排除了前面两种方法，就只能考虑第三种方法了．从焦耳定律公式能够看出．第三种方法是专门有效的：电流减小一半，缺失的电能就降为原先的四分之一．通过后面的学习，我们将会看到这种方法了也是专门有效的．板书结论：（A：要减小电能的缺失，必须减小输电电流．）讲解：另一方面，输电确实是要输送电能，输送的功率必须足够大，才有实际意义．板书：（B：输电功率必须足够大．）5、提问：如何样才能满足上述两个要求呢？分析：依照公式I=P/U，要使输电电流减小，而输送功率不变（足够大），就必须提高输电电压U．板书：（高压输电能够保证在输送功率不变，减小输电电流来减小输送电的电能缺失．）变压器能把交流电的电压升高（或降低）讲解：在发电站都要安装用来升压的变压器，实现高压输电．然而我们用户使用的是低压电，因此在用户邻近又要安装降压的变压器．讨论：高压电输到用电区邻近时，什么缘故要把电压降下来？（一是为了安全，二是用电器只能用低电压．）板书：（3.变压器能把交流电的电压升高或降低）三、引导学生看课本，了解我国输电电压，明白输送电能的优越性．四、课堂小结：输电过程、高压输电的道理．五、作业布置：某电站发电功率约271.5万千瓦，假如用1000伏的电压输电，输电电流是多少？假如输电电阻是200欧，每秒钟导线发热缺失的电能是多少？假如采纳100千伏的高压输电呢？探究活动考察邻近的变电站，学习日常生活中的电学知识和用电常识．了解变压器的工作原理调查生活中的有关电压变换情形．调查：在电能的传输过程中，为了减小能量损耗而采纳提高电压的方法，但是在提高电压后相应的对一些设备的要求也会提高，请调查在高压输电和低压输电过程中的投入产出比．。
(完整word版)DLT_741-2010架空输电线路运行规程
架空输电线路运行规程1.范围本标准规定了架空输电线路运行工作的基本要求、技术标准，并对线路巡视、检测、维修、技术管理及线路保护区的维护和线路环境保护等。
本标准适用于交流110（66）kV～750kV架空输电线路。
35kV架空线路及直流架空输电线路可参照执行。
2.规范性引用文件下列文件的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然后，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可用使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 2900.51 电工术语架空线路（GB/T 2900.51－1998，IEC 60050（466）：1990，IDT）GB/T 4365 电工术语电磁兼容（GB/T4365－2003，IEC 60050（161）：1990，IDT）GB/T16434 高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准DL/T 409 电业安全工作规程(电力线路部分)DL/T626 劣化盘形悬式绝缘子检测规程DL/T887 杆塔工频接地电阻测量DL/T966 送电线路带电作业技术导则DL/T5092 110～500kV架空输电线路设计技术规程DL/T5130 架空送电线路钢管杆设计技术规程中华人民共和国主席令第六十号《中华人民共和电力法》1995年12月中华人民共和国主席令第239号《电力设施保护条例》1998年1月中华人民共和国国家经济贸易委员会/中华人民共和国公安部第8号《电力设施保护条例实施细则》1999年3月3.术语和定义GB/T 2900.51和GB/T 4365确立的以及下列术语和定义适用于本标准。
3.1居民区 residenetial area工业企业地区、港口、码头、火车站、城镇、村庄等人口密集区，属于公众环境。
3.2非居民区 nonresidenetial area上述居民区以外地区，均属非居民区。
高压直流输电
总计
0.82
0.69 0.057 0.018
直流输电与交流输电的可靠性相当
*
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28
chap.1 绪论1.2.1 高压直流输电的优点
➢ 三、从经济性看，HVDC具有如下优点：
√ 1. 线路造价低 输送同样功率条件下，直流架空线路节省1/3 的导线，1/3～1/2的钢材，造价为交流线路的 60％～70％。
