换流站及其主要设备
换流站概述
交流输电线
阀厅
换流变压器区域
阀厅控制楼区域 直流开关场
并联电容器 滤波器
直流输电 线
直流场
开关设备 交流开关场 交流滤波器 无功补偿设备 交流避雷器 交流测量装置 换流变压器区域
换流站主要设备
换流阀开关设备
阀厅控制楼区域
过电压保护设备
保护设备 高压平波电抗器 直流滤波器
直流开关场
过电压保护装置 直流测量装置 直流开关设备
四川-上海±800千伏特高压直流示范工程复龙换流站效果图
换流阀
中国西电制造的云广换流阀
湖北省输变电工程公司施工人员在拉萨换流站换流变区进行消缺作业
换流阀 湖北省输变电工程公司施工人员在拉萨换流站极Ⅰ阀厅内18 米高处对阀塔本体光纤牢固进行检查。
换流阀100%在国内组装
±800千伏楚雄换流站
平波电抗器
平波电抗器
换流站主要布局
换流站阀厅平面布置图 通常阀厅的布置有以下几种布置方式：
（a）直线布置方式
（b）背对背布置方式（c）垂直布置方式
1—阀厅 2—控制室 3—通道 4—开关场
换流站平面布置图
1—直流和电极和线路
2—直流开关场 3—平波电抗器 4—阀厅、极1 5—控制室 6—阀厅、极2 7—换流变压器 8—交流滤波器 9—高通滤波器 10—11次滤波器 11—13次滤波器 六章 换流站
6.1 换流站概述 6.2 换流阀及其电气连接 6.3 换流变压器及其电气连接 6.4 交直流滤波器及其电气连接 6.5 平波电抗器
6.1 换流站概述
换流站主要设备分别布置在：
交流场开关场
变压器 换流器
直流开关场
直流线路
换流站四大区域
换流变电站设备介绍
四、高压直流 隔离开关
实物图
实物图
1.功用
直流隔离开关在分位置时，触头间有符合 要求的绝缘距离和明显的断开标志；在合位置 能承载正常回路条件下的电流及在规定时间内 条件下的电流的开关设备。
五、避雷器
实物图
实物图
1.作用
）
实物图（一）
实物图（二）
1.简介
GIS是气体绝缘全封闭组合电器的英文简 由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避 母线、连接件和出线终端等组成，这些设备或 部封闭在金属接地的外壳中，在其内部充有一 的SF6绝缘气体，故也称SF6全封闭组合电器。
2.应用及优点
GIS不仅在高压、超高压领域被广泛应用， 特高压领域也被使用。与常规敞开式换流站相 的优点在于结构紧凑、占地面积小、可靠性高 活、安装方便、安全性强、环境适应能力强， 量很小。
换流阀由晶闸管、阻尼电容、均压电容 阻、均压电阻、饱和电抗器、晶闸管控制单 件组成。其中，晶闸管是换流阀的核心部件 了换流阀的通流能力，通过将多个晶闸管元 得到希望的系统电压。
晶闸管散热所需的水冷散热器，既要给 热，又要充当结构件承压，还需导电和终身 严格的质量要求使得这种水冷散热器成为了 行业内水冷散热器的顶级产品。
三、高压直流 断路器
实物图
1.原理图
2.分类及特点
无源型叠加振荡电流方式：利用电弧电压随电流增大而 线性负电阻效应，在与电弧间隙并联的LC回路中产生自激振 弧电流叠加上增幅振荡电流，在总电流过零时实现遮断。
有源型叠加振荡电流方式：由外部电源先向振荡回路的 ，然后电容C通过电感L向断路器的电弧间隙放电，产生振荡 在原电弧电流之上，并强迫电流过零。这种方式容易产生足 振荡电流，开断的成功率较高。
柔性直流输电技术
柔性直流输电一、柔性直流输电技术1. 柔性直流输电系统换流站的主要设备。
柔性直流输电系统换流站的主要设备一般包括：电压源换流器、相电抗器、联结变压器、交流滤波器和控制保护以及辅助系统(水冷系统、站用系统)等。
2. 柔性直流输电技术的优点。
柔性直流输电是在常规直流输电的基础上发展起来的，因此传统的直流输电技术具有的优点，柔性输电大都具有。
此外，柔性输电还具有一些自身的优点。
1）潮流反转方便快捷，现有交流系统的输电能力强，交流电网的功角稳定性高。
保持电压恒定，可调节有功潮流；保持有功不变，可调节无功功率。
2）事故后可快速恢复供电和黑启动，可以向无源电网供电，受端系统可以是无源网络，不需要滤波器开关。
