高压直流输电课后习题答案

《高压直流输电技术》思考题及答案

一.高压直流输电发展三个阶段的特点？

答：1 1954年以前——试验阶段；

参数低；采用低参数汞弧阀；发展速度慢。

2 1954年~1972年——发展阶段；

技术提高很大；直流输电具有多方面的目的（如水下传输；系统互联；远距离、大容量传输）。

3 1972年~现在——大力发展阶段；

采用可控硅阀；几乎全是超高压；单回线路的输电能力比前一阶段有了很大的增加；发展速度快。

二.高压直流输电的基本原理是什么？

答：直流输电线路的基本原理图见图1.3所示。从交流系统 向系统 输电能时，换流站CS1把送

端系统送来的三相交流电流换成直流电流，通过直流输电线路把直流电流（功率）输送到换流站CS2，再由CS2把直流电流变换成三相交流电流

三.高压直流输电如何分类？

答：分两大类：

1 单极线路方式；

A.单极线路方式；

采用一根导线或电缆线，以大地或海水作为返回线路组成的直流输电系统。

B.单极两线制线路方式；

将返回线路用一根导线代替的单极线路方式。

2 双极线路方式；

A. 双极两线中性点两端接地方式；

B. 双极两线中性点单端接地方式；

C. 双极中性点线方式；

D. “背靠背”（back- to- back）换流方式。

四.高压直流输电的优缺点有哪些？

答：优点：1 输送相同功率时，线路造价低；

2 线路有功损耗小；

3 适宜海下输电；

4 没有系统的稳定问题；

5 能限制系统的短路电流；

6 调节速度快，运行可靠

缺点：1 换流站的设备较昂贵；

2 换流装置要消耗大量的无功；

3 换流装置是一个谐波源，在运行中要产生谐波，影响系统运行，所以需在直流系统的交流侧和直

流侧分别装设交流滤波器和直流滤波器，从而使直流输电的投资增大；

4换流装置几乎没有过载能力，所以对直流系统的运行不利。

5 由于目前高压直流断路器还处于研制阶段，所以阻碍了多端直流系统的发展。

6 以大地作为回路的直流系统，运行时会对沿途的金属构件和管道有腐蚀作用；以海水作为回路时，

会对航海导航仪产生影响。

五.为什么输送相同功率时，直流输电线路比交流输电线路造价低？

答：因为（1）对于架空线路，交流输电通常采用了三根导线而直流只需一根或二根导线，在输送

同功率的条件下，直流输电可节省大量的有色金、钢材、绝缘子和线路金具，同时也可以减少大量的运输安装费。（2）直流输电对其线路走廊，铁搭高度，占地面积等方面比交流输电优越。（3）对于电缆线路，直流电缆与交流电缆相比，其投资费和运行费都更为经济。

六. 高压直流输电的适用范围有哪些？

答：（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）交流系统互联或配电网增容时，作为限制短路电流的措施之一；（6）配合新能源供电。

七. 什么是交直流输电比较的经济等价距离？

答：在输送功率相同或可靠性指标相当的条件下，直流输电与交流输电相比，虽然换流站的投资比变电站的投资要高，但直流输电线路的投资比交流输电线路的投资要低。如果当输电距离增加到一个定值时，采用直流输电线路所节省的费用，刚好可以抵偿换流站所增加的费用，这个距离叫交直流输电比较的经济等价距离。

八. 可控硅元件伏安特性中，反向击穿电压、正向转折电压 的概念是什么？

答：反向击穿电压：反向击穿单桥整流器中的晶闸管阀所需的电压。

九. 可控硅阀从关断状态转入导通状态必须具备的两个条件是什么？

答：（1）晶闸管元件承受的正向电压（即阳极电位高于阴极电位）

（2）控制极要得到触发脉冲信号。

十. 简述理想状态下整流器的换相过程及工作原理？

答：1 换相过程

开始时刻V1、V2导通，交流电源的线电压为e ac ，通过导通的阀加在直流输出端M 、N 上，

直流母线M 、N 上的直流输出电压为e ac = e a - e c

经过ωt=60º时，过C3点，e b > e a V3承受正向电压而导通，

V1承受反向电压而截止。

V2，V3导通；

经过ωt=120º时，过C4点，e c > e a V4承受正向电压而导通，

V2承受反向电压而截止。

V3，V4导通；

经过ωt=180º时，过C5点，e c > e b V5承受正向电压而导通，

V3承受反向电压而截止。

V4，V5导通；

随后每隔60º依次换相一次，如此循环往复，

2 工作原理

联系最高交流电压的晶闸管将导通，电流由此流出；联系最低交流电压的晶闸管也将导通，电流由此返回；通过按照一定次序的晶闸管的“通”与“断”，将交流电压变换成脉动的直流电压。 十一. 在理想状态下，根据整流器的电压波形，导出平均直流电压公式。

答：取单桥整流器在理想情况下一周期的六分之一电压波形进行积分，这段面积为：E t E t td E A 2|sin 2cos 26666===--⎰ππππωωω，将A 除以3π即所得到这种情况下直流电压的平均值：

E A V d 35.13

1==π.

十二. 在考虑触发延迟角的换相过程中，为什么调整α角可以改变直流功率的输出？

答：在考虑触发延迟角的换相情况下，平均直流电压公式αcos 35.1E V d =，可以看出在考虑到0

>α