· 等价距离： HVDC与HVAC总投资费用相等时，输电线路 的长度。
√ 500kV架空线路：400-600km √ 800kV架空线路：700-900km √ 电缆线路： 20-40km
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34
1.3 chap.1 绪论HVDC的历史与国外发展现状
➢人类输送电力已有一百多年的历史。输电方式是 从直流输电开始的。
*
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16
chap.1绪论1.1.2.4 背靠背直流输电系统
Back-to-back HVDCtransmission, b-tbHVDCtransmission
·背靠背直流输电系统：直流线路长度为零的
HVDC系统。又称为“背靠背换流站” ，“非同步 联络站”，或“变频站” 。
· 接线方式：单极、双极或同极方式
高压直流输电
HVDCtransmission
*
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1
chap.1 绪论
HVDC
High Voltage Direct Current transmission
*
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2
chap.1 绪论
主要参考书
·韩民晓，等编著．高压直流输电原理与运 行 ．北京：机械工业出版社，2009．
·浙江大学发电教研组直流输电科研组．直 流输电．北京：水利电力出版社，1985．
高压直流输电
最后，线路走廊窄，征地费省。以同级500千伏电压为例，直流线路走廊宽仅40米，对于数百千米或数千千 米的输电线路来说，其节约的土地量是很可观的。
除了经济性，直流输电的技术性也可圈可点。直流输电调节速度快，运行可靠。
应用现状
应用现状
1、高压直流供电技术的应用情况
我国对高压直流供电技术的应用主要体现在，中国电信公司在使用并且推广高压直流供电技术，并且电信公 司与电源系统的开发商在不断的研究高压直流电源，如今，这种供电方式已经被相关部门广泛的应用。虽然高压 直流电源可以选择多种电压，但是依然没有后端设备厂商的大力支持。在选择供电电压的时候一定要确保整个供 电系统可以正常的运作，高压直流供电技术中存在的问题不断的解决，高压直流供电技术就会得到飞快的发展。
主要设备
主要设备
包括换流器、换流变压器、平波电抗器、交流滤波器、直流避雷器及控制保护设备等。
换流器又称换流阀是换流站的关键设备，其功能是实现整流和逆变。目前换流器多数采用晶闸管可控硅整流 管)组成三相桥式整流作为基本单元，称为换流桥。一般由两个或多个换流桥组成换流系统，实现交流变直流直流 变交流的功能。
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绍
【图文精讲】高压直流输电技术解析
【图文精讲】高压直流输电技术解析一、高压直流输电概述高压直流输电：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。
高压直流输电技术
高压直流输电技术在电力系统中的实际应用案例
案例一：国家电网的特高压直流 输电工程
案例三：高压直流输电在海上风 电并网中的应用
添加标题
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案例二：南方电网的背靠背直流 输电工程
案例四：高压直流输电在跨国电 力联网中的应用
高压直流输电技术在电力系统中的未来发展方向
更高电压等级：随着技术的进步，高压直流输电系统的电压等级将进一步 提高，以实现更远距离、更大容量的电力传输。
智能控制：利用先进的控制算法和人工智能技术，实现对高压直流输电系 统的智能控制，提高电力系统的稳定性和可靠性。
添加标题
应用场景：广泛应用于电力系统、城市供电、铁路供电等领域。
添加标题
未来发展：随着新能源、智能电网等技术的不断发展，高压直流输电技 术的应用前景更加广阔。
高压直流输电技术的应用场景
跨大区电网互联 远距离大容量输电 分布式能源并网 城市供电和配电网
02
高压直流输电技术的发展历程
高压直流输电技术的起源和发展