功率变化时，滤波器不需要提供无功功率。
3）设计具有紧凑化、模块化的特点，易于移动、安装、调试和维护，易于扩展和实现多端直流输电等优点。
4）采用双极运行，不需要接地极，没有注入地下的电流。
3. 柔性直流输电技术的缺点。
系统损耗大（开关损耗较大），不能控制直流侧故障时的故障电流。
在直流侧发生故障的情况下，由于柔性直流输电系统中的换流器中存在不可控的二极管通路，因此柔性直流输电系统不能闭锁直流侧短路故障时的故障电流，在故障发生后只能通过断开交流侧断路器来切除故障。
可以使用的最佳解决方式是通过使用直流电缆来提高系统的可靠性和可用率。
二、常规直流输电技术和柔性直流输电技术的对比1. 换流器阀所用器件的对比。
1）常规直流输电采用大功率晶闸管，由于晶闸管是非可控关断器件，这使得在常规直流输电系统中只能控制晶闸管换流阀的开通而不能控制其关断，其关断必须借助于交流母线电压的过零，使阀电流减小至阀的维持电流以下才行。
2）柔性直流输电一般采用IGBT阀，由于IGBT是一种可自关断的全控器件，即可以根据门极的控制脉冲将器件开通或关断，不需要换相电流的参与。
2. 换流阀的对比。
1）常规直流输电系统中换流阀所用的器件是大功率晶闸管和饱和电抗器，可以输送大功率。
换流站的主要设备及作用
换流站的主要设备及作用换流站主要设备包括变压器、换流变流器、断路器、电容器、滤波器等。
这些设备的作用是将来自交流电源的电流转换成直流电流或将直流电流转换为交流电流，以实现电力输送和稳定供电。
首先，变压器是换流站中最基本的设备之一。
它将来自输电网的高压交流电转换为适宜输送的低压交流电，或将来自直流电源的低压直流电转换为高压直流电。
变压器通过绕组在交流电磁场中感应电动势来实现电流的变压变流。
其次，换流变流器是换流站中另一个重要的设备。
它主要用于将交流电转换为直流电或将直流电转换为交流电。
换流变流器使用晶闸管、整流管等电子器件来进行电流的变换，可以实现不同电压、频率或相数之间的转换。
换流变流器的稳定性和效率对整个换流站的运行和电力传输起着关键作用。
换流站中的断路器主要用于控制电流的分断，以保护电力系统的安全运行。
断路器能够在电流过大或故障发生时迅速切断电路，避免设备过载或短路引发事故。
断路器分为高压断路器和低压断路器，根据电力系统的不同需要选择合适的断路器来保护电路。
电容器是一种存储电能的设备，用于补偿电力系统中的无功功率，提高功率因数。
电容器可以吸收和释放电能，使电力系统的电压保持稳定，减少电路的电能损耗。
在换流站中，电容器主要用于平衡直流电压的波动和改善电力系统的质量。
滤波器在换流站中的作用是滤除电力系统中的谐波和干扰信号。
谐波是电力系统中不同频率的电压和电流之间的干扰，会引起电力设备的过热和损坏。
滤波器通过选择性地通过和阻断不同频率的信号来净化电力系统的电流，确保电力质量的稳定和正常运行。
除了上述主要设备，换流站还包括监控系统、保护装置以及辅助设备如冷却系统、继电器等。
监控系统能够实时监测和控制换流站的运行状态，保证安全和高效的运行。
保护装置能够检测电力系统中的故障并采取措施保护设备和人员的安全。
辅助设备则用于增强设备的使用寿命和稳定性。
总之，换流站的主要设备包括变压器、换流变流器、断路器、电容器、滤波器以及监控系统和保护装置等。
换流站的工作原理
换流站的工作原理换流站是电力系统中重要的设备，用于将交流电转换为直流电或将直流电转换为交流电。
它在电力系统中起到了关键的作用，可以实现不同电压和频率之间的互联互通。
下面将详细介绍换流站的工作原理。
一、换流站的基本组成换流站一般由变压器、整流器、逆变器、滤波器、控制系统等组成。
1. 变压器：变压器用于将交流电压变换为合适的电压级别，或将直流电压变换为交流电压。
变压器是换流站的核心设备之一。
2. 整流器：整流器将交流电转换为直流电。
它通常由多个整流单元组成，每个整流单元包括可控硅器件和滤波电容。
3. 逆变器：逆变器将直流电转换为交流电。
它通常由多个逆变单元组成，每个逆变单元包括可控开关器件和滤波电容。
4. 滤波器：滤波器用于滤除换流过程中产生的谐波和干扰，确保输出电压的质量。
