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。

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。

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22、见图

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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。