起源：20世纪初，高压直流输电技术开始发展，主要用于城市供电和跨大 区输电。
发展历程：20世纪50年代，随着电力电子技术和控制技术的进步，高压直 流输电技术逐渐成熟并得到广泛应用。
技术特点：高压直流输电具有输送功率大、线路损耗小、输送距离远等优 点，尤其适用于大容量、远距离输电。
应用场景：高压直流输电技术广泛应用于电力系统互联、海上风电并网、 城市供电等领域。
04
高压直流输电技术的关键技术问题
高压直流输电系统的设计和优化
高压直流输电 第四章
直流线路
三相交流系统
整流器
逆变器
三相交流系统
高压直流系统通过控制整流器和逆变器的内电势 （ Vdor cos ）和（Vdoi cos ）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／门极的触发角或通过切换换流变压器抽头 以控制交流电压来完成的。 栅／门极控制速度很快（1到10毫秒），而变压 器抽头切换速度较慢（每级切换为5到6秒），以互 相补充的方式应用这两种控制。开始时应用栅／门 极控制以保证迅速的作用，之后由抽头切换将换流 器控制角（整流器的α角和逆变器的γ角）恢复到 正常范围。变更功率输送的方向，可采取更换两 端的直流电压极性的方法。
G
降低电压
A E
逆变器(CEA)
E'
整流器(CC)
D
逆变器(CC)
H
B
Im
Iord Id
K
Vd0COSα
Байду номын сангаас
采用比例和积分调节器时，恒定电流（CC）特性是非常 垂直的。在正常电压下的整流器特性由FAB确定。当电压降 低，特性曲线亦移动，如F’A’B所示。 在正常电压下，逆变器的恒熄弧角（CEA）特性曲线和 整 流器特性曲线相交于E 。可是，逆变器的CEA特性（CD）不 会和由F’A’B表示的在降低电压下的整流器特性曲线相交。所 以，整流器电压的大幅度降低会引起电流和功率在短时间内 下降到零，这个时间取决于直流电抗器。从而系统将会停 运。 为了避免上述问题，逆变器也要配置一个电流控制器， 其整定的电流值比整流器的电流整定值小。完整的逆变器特 性曲线由DGH给出。它包括两部分：一部分为怛定熄弧角 （CEA）特性曲线，一部分为恒定电流特性曲线。
(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(HVDC)
HVDC的发展
HVDC技术的 发展历史
悬挂式可控硅阀，150kV/914A 采用微型机的控制系统
第一个可控硅阀，50kV/200A
用作监控的显示器
汞弧整流器，50kV/200A 真空管控制装置
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二、直流输电工程的特点
与高压交流输电相比较，直流输电具有以下
优点： 1、输送相同功率时，线路造价低； 2、线路损耗小； 3、适宜于海底输电； 4、没有系统稳定问题； 5、能限制系统的短路电流；
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6、调节速度快，运行可靠；
7、实现交流系统的异步连接；
8、直流输电可方便的进行分期建设和增容扩
建，有利于发挥投资效益。
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2、晶闸管换流时期
20世纪70年代以后，电力电子技术与微电子
技术的发展，高压大功率晶闸管的问世，晶 闸管换流阀和微机控制技术在直流输电工程 中的应用，这些进步有效地促进了直流输电 技术的发展。晶闸管换流阀比汞弧阀有明显 的优势，以后所建的直流工程均采用晶闸管 换流阀。
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四、柔性直流输电
柔性直流输电的技术特点
柔性直流输电是以全控型电力电子器件、电压源换流器和新型调制
技术为突出标志的新一代直流输电技术，具有无需无功补偿和电网 支撑换相、占地面积和环境影响小等特点；
柔性直流输电系统适用于可再生能源发电并网、孤岛和城市供电等
方面，特别是在风力发电并网方面，柔性直流输电系统的综合优势 最为明显；
高压直流输电（HVDC）
刘战 硕研11-03班
高压直流输电
高压直流输电word版