5. 控制系统：控制系统负责监测和控制换流站的运行。
它可以实现对整个换流站的保护、调节和故障处理等功能。
二、换流站的工作原理换流站的工作原理可以分为两个阶段：整流阶段和逆变阶段。
1. 整流阶段：在整流阶段，交流电经过变压器降压后进入整流器。
整流器控制可控硅器件的导通和截止，将交流电转换为直流电。
整流器的输出电压经过滤波器滤波后，供给逆变器使用。
2. 逆变阶段：在逆变阶段，直流电经过逆变器进行逆变操作，将直流电转换为交流电。
逆变器通过控制可控开关器件的导通和截止，实现对输出交流电的频率、相位和电压的调节。
逆变器的输出经过滤波器滤波后，供给用户或输送至电网。
三、换流站的工作模式换流站根据不同的工作模式，可以分为两种类型：直流换流站和交流换流站。
1. 直流换流站：直流换流站将交流电转换为直流电，主要用于长距离输电、直流供电和直流电力系统的互联互通。
它可以实现不同电压级别之间的直流输电，提高电力系统的传输效率。
2. 交流换流站：交流换流站将直流电转换为交流电，主要用于直流电源的接入交流电网、电网的调度和电力系统的稳定运行。
它可以实现不同频率和电压级别之间的交流互联互通，提高电力系统的灵活性和可靠性。
换流站及其主要设备PPT课件
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二、换流站主接线
５）接地极
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直流线路与接地极线路同塔架设
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二、换流站主接线
６）直流输电线 可以是架空线，也可以是电缆。除了导体数和
间距的要求有差异外，直流线路与交流线路十 分相似。
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二、换流站主接线
７）交流断路器 为了排除变压器故障和使直流联络线停运，在
换流站及其 主要设备
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一、概述
换流站的主要设备有： ① 阀厅 ② 控制楼 ③ 换流变压器 ④ 交流开关场 ⑤ 滤波器 ⑥ 无功补偿设备 ⑦ 接地极 ⑧ 辅助设备 ⑨ 站用电系统
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二、换流站主接线
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二、换流站主接线
１）换流器 它们完成交－直流和直一交流转换，由阀桥和
有抽头切换器的变压器构成 。
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二、换流站主接线
２）直流平波电抗器 这些大电抗器具有高达1H 的电感，在每个换
流站与每极串联。 作用
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二、换流站主接线
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。 作用：滤波
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二、换流站主接线
４）无功功率支持 换流器内部要吸收无功功率，稳态条件下，所
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我国高压直流输电的发展历史
1、葛洲坝一南桥直流输电工程（简称葛一南 直流工程）
1982 年开始对葛洲坝水电站向华东送电进行 可行性研究，由于直流输电在远距离输电和联 网方面的优点，最终选择了直流输电方案。该 工程既解决了葛洲坝电站向华东上海地区的送 电问题，又实现了华中与华东两大电网的非同 期联网，它具有输电和联网的双重性质。
换流站设备介绍
二、耦合电容器
