包括特高压直流换流站约30座

30MW ， 112km （电缆），采用汞弧阀（现已改
为晶闸管阀）。
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1954年-1972年——发展阶段
特点： （1）直流输电设备的制造技术、施工质量、运行水
平有了很大的提高，直流输电进入了工业实用阶段。
（2）采用直流输电具有多方面的目的：水下输电；
两个额定频率不同的交流系统互联；远距离、大功率输 电。 （3）换流装置仍采用汞弧阀，参数和质量有很大的 提高与改善。
工程在加拿大投入运行。
由于晶闸管换流阀比汞弧阀有明显优点，此后新建的直流工
程均采用晶闸管换流阀。20世纪70年代以后汞弧阀被淘汰，
开始了晶闸管换流时期。
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特点: 体积减小、成本降低； 可靠性提高；

晶闸管换流阀没有逆弧故障，而且制造、 试验、运行、维护和检修都比汞弧阀简单 而方便。


1440MW，1362km（架空线）。
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1972年至现在——大力发展阶段
特点：
（1）新建设的直流工程几乎全部采用晶闸管阀。
（ 2 ）这一阶段建设的直流输电工程几乎全是超高压
工程。 （3）单回线路的输电能力有了很大增加。 （4）发展速度很快，而且规模越来越大。
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汞弧阀制造技术复杂、价格昂贵、逆 弧故障率高，可靠性较低、运行维护不便， 使直流输电的发展受到限制。
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第二阶段：晶闸管阀换流时期

1970 年，瑞典首先在果特兰岛直流工程上扩建了直流电压 50kV，功率10MW，采用晶闸管换流阀的试验工程。

1972年，世界上第一个采用晶闸管换流的伊尔河背靠背直流
这个时期被称为汞弧换流时期。
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从1954年世界上第一个工业性直流输电工程（哥特兰岛直
流工程）在瑞典投入运行以后，到1977年最后一个采用汞
弧阀换流的直流输电工程（纳尔逊河I期工程）建成，世 界上共有12项汞弧阀换流的直流工程投入运行，其中最大 的输送容量为1440MW（美国太平洋联络线I期工程）， 最高输电电压为±450kV（纳尔逊河l期工程），最长输电 距离为1362km（太平洋联络线）。
第一阶段：汞弧阀换流时期

1901年 逆变。 1928年 实。
发明汞弧整流管，但只能用于整流，而不能进行 具有栅极控制能力的汞弧阀研制成功，不但可用

于整流，也解决了逆变问题，它的问世使直流输电成为现 1954年 世界第一个工业性直流工程——果特兰岛直流工

程在瑞典投入运行。

1977年
最后一个采用汞弧阀换流的直流工程投入运行。
• 三峡左岸－常州（ 500 kV，3000 MW，2003年投运）
• 三峡－广东（ 500 kV，3000 MW，2004年投运） • 贵州－广东（ 500 kV，3000 MW，2004年投运）
• 灵宝背靠背（西北－华中联网工程，2005年投运）
• 三峡－上海（ 500 kV，3000 MW，2007年投运） • 贵州－广东二回（ 500 kV，3000 MW，2007年投运）
IGBT 单个元件的功率小、损耗大，不利于大型直流输电工
程采用。近期研制成功的集成门极换相晶闸管（ IGCT）和
大功率碳化硅元件有很好的应用前景。
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1.2 我国直流输电发展

Hale Waihona Puke Baidu
1963年中国电科院便建成1000伏/5安的直流输电物理模拟装 置，并利用该装置开始了对直流输电换流技术及控制保护 系统进行初步的研究。 20 世纪 70 年代以后，中国电科院用晶闸管替换原来的闸流 管并采用了数字式的控制保护系统。中国直流输电跨越了 汞弧阀换流时代，直接从晶闸管换流阀开始，并同时对直 流输电的其他设备也进行了试制。 1974 年 在 西 安 高 压 电 气 研 究 所 建 成 8.5kV 、 200A ， 容 量 1.7MW的背靠背换流试验站。 1977 年在上海利用杨树浦发电厂到九龙变电所之间的 23kV 交流报废电缆，建成了 31kV 、 150A 、 4.65MW 的直流输电 实验工程，全长8.6km。
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1.1 国外直流输电发展历史

1954年以前——试验性阶段
特点： （1）直流输电工程的参数比较低。 （2）换流装置几乎都是采用低参数的汞弧阀。 （3）发展速度较慢。
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代表性工程

1945 年，德国爱尔巴 - 柏林：±220kV ， 60MW ，
115km（电缆），采用汞弧阀。 1945 年，瑞典脱罗里赫坦 - 密里路特：±45kV ， 6.5MW，50km（架空线），采用汞弧阀。 1950 年 ， 原 苏 联 卡 希 拉 - 莫 斯 科 ： ±220kV ，
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第三阶段：新型半导体换流设备的应用

1997年3月，世界上第一个采用绝缘栅双极晶闸管（ IGBT ） 组成电压源换流器的直流输电工业性试验工程在瑞典中部投 入运行，其输送功率和电压为 3MW 、 10kV ，输送距离为 10km。

2000年，在瑞典、澳大利亚、爱沙尼亚和芬兰等地已有 5 个 轻型直流输电工程投入运行。
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代表性工程

1954 年 ， 瑞 典 大 陆 - 果 特 兰 岛 工 程 ： 100kV ，
20MW，96km（水下电缆），采用汞弧阀。 1965年，日本的佐久间工程：把50Hz 和60Hz 的 两个不同频率的交流系统连接起来。 1970 年 ， 美 国 太 平 洋 联 络 线 工 程 ： ±400kV ，
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我国直流输电工程建设：
• 宁波－舟山群岛（100 kV，50 MW，1988年投运） • 葛洲坝－上海（ 500 kV，1200 MW，1989年投运） • 上海－嵊泗群岛（ ±50kV，60MW，2002年投运） • 天生桥－广州（ 500 kV，1800 MW，2001年双极投运）
高压直流 输电技术
§ 第一章 导 论
学习目的：
1. 了解直流输电的历史以及直流输电技术在我国的应用；
2. 掌握直流输电与交流输电的性能比较；
3. 掌握高压直流输电联络线的分类及直流输电的基本原理。
本章重点：
1. 高压直流输电系统的构成； 2. 高压直流输电与交流输电运行特性比较； 3. 高压直流输电系统的主要元件及其作用。