高压直流输电word版1、简述直流输电的基本原理从交流电力系统1向系统2输电时，换流站CS1将送端功率的交流电变换成直流电，通过直流线路将功率送到换流站CS2，再由CS2把直流电变换成三相交流电。
通常把交流变换成直流称为整流，而把直流变换成交流称为逆变。
CS1也称为换流站，CS2又称为逆变站。
2、简介“轻型直流输电”。
轻型HVDC是在绝缘栅双极晶闸管IGBT和电压源换流器基础上发展起来的一种新型直流输电技术，可自由地控制电流的导通或关断，从而使HVDC换流器具有更大的控制自由度。
3、列举直流输电适用场合远距离大功率输电；海底电缆输电；不同频率或者同频率非同步运行的两个交流系统之间的联络；用地下电缆向用电密度高的大城市供电；交流系统互联或配电网增容时作为限制短路电流的措施之一；配合新能源的输电。
4、延迟角、重叠角、超前角、熄弧角的概念延迟角：从自然换相点到阀的控制极上加以控制脉冲这段时间，用电气角度表示。
重叠角：换相过程两相同时导通时所经历的相位角。
超前角：从逆变器阀的控制极上加以控制脉冲到自然换相点这段时间，用电气角度来表示。
熄弧点：在自然换相结束时刻到最近一个自然换相点之间的角度。
5、见图6、见图7、为什么逆变器的熄弧角必须有一个最小值？在换相结束（V5关断）时刻到最近一个自然换相点（c4）之间的角度成为熄弧角。
由于阀在关断之后还需要一个使载流子复合的过程，因此熄弧角必须足够大，使换流阀有足够长的时间处于反向电压作用之下，以保证刚关断的阀能够完全恢复阻断能力。
如果熄弧角太小，在过c4点后V5又承受正向电压，而此时载流子尚未复合完，则V5不经触发就会导通，使V1承受反向电压而被迫关断。
这种故障被称为换相失败。
这就要求逆变器的熄弧角必须有一个最小值，其大小为阀恢复阻断能力所需时间加上一定裕度，一般为15度或更大一些。
8、见图9、见图10、HVDC对晶闸管元件的基本要求有哪些？耐压高；载流能力大；开通时间和电流上升率di/dt限制，防止刚刚开通时晶闸管局部过热而损坏元件；关断时间与电压上升率dV/dt 的限制，防止未加触发脉冲时晶闸管提前导通。
高压直流输电技术
4
昆明理工大学电力工程学院 MYF
双极金属中线式 （三） 背靠背直流系统系统
二、 多端直流输电系统 将直流系统联接到交流电网上的节点多于两个， 就构成了多端高压直流系统。 如果两个直流 系统接到一个共同的交流系统上， 并且两个直流系统之间的交流阻抗较小， 就构成了多馈入 直流系统。 多端直流输电系统可以解决多电源供电或多落点受电的输电问题， 它还可以联系多个交 流系统或者将交流系统分成多个孤立运行的电网。 （1）换流器 完成交-直流和直-交流转换，由阀桥和有抽头切换器的变压器构成。阀桥包括 6 脉波或 12 脉波的高压阀。换流变压器向阀桥提供适当等级的不接地三相电压源。 （2）平波电抗器 这些大电抗器有高达 1.0H 的电感，在每个换流站与每极串联，它们有以下作用： 1. 降低直流线路中的谐波电压和电流； 2. 防止逆变器换相失败； 3. 防止轻负荷电流不连续； 4. 限制直流线路短路期间整流器中的峰值电流。 （3）谐波滤波器 换流器在交流和直流两侧均产生谐波电压和谐波电流。这些谐波可能导致电容器 和附近的电机过热，并且干扰远动通信系统。因此，在交流侧和直流侧都装有滤波装 置。 （4）无功功率支持 直流换流器内部要吸收无功功率。稳定条件下，所消除的无功功率是传输功率的 50%左右。在暂态情况下，无功功率的消耗更大。因此，必须在换流器附近提供无功电 源。对于强交流系统，通常用并联电容补偿的形式。根据直流联络线和交流系统的要 求，部分无功电源可采用同步调相机或静止无功补偿器（SVC） 。用作交流滤波的电容
一、直流输电的优点 （1）输送相同功率时，线路造价低。 （2）线路损耗小。 （3）适宜于海下输电。 （4）没有系 统稳定问题。 （5）能限制系统的短路电流。 （6）调节速度快、运行可靠。 （7）实现交流系统 的异步连接。 二、直流输电的缺点： （1）换流站的设备较多、结构复杂、造价高、可靠性差。 （2）换流装置要消耗大量的无功 功率。 （3）产生谐波影响。 （4）换流装置几乎没有过载能力，对直流系统的运行不利。 （5）缺乏高压开关。 （6）直流输电利用大地（或海水）为回路，带来一些技术问题。 （7） 直流输电线路难于引出分支线路，绝大部分只能用于端对端送点。 根据以上优缺点，直流输电适用于一下场合： (1)远距离大功率输电。 （2）海底电缆送电。 （3）不同频率或同频率非周期运行的交流 系统之间的联络。 （4）用地下电缆向大城市供电。 （5）交流系统互连或配电网增容时，作为 限制短路电流的措施之一。 1.5 高压直流输电运行特性及其与交流输电的比较 1.6 技术性 可靠性 经济性