实物图
1.作用
使强电与弱电两个系统通过电容耦合，给高频 信号构成通路，并且阻止高压工频电流进入弱电 系统，使强电系统与弱电系统隔离，保证人身安 全。
三、高频阻波器
实物图
1.作用
串接在高压线路两端，专供高频保护及高频载波通 信遥控、遥测等使用的高压电器设备，对高频信号进 行阻塞，起到减少高频能量损耗的作用。高频阻波器 与耦合电容器、结合滤波器、高频电缆、高频通信机 等组成电力线路高频通信通道。
三、高压直流 断路器
实物图
1.原理图
2.分类及特点
无源型叠加振荡电流方式：利用电弧电压随电流增大而下降的非 线性负电阻效应，在与电弧间隙并联的LC回路中产生自激振荡，使电 弧电流叠加上增幅振荡电流，在总电流过零时实现遮断。
2.组成
换流阀由晶闸管、阻尼电容、均压电容、阻尼电 阻、均压电阻、饱和电抗器、晶闸管控制单元等零部 件组成。其中，晶闸管是换流阀的核心部件，它决定 了换流阀的通流能力，通过将多个晶闸管元件串联可 得到希望的系统电压。
晶闸管散热所需的水冷散热器，既要给晶闸管散 热，又要充当结构件承压，还需导电和终身质保，其 严格的质量要求使得这种水冷散热器成为了电力电子 行业内水冷散热器的顶级产品。
换流站的主要设备
换流站中应包括的主要设备或设施有：换流阀、 换流变压器、平波电抗器、交流开关设备、交流滤 波器及交流无功补偿装置、直流开关设备、直流滤 波器、控制与保护装置、站外接地极以及远程通信 系统等。
总的部分
±500kV昭通换流站 概述
±500kV昭通换流站鸟瞰图
1.概述
1）500kV直流采用双极直流接线，每极一个12脉冲阀组 2）可控硅换流阀采用四重阀安装方式。阀的二次冷却采用水冷却方式。 3）换流变压器采用单相双绕组型式，两极共设12+2台，其中两台为备
换流站的工作原理
换流站的工作原理换流站是电力系统中的重要设备，用于将交流电转换为直流电或将直流电转换为交流电。
它在电力输电、电网稳定性控制和电力系统互联互通等方面起着至关重要的作用。
本文将详细介绍换流站的工作原理。
一、换流站的基本组成换流站由变流器、控制系统、过滤器、变压器和其他辅助设备组成。
1. 变流器：变流器是换流站的核心部分，负责将交流电转换为直流电或将直流电转换为交流电。
它通常由一组可控硅器件（如晶闸管）构成，通过控制这些器件的导通和关断来实现电流的正向和反向流动。
2. 控制系统：控制系统是换流站的大脑，负责监测和控制变流器的工作状态。
它可以根据电网的需求来调整变流器的输出电压和频率，以实现电力的稳定输送。
3. 过滤器：过滤器用于滤除变流器产生的谐波和干扰，保证输出电流的纯直流或纯交流特性。
常见的过滤器包括谐波滤波器、陷波器和电磁屏蔽装置等。
4. 变压器：变压器用于将高压交流电转换为低压交流电或将低压交流电转换为高压交流电。
它可以实现电力系统之间的电压匹配和功率传输。
二、换流站的工作原理可以分为两种模式：交流到直流（AC-DC）模式和直流到交流（DC-AC）模式。
1. 交流到直流（AC-DC）模式在交流到直流模式下，换流站将来自电网的交流电转换为直流电，以满足直流负载的供电需求。
其工作过程如下：（1）变压器将高压交流电降压为适合变流器工作的电压。
（2）经过滤波器滤除谐波和干扰后，交流电进入变流器。
（3）变流器通过控制可控硅器件的导通和关断来实现交流电到直流电的转换。
当可控硅器件导通时，交流电通过变流器输出为正向的直流电；当可控硅器件关断时，输出为零电压。
（4）直流电经过滤波器进一步滤除谐波，以获得纯净的直流电供给直流负载。
2. 直流到交流（DC-AC）模式在直流到交流模式下，换流站将直流电转换为交流电，以满足交流负载的供电需求。
其工作过程如下：（1）变压器将直流电升压为适合变流器工作的电压。
（2）经过滤波器滤除谐波后，直流电进入变流器。
换流站的主要设备及作用 -回复
换流站的主要设备及作用-回复换流站是电力系统中的重要组成部分，用于实现不同电压等级之间的电能转换和升降压。
主要设备包括变电变压器、换流变压器、直流场、交流滤波器、斩波电抗器和直流电压源等。
每种设备都有不同的作用，下面一步一步来介绍。
1. 变电变压器：变电变压器是换流站中最常见的设备之一，通过变压器的变换作用，实现不同电压等级之间的电能传输。
变电变压器可以将高压输电线路的输电电压降低到适合城市或工业用电的电压等级，也可以将城市或工业用电的电压升高到适合输电线路的电压等级。
2. 换流变压器：换流变压器主要用于直流输电系统，将交流电能转换为直流电能（或反过来，将直流电能转换为交流电能）。
换流变压器一般由一个或多个高压线圈和一个或多个低压线圈组成。
通过控制变压器的接线方式和工作状态，可以实现单相或多相的电能转换。
3. 直流场：直流场是换流站中非常重要的设备，用于将交流电能转换为直流电能。
直流场由大量的直流电子器件（如二极管、晶闸管等）组成，通过合理的连接和控制，实现将交流电压整流为直流电压。
直流场还可以调节直流电压的大小和稳定性，提供给直流负荷使用。
4. 交流滤波器：交流滤波器主要用于滤除直流场输出中的交流成分，保证直流电压的平稳和稳定。
交流滤波器一般由电容器和电感器等元件组成，通过合理的电路连接和参数设计，实现对交流电压的滤波。
滤波后的直流电压质量更好，对负载设备的影响更小。
5. 斩波电抗器：斩波电抗器主要用于限制换流变压器的过电压和过电流。
在换流变压器的正常运行过程中，电压和电流会出现突变的情况，这会对变压器和系统的安全造成威胁。
通过安装斩波电抗器，可以有效地控制和限制这些突变，保证设备的安全和稳定运行。
6. 直流电压源：直流电压源是换流站中的关键设备之一，用于提供稳定的直流电源。
直流电压源可以通过连接到电网，也可以通过使用电池组等装置来实现。
它提供了直流场所需的稳定电压，并通过控制电压和电流的波形，确保直流设备的正常运行。
第四部分(换流站)
一、交流开关场区域
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交流开关场区域主要包括： 按主接线要求进行连接的换流站交流侧开关 设备、交流滤波器及无功补偿设备、防止设备免 遭过电压侵害的交流避雷器，为了对交流侧的电 流、电压等电气量进行监测，在这个区域里还装 设有交流测量装置。
二、换流变压器区域
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大容量高压直流换流站的换流变压器容量大、台数 多、占地面积较大。
电或者将直流电变换为交流电的转换，并达到电力系统对 安全稳定及电能质量的要求，换流站中应包括的主要设备 或设施有： 换流阀、换流变压器、平波电抗器、 交流开关设备、交流滤波器及交流无功补偿装置、 直流开关设备、直流滤波器、 控制与保护装置以及远程通信系统等。
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高压直流换流站典型构成图
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四、直流开关场区域
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直流开关场区域主要布置了高压平波电抗器、 直流滤波器、过电压保护装置、直流测量装置 以及用于运行方式切换和故障清除所需的直流 开关装置，如低压直流高速开关(LVHS)、金属 回线转换断路器 (MRTB) 、大地回线转换开关 (GRTS)。
4.2 换流站主接线
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直流输电换流站由基本换流单元组成，基本换流单元有6 脉动换流单元和12 脉动换流单元两种类型，每个基本换 流单元主要包括换流变压器、换流阀、交直流滤波器、 控制保护设备、交直流开关设备等。
换流站的主要设备及作用
换流站的主要设备及作用换流站是电力系统中的重要设备，其作用是将不同电压等级的电力互相转换，实现不同电网之间的互联互通。
换流站由一系列主要设备组成，下面将逐一介绍这些设备及其作用。
第一，换流变压器。
换流变压器是换流站的核心设备，其作用是将交流电转换为直流电或将直流电转换为交流电。