（完整word版）输电线路基本知识
（完整word版）输电线路基本知识输电线路基本知识第⼀节概述1 电能电能是能量的⼀种表现形式。
电能的优点可简便地转换为另⼀种形式的能量。
可经过⾼压输电线路长距离输送，供远⽅⽤电。
现代化的⼤型电⼚距负荷中⼼很远，需要把电⼚（站）和负荷中⼼连接起来，产⽣了承担这⼀任务的⾼压、超⾼压和特⾼压输电线路。
2 电⼒系统组成电⼒系统主要由五部分组成，即发电⼚的发电机与升压变电所、输电线路、降压变电所、配电系统和⽤户。
电⼒⽹（或称电⽹）包括变电所和各种不同电压等级的输电线路。
35～220 kV的线路称为⾼压输电线路330～750kV的线路称为超⾼压输电线路±800kV和1000kV的线路称为特⾼压输电线路3 电⽹地区电⽹――110kV～220 kV输电线路及变电站区域电⽹――220 kV～500 kV输电线路及变电站跨省⼤电⽹――330 kV～750 kV输电线路及变电站全国各个⼤电⽹尽可能连起来，⼤电能的输送――±800 kV直流和1000kV 交流第⼆节输电线路的分类、组成1 输电线路的分类1) 按结构（架设⽅法）分类架空输电线路和电缆线路2) 按输电电压分类低压配电线路、⾼压配电线路、⾼压输电线路、超⾼压输电线路、特⾼压输电线路3) 按电流性质分类交流输电线路和直流输电线路2 架空输电线路组成架空输电线路主要由基础、杆塔、拉线、导线、避雷线（光缆）、绝缘⼦、⾦具以及接地装置。
1）基础杆塔的地下部分的总体统称基础，它是输电线路的重要组成部分，⼀般基础投资占本体投资的15％～30%，⼯期占施⼯总⼯期的30%～50%。
钢筋混泥⼟杆基础有地下部分电杆和三盘（底盘、卡盘和拉线盘）。
钢管杆基础有钢管桩基础、钢筋混凝⼟基础和联合桩基础。
铁塔基础有⼤块混凝⼟基础、钢筋混凝⼟基础、主⾓钢插⼊式基础、掏挖式基础、岩⽯基础、⾦属基础、机扩基础、爆扩桩基础、灌注桩基础、联合桩基础、圆柱固结式基础、⼈字形基础、联合基础。
完整word版,高压输电教案
《高压输电》教案教学目标知识与技能1、了解为什么用高压输电。
2、知道减少远距输送电能损失的主要途径。
3、了解电网在能源利用上的作用，认识科学技术对人类生活的深远影响。
过程与方法通过学习，培养学生阅读、分析、综合和运用能力。
情感态度与价值观介绍我国远距离输电概况，激发学生投身祖国建设的热情。
教学重难点教学重点：了解高压输电的原因和电网供电在能源利用上的作用。
教学难点：减少远距离输电电能损失的途径。
教学流程\内容为了合理利用能源,发电站要建在靠近这些能源地方：火力发电站、风力发电站、水利发电站。
发电的地方很集中，而用电的地方却分布很广，所以要远距离输电。
问题一：远距离输电的电能损失在哪些地方?1、面临的问题电流流过输电导线时，由于电流的热效应，必然有一部分电能转化成热而损失掉。
2、发热损失电能的计算：P=I2R问题二：如何减小输带电损失，可以通过那些途径？由热功率计算公式可看出（1）减小输电线的电阻（2）减小输送的电流问题三：如何减小输电线上的功率损失？两个途径：①减少输电线的电阻②减小输送的电流1、降低导线电阻阅读材料：电阻定律——同种材料的导体，其电阻R与它的长度L成正比，与它的横截面积S成反比；导体的电阻还与构成它的材料有关。
写成公式则是：lRSρ=式中ρ是比例系数，它与导体的材料有关，是表征材料性质的一个重要的物理量，在长度、横截面积一定的条件下，ρ越大，导体的电阻越大。
几种导体材料在20℃时的电阻率材料ρ/Ω·m 材料ρ/Ω·m银 1.6×10-8铁 1.0×10-7铜 1.7×10-8锰铜合金 4.4×10-7铝 2.9×10-8镍铜合金 5.0×10-7钨 5.3×10-8镍铬合金 1.0×10-6思考和讨论：①实际输电时能减少输电线的长度吗？②输电线的材料实际选择时，电阻率越低越好吗？③加粗电线的方法可行吗？结论：减少电能的损失不能依靠降低导线电阻来实现目前，我们许多高压线是多股绞线拧成的，中心是钢线，它的机械强度大，使输电线不易拉断；钢线的周围是铝线，它不仅导电性能好，而且密度小，使输电线不致于太重，易于架设。
高压直流输电—概况.