换流变压器由高压侧和低压侧组成，通过变压器的变换作用，可实现电网之间的电力传输。
第二，换流阀。
换流阀是换流站的关键设备，其作用是将交流电转换为直流电或将直流电转换为交流电。
换流阀通常由电子器件组成，如晶闸管等，通过逆变或整流操作实现电力的互相转换。
第三，滤波器。
滤波器是换流站中的重要设备，其作用是去除换流变压器中产生的谐波及其他杂频干扰，保证电网的稳定运行。
滤波器通常采用电容器或电感器等元器件组成，可有效滤除电力系统中的杂波。
第四，控制系统。
控制系统是换流站的核心控制设备，其作用是监测和控制换流站各个设备的运行情况，保证换流站的正常运行。
控制系统通常由计算机、传感器、执行器等组成，可以实现对换流变压器、换流阀等设备的在线监测和远程控制。
除了以上主要设备外，换流站还包括辅助设备，如冷却系统、保护系统、通信系统等。
冷却系统用于保持换流站设备的正常工作温度，通常采用冷却水或冷却风进行散热。
保护系统用于保护换流站设备免受过电压、过电流等异常情况的损害。
通信系统用于与其他电力系统进行实时通信，保证电力传输的及时性和可靠性。
综上所述，换流站的主要设备包括换流变压器、换流阀、滤波器和控制系统等。
这些设备通过互相配合，实现电力系统之间的电能互联互通，保证电力系统的稳定运行。
同时，换流站还包括冷却系统、保护系统和通信系统等辅助设备，通过提供冷却、保护和通信功能，确保换流站的安全运行和可靠性。
换流站设备介绍
换流站设备介绍换流站设备主要包括换流变压器、整流器、逆变器等组成。
换流变压器是换流站设备的核心部件，它能够实现高压交流到直流的转换，同时还能实现直流到低压交流的转换，为电力系统的运行提供了灵活性。
整流器和逆变器则负责将交流电转换为直流电和将直流电转换为交流电，从而实现不同电网之间的能量转移和传输。
在实际的电力系统运行中，换流站设备还需要配备控制系统和保护系统，以确保设备的安全稳定运行。
控制系统可以实现对换流站设备的远程监控和操作，保证设备在各种工况下的正常运行。
保护系统则可以对设备的过载、短路等故障进行快速的切除，避免设备损坏和对电力系统的影响。
总的来说，换流站设备在电力系统中扮演着重要的角色，它不仅可以提高电力系统的灵活性和稳定性，还可以为不同电网之间的能量交换提供技术支持。
随着电力系统的发展和电力市场的改革，换流站设备的性能要求也越来越高，对设备的可靠性和运行效率提出了更高的要求。
因此，研发和应用先进的换流站设备技术，将会是电力系统发展的一个重要方向。
换流站设备是电力系统中非常重要的设备，它能够实现不同电压等级和频率的电力系统之间的能量转换和传输，是实现电力系统互联互通的关键设备。
在现代电力系统中，随着电力市场的改革和电力系统的发展，换流站设备的重要性日益凸显，其设计和配置将直接影响到电力系统的运行质量和安全稳定性。
常见的换流站设备主要包括换流变压器、整流器、逆变器、控制系统和保护系统等部分。
换流变压器是换流站设备的核心部件，它通过高压侧和低压侧之间的绝缘隔离实现直流侧和交流侧的能量转换，起到了电力系统中交直流互相转换的关键作用。
整流器和逆变器则分别用于将交流电转换为直流电和将直流电转换为交流电，实现了不同电源之间的能量传输和互联互通。
控制系统则负责对换流站设备进行监测和控制，可以调节设备的运行参数以适应不同的工作条件，而保护系统则是在设备发生故障时能够迅速切除故障部分，保证设备和电力系统的安全运行。
换流站设备介绍(PPT111页)
换流站设备介绍
换流站设备介绍(PPT111页)
前言
换流站的标准定义
换流站是指在高压直流输电系统中，为了完成 将交流电变换为直流电或者将直流电变换为交流 电的转换，并达到电力系统对于安全稳定及电能 质量的要求而建立的站点。
换流站的优点
(1) 输送相同功率时，线路造价低 (2) 线路有功损耗小 (3) 适宜于海下输电 (4)能限制系统的短路电流 (5) 调节速度快，运行可靠
2.组成
换流阀由晶闸管、阻尼电容、均压电容、阻尼电 阻、均压电阻、饱和电抗器、晶闸管控制单元等零部 件组成。其中，晶闸管是换流阀的核心部件，它决定 了换流阀的通流能力，通过将多个晶闸管元件串联可 得到希望的系统电压。