第1章导论1.1高压直流输电概况1.1.1 交流输电还是直流输电？关于电能的输送方式，是采用直流输电还是交流输电，在历史上曾引起过很大的争论。
美国发明家爱迪生、英国物理学家开尔文都极力主张采用直流输电，而美国发明家威斯汀豪斯和英国物理学家费朗蒂则主张采用交流输电。
在早期，工程师们主要致力于研究直流电，发电站的供电范围也很有限，而且主要用于照明，还未用作工业动力。
例如，1882年爱迪生电气照明公司（创建于1878年）在伦敦建立了第一座发电站，安装了三台110伏“巨汉”号直流发电机，这是爱迪生于1880年研制的，这种发电机可以为1500个16瓦的白炽灯供电。
这一阶段发电、输电和用电均为直流电。
如1882年在德国建成的57km向慕尼黑国际展览会送电的直流输电线路（2kV，1.5kW）；1889年在法国用直流发电机串联而得到高电压，从毛梯埃斯（Moutiers）到里昂（Lyon）的230km直流输电线路（125kV，20MW）等，均为此种类型。
但是随着科学技术和工业生产发展的需要，电力技术在通信、运输、动力等方面逐渐得到广泛应用，社会对电力的需求也急剧增大。
由于用户的电压不能太高，因此要输送一定的功率，就要加大电流（P＝IU）。
而电流愈大，输电线路发热就愈厉害，损失的功率就愈多；而且电流大，损失在输电导线上的电压也大，使用户得到的电压降低，离发电站愈远的用户，得到的电压也就愈低。
直流输电的弊端，限制了电力的应用，促使人们探讨用交流输电的问题。
爱迪生虽然是一个伟大的发明家，但是他没有受过正规教育，缺乏理论知识，难以解决交流电涉及到的数学运算，阻碍了他对交流电的理解，所以在交、直流输电的争论中，成了保守势力的代表。
爱迪生认为交流电危险，不如直流电安全。
他还打比方说，沿街道敷设交流电缆，简直等于埋下地雷。
并且邀请人们和新闻记者，观看用高压交流电击死野狗、野猫的实验。
那时纽约州法院通过了一项法令，用电刑来执行死刑。
第四章 高压直流输电与柔性输电(DOC)
第4章高压直流输电与柔性输电4．1 概述如何将大量的电能从发电厂输送到负荷中心一直是电力工程的重要研究课题。
多年来，在努力提高传统电力系统输送能力的同时，电力科学工作者不断地探索各种新型的输电方式。
多相输电的概念在1972年由美国学者提出。
在输电过程中采用三相输电的整倍数相，如6、9、12相输电以大幅度地提高输送功率极限。
多相输电的主要优点是相间电压较三相输电降低，从而可以减小线间距离，节省输电线路的占地。
紧凑型输电的概念在1980年代由前苏联学者提出。
它从优化输电线和杆塔结构着手，通过增加分裂导线的根数，优化导线排列，尽力使输电线附近的电场均匀，从而减小线路的线间距离，提高线路的自然功率。
分频输电的概念在1995年由中国学者提出，目前仍在理论研究和模拟实验阶段。
其基本思想是在电能的输送过程中降低频率以缩短输送的电气距离，例如采用三分之一倍工频。
超导现象在1911年由荷兰科学家发现。
超导输电是超导技术在电力工业中的应用，目前在国际上已能制造小容量的超导发电机、超导变压器和超导电缆，但是距离工业应用还有一段距离。
无线输电是不用传输导线的输电方式，其概念提出的历史可以追溯到1899年特斯拉的实验。
现代主要研究和有希望在未来实现工业化应用的无线输电方式包括微波输电、激光输电和真空管道输电。
无线输电技术的研究已进行了30多年，但仍有大量而困难的技术问题需要解决，因而离工业应用的距离尚很遥远。
高压直流输电(High V oltage Direct Current，HVDC)与柔性输电(F1exible AC Transmission System , FACTS)都是电力电子技术介入电能输送的技术。
在电力工业的萌芽阶段，以爱迪生(Thomas Alva Edison，1847—1931)为代表的直流派力主整个电力系统从发电到输电都采用直流；以西屋(George Westinghouse．1846—1914)为代表的交流派则主张发电和输电都采用交流。
a-125华北电大高压直流输电
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DC和AC滤波器的区别
DC滤波器: 阻挡（用电阻或电感）并 短路（用电容） AC成分；
AC滤波器：阻挡（用双绕组电感） 并短路（用电容）超过本身频率的或外来
高频交流干扰成分。
用双绕组电感分别串联在本电源输入
和输出线端，因为它们的磁回路方向为反
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直流电抗器和交流电抗器区别 交流电抗器用于交流回路中，有三相 交流电抗器和单相交流电抗器。 直流电抗器用于直流系统回路中，只 有单相的。
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直流电抗器和交流电抗器区别
交流电抗器的作用： 1. 降低主电源谐波、浪涌和峰值电流。 2. 提高低频传导抗干扰性。 3. 保护驱动机构的电力电子元件。 4. 提高功率因数。 5. 防止主电源的电压尖脉冲引起的跳闸，
直电压中总是有纹波的。这种纹波往往是有害
的，需要由平波电抗器加以抑制。DC输电的换流 站都装有平波电抗器，使输出的直流接近于理想
DC。DC供电的SCR电气传动中，平波电抗器也是 不可少的。 平波电抗器与直流滤波器一起构成高
压DC换流站DC侧的DC谐波滤波回路。平波电 抗器一般串接在每个极换流器的DC输出端与直流 线路之间，是高压DC换流站的重要设备之一。
荷的原因在油纸复合绝缘系统中产生临界场强； 但对于干式平波电抗器来说，改变电压极性仅
在支柱绝缘子上产生应力，没有临界场强的限 制，这样干式平波电抗器的支柱绝缘子与其他母 线支柱绝缘子的特性相似。
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干式平波电抗器优点（3） 负荷电流与磁链成线性关系。 由于没有铁芯，因而在故障情况下不会出现磁
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1、简述直流输电的基本原理
从交流电力系统1向系统2输电时，换流站CS1将送端功率的交流电变换成直流电，通过直流线路将功率送到换流站CS2，再由CS2把直流电变换成三相交流电。
通常把交流变换成直流称为整流，而把直流变换成交流称为逆变。
CS1也称为换流站，CS2又称为逆变站。
2、简介“轻型直流输电”。
轻型HVDC是在绝缘栅双极晶闸管IGBT和电压源换流器基础上发展起来的一种新型直流输电技术，可自由地控制电流的导通或关断，从而使HVDC换流器具有更大的控制自由度。
3、列举直流输电适用场合
远距离大功率输电；海底电缆输电；不同频率或者同频率非同步运行的两个交流系统之间的联络；用地下电缆向用电密度高的大城市供电；交流系统互联或配电网增容时作为限制短路电流的措施之一；配合新能源的输电。
4、延迟角、重叠角、超前角、熄弧角的概念
延迟角：从自然换相点到阀的控制极上加以控制脉冲这段时间，用电气角度表示。
重叠角：换相过程两相同时导通时所经历的相位角。
超前角：从逆变器阀的控制极上加以控制脉冲到自然换相点这段时间，用电气角度来表示。
熄弧点：在自然换相结束时刻到最近一个自然换相点之间的角度。
5、见图
6、见图
7、为什么逆变器的熄弧角必须有一个最小值？
在换相结束（V5关断）时刻到最近一个自然换相点（c4）之间的角度成为熄弧角。
由于阀在关断之后还需要一个使载流子复合的过程，因此熄弧角必须足够大，使换流阀有足够长的时间处于反向电压作用之下，以保证刚关断的阀能够完全恢复阻断能力。
如果熄弧角太小，在过c4点后V5又承受正向电压，而此时载流子尚未复合完，则V5不经触发就会导通，使V1承受反向电压而被迫关断。
这种故障被称为换相失败。
这就要求逆变器的熄弧角必须有一个最小值，其大小为阀恢复阻断能力所需时间加上一定裕度，一般为15度或更大一些。
8、见图
9、见图
10、HVDC对晶闸管元件的基本要求有哪些？
耐压高；载流能力大；开通时间和电流上升率di/dt限制，防止刚刚开通时晶闸管局部过热而损坏元件；关断时间与电压上升率dV/dt的限制，防止未加触发脉冲时晶闸管提前导通。
11、换流变压器的作用是什么？
将送端交流电力系统的电功率送到整流器或从逆变器接受功率送到受端交流电力系统。
它利用两侧绕组的磁耦合传送功率，实现了交流系统和直流系统的电绝缘与隔离，避免交流电力网的中性点接地和直流部分的接地造成某些元件的短路。
另一方面是实现电压的变换，使换流变网侧交流母线电压和换流桥的直流侧电压能分别符合两侧的额定电压及容许电压偏移。
此外，它对于从交流电网入侵换流器的过电压还起抑制作用。
12、平波电抗器的作用是什么？
平波电抗器可在直流发生短路时抑制电流上升速度，防止继发换相失败；在小电流时保持电流的连续性；在正常运行时减小直流谐波‘直流滤波器在谐振频率下呈现谐振阻抗，从而达到抑制直流谐波的目的。
13、高压直流输电线路按构成方式可分为哪几种？
（1）单级线路：只有一级导线，一般以大地或海水作为回路。
（2）同级线路：具有两根同级性导线，同时也利用大地或海水作为回流电路。
（3）双极线路：具有两根不同级性的导线，有些采用大地（海水）回流，也有一些采用金属回流。
当两级导线中的电流相等时，回流电路中就没有电流。
15、采用大地回路的优点是什么？
（1）和同样长度的金属回路相比，大地回路具有较小的电阻和较小的损耗；
（2）采用大地回路，就可以根据输送容量的逐步增大而分期建设。
第一期可以先按一级导线加大地回路的方式作单级运行，第二期再假设另一极导线，使之成为双极线路。
（3）在双极线路中，当一级导线或一组换流器停止工作时，仍可利用另一极导线和大地回路输送一半或更多的出力。
16、见图
17、目前送电广东的四条直流输电线路的名称及其起止点、额定电压、额定容量等。
天广直流输电工程，西起天生桥，东至广东北郊，980KM,180万KW，正负500KV
三广（江城）直流输电工程北起湖北荆州，南至广东惠州，940KM,300万KW，正负500KV 贵广一回（高肇）直流输电工程西起贵州安顺，东至广东肇庆，882KM,300万KW，正负500KV
贵广二回（兴安）直流输电工程西起贵州兴仁，东至广东深圳，1225KM,300万KW，正负500KV.