晶闸管散热所需的水冷散热器，既要给晶闸管散 热，又要充当结构件承压，还需导电和终身质保，其 严格的质量要求使得这种水冷散热器成为了电力电子 行业内水冷散热器的顶级产品。
2.特点
在整流换流器中换流变压器为换流设备提供交流 电能，换流器将交流电能转换为直流电能并通过直流 输电线路传输；在逆变换流器中换流变压器接受逆变 换流器将直流电能转换为交流的电能，并将其输送到 其它交流供电网路中 。
3.作用
1、传送电力； 2、把交流系统电压变换到换流器所需的换相电压； 3、利用变压器绕组的不同接法，为串接的两个换流器提供两组幅值相等、相位相差 30°(基波电角度)的三相对称的换相电压以实现脉动换流； 4、将直流部分与交流系统相互绝缘隔离，以免交流系统中性点接地和直流部分中性 点接地造成直接短接，使得换相无法进行； 5、换流变压器的漏抗可起到限制故障电流的作用； 6、对沿着交流线路侵入到换流站的雷电冲击过电压波起缓冲抑制的作用。
实物图（二）
换流站的工作原理
换流站的工作原理换流站是电力系统中的重要设备，用于将直流电转换为交流电或者将交流电转换为直流电。
它在电力系统中起到调节电能传输和改变电能形式的作用。
本文将详细介绍换流站的工作原理。
一、换流站的基本组成换流站主要由变压器、整流器、逆变器、滤波器、控制系统等组成。
1. 变压器：用于变换电压，将高压交流电转换为适合整流器工作的低压交流电。
2. 整流器：将交流电转换为直流电。
常用的整流器有可控硅整流器和晶闸管整流器。
3. 逆变器：将直流电转换为交流电。
逆变器采用可控硅逆变器或者晶闸管逆变器。
4. 滤波器：用于滤除整流器和逆变器产生的谐波，保证输出电压的纯度。
5. 控制系统：用于监测和控制换流站的运行状态，实现对整个系统的自动化控制。
二、换流站的工作原理换流站的工作原理可以分为两个过程：整流过程和逆变过程。
1. 整流过程：整流过程中，交流电由变压器降压后进入整流器。
整流器采用可控硅整流器或者晶闸管整流器，通过控制可控硅或者晶闸管的导通和截止，将交流电转换为直流电。
整流器的输出电压和电流可以通过控制可控硅或者晶闸管的导通角来调节，以满足系统对电能的需求。
2. 逆变过程：逆变过程中，直流电由逆变器转换为交流电。
逆变器采用可控硅逆变器或者晶闸管逆变器，通过控制可控硅或者晶闸管的导通和截止，将直流电转换为交流电。
逆变器的输出电压和频率可以通过控制可控硅或者晶闸管的导通角和触发角来调节，以满足系统对电能的需求。
在整个工作过程中，滤波器起到平滑输出电压和滤除谐波的作用。
控制系统监测整个换流站的运行状态，实时调节整流器和逆变器的工作参数，保证系统的稳定运行。
三、换流站的应用换流站广泛应用于电力系统中，主要用于以下几个方面：1. 交流输电系统：在长距离的交流输电路线中，为了减少输电损耗和提高输电能力，往往需要将交流电转换为直流电进行输送，然后再将其转换为交流电。
这时，换流站起到了重要的作用。
2. 直流输电系统：在直流输电系统中，换流站用于将直流电转换为交流电，以供给交流负载。
换流站
（6）调节速度快，运行可靠：直流输电通过晶闸管换流器能够方便、快速地调节有功功率和实现潮流翻转。
主要设备
（3）适宜于海下输电：在有色金属和绝缘材料相同的条件下，直流时的允许工作电压比在交流下约高3倍。 2根心线的直流电缆线路输送的功率Pd比3根心线的交流电缆线路输送的功率Pa大得多。运行中，没有磁感应损耗， 用于直流时，则基本上只有心线的电阻损耗，而且绝缘的老化也慢得多，使用寿命相应也较长。
（4）系统的稳定性问题：在交流输电系统中，所有连接在电力系统的同步发电机必须保持同步运行。如果采 用直流线路连接两个交流系统，由于直流线路没有电抗，所以不存在上述的稳定问题，也就是说直流输电不受输 电距离的限制。
对于电力设备等噪声源来说，控制其噪声有两个方面：一是改进内部结构，提高其结构精度，通过合理的优 化方法改善内部阻尼，以降低声源的噪声发射功率；二是通过对吸声、隔声、干涉、减振等方式的应用，实现从 传播路径中控制声源的噪声辐射的目的。