18、讲述高次谐波的概念及危害。
通常我们将与工频同频率的电气量波形成为基波分量；而将频率为基波整数倍的周期性电气量波形成为高次谐波。
通常认为，电力系统的电源是频率按单一恒定工业频率（50HZ），波形按正弦规律变化的电压源。
高次谐波产生的根本原因是由于电力系统中某些设备和负荷的非线性特性，即所加的电压和产生的电流不成线性（正比）关系而造成的波形畸变。
造成系统正弦波形畸变产生高次谐波的设备和负荷被称为（高次）谐波源。
当电力系统向非线性设备及负荷供电时，这些设备或负荷在传递（如变压器）、变流（如换流器）、吸收（如电弧炉）系统发电机所供给的基波能量时，又把部分基波能量转换为高次谐波能量，向系统倒送大量的高次谐波，使得电力系统的正弦波形畸变，电能质量下降；可能引起电网局部谐振，损坏系统设备（电容器、电动机和电缆等）；威胁电力系统的安全运行（如造成继电保护及自动装置误动作）；增加电力系统元件的附加损耗功率等，甚至造成过热损坏；干扰临近的通信系统，使临近的电话线产生杂音，降低通信质量。
这些都给系统及其用户带来危害，被视为“电力污染”。
19、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（或幅值）与基波分量的有效值（或幅值）之比，用百分数表示；
总谐波即便率（THD）：谐波总量的有效值与基波分量的有效值之比，用百分数表示。
21、见图
22、见图
23、见图
26、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他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）要求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）为了使功率损耗减小，要求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。
27、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。
28、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）定超前角控制；（4）定熄弧角控制；（5）定延迟角控制；（6）定功率控制。
30、直流系统的一个独特优点是。
输送功率的大小不受各端交流系统电压的相位变化以及频率变化的影响，而且还能方便加以控制，其响应速度要比交流发电机组快得多。
因此，可以利用附加的直流功率控制来承受或参与交流系统的频率调节，以改善交流系统的运行性能和供电质量。
31、潮流翻转的意义、实现方法。
直流输电的优点之一是能迅速而方便地实现潮流翻转，这样不仅在正常运行时可以按照经济的原则调节输送功率的大小和方向，而且还可以在事故情况下很方便地实现事故紧急支援。
因此，潮流翻转这一特点，大大加强了两个交流系统的联系，从而提高了系统运行的稳定性和可靠性。
由于换流阀单向导电的特性，所以直流电流的方向是不能改变的，要实现潮流（功率）的翻转，只有使线路的直流电压改变极性。
这时通过调节整流器的触发相位，使延迟角大于90度，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。
32、直流系统正常起动控制的基本方法是。
在两端换流器加上交流电源后，逆变器先加上触发脉冲，触发角a保持在95-105度，然后在整流器上加触发脉冲，其a略大于90度；接着使电流设定值从零开始线性的上升，在整流端电流调节器的作用下，直流电流Id跟随设定值而上升。
当Id迅速越过可能发生直流电流间断区以后，例如达到额定值的10%时，逐渐地增大逆变器的a，使直流电压平稳的上升。
这个过程一直进行到Id抵达预定值、逆变器角减小至为止。
33、通常意义上的特高压输电的电压等级是如何界定的。
特高压输电技术指的是比超高压输电更高一个电压等级的输电技术，也就是1000KV （750KV）及以上交流和正负800KV（正负660KV）及以上直流输电技术。
34、简述我国特高压交流输电和特高压直流输电的功能定位。
发展特高压交流输电定位于更高一级电压等级的网架建设和跨大区域联网送电；而特高压直流输电将定位于我国西部水电基地和大煤电基地的超远距离超大容量的电力外送。