通常来说，通过结构改进从声源处降低发声是最根本有效的措施，但是对于已有成熟设备通常存在改进技术 难度较大的问题，且对于已经投运的设备来说，更多的是采用第二类噪声控制方式，即在噪声传播过程中降低传 达到受声点的声功率。从控制噪声传播途径的角度考虑，最常用的方法是吸声以及隔声技术。吸声技术主要采用 吸声材料将噪声传播中的声能转换为热能等其他能量消耗掉，以降低传播到受声点的声能。常见的吸声材料有多 孔性吸声材料和微穿孔共振吸声结构等。隔声技术是利用隔声板等结构阻挡声音的传播，使透过的声能大大减小， 常见的隔声措施有隔墙、隔声罩、声屏障等。此外，还有主动消声技术，即通过声波相消干涉原理，在特定位置 产生与噪声源的声波大小相等、相位相反的抗噪声源，使二者相互抵消，从而达到降低噪声的目的，因其控制要 求较高，在大面积复杂声源的控制上还有较大困难。
换流站的工作原理
换流站的工作原理换流站是电力系统中的重要组成部分，主要用于实现直流与交流电网之间的能量转换和互联。
其工作原理主要涉及将输入的交流电转换为直流电或将输入的直流电转换为交流电。
换流站通常由变压器、整流器和逆变器等组成，下面将分别介绍其工作原理：1.变压器：变压器是换流站中最常见的设备，用于实现交流电的变换和降压升压。
其工作原理是利用电磁感应定律，通过将输入的交流电与高低压绕组相互感应，实现电压的变换。
变压器通过调整绕组的匝数比例，可以将高压交流电转变为低压交流电或将低压交流电升压为高压交流电。
2.整流器：整流器是将交流电转换为直流电的关键设备。
换流站中常用的整流器为可控整流器（如两脉冲整流器、三脉冲整流器、六脉冲整流器和多脉冲整流器）。
整流器利用可控硅等器件实现交流电的整流，即将交流电的正半周或负半周转换为直流电，并通过滤波电路消除其脉动成分，得到平滑的直流电输出。
3.逆变器：逆变器是将直流电转换为交流电的设备。
在换流站中，逆变器一般采用可控晶闸管等元件，通过将直流电按照一定频率开关，实现直流电到交流电的转变。
逆变器的工作原理是根据输入的直流电信号，通过逆变调制技术控制晶闸管的开关动作，使其按照一定频率产生一系列脉冲，经过滤波和滤谐等处理后，得到纯正弦波形的交流电输出。
除了这些主要设备，换流站还涉及到与电力系统的其他部分的连接和调节控制等方面。
例如，换流站需要与直流线路或无功补偿装置等其他系统进行连接，通过调整控制设备工作状态和参数，实现对换流过程的监控和调整。
总的来说，换流站的工作原理是利用变压器、整流器和逆变器等设备，将输入的交流电转换为直流电或将输入的直流电转换为交流电。
通过调节这些设备的工作状态和参数，实现对能量转换和互联的控制和调节。
换流站的功能在电力系统中十分重要，可以提高能源的利用效率，并实现不同电网之间的互联与交流。
换流站交直流场一次设备讲解
换流站交直流场一次设备讲解1. 引言换流站是电力系统中的重要组成部分，用于实现交流电与直流电之间的相互转换。
而换流站的一次设备，即用来实现交流电到直流电的转换或者直流电到交流电的转换的设备，是换流站中的核心组件。
本文将对换流站交直流场一次设备进行详细讲解。
2. 交直流场一次设备概述在换流站中，交直流场一次设备主要包括变压器、电抗器、断路器和隔离开关等组件。
2.1 变压器变压器是交直流场中最关键的设备之一，用于将交流电转换为具有适当电压的直流电。
变压器由高压绕组、低压绕组和铁芯组成。
当交流电通过高压绕组时，会在铁芯中产生交变磁场，进而在低压绕组中产生感应电动势，实现电能的传输和变换。
2.2 电抗器电抗器在交直流场中起到稳定电流和电压的作用。
它能够提供适当的电抗，限制电流的增长，并消耗无功功率。
电抗器通常由电感器和电容器组合而成，根据实际需求进行选择。
2.3 断路器断路器用于在交直流场的一次电路中切换电路的通断状态。
换流站中的断路器能够承受高电压和大电流的冲击，并能够快速切换电路状态。
断路器常用于保护交直流场设备免受电气故障的影响。
2.4 隔离开关隔离开关是用于切断交直流场中电路的设备，主要用于维护和检修工作。
隔离开关在切断电路时能够确保安全，并且要求其能够承受额定电流和电压的冲击。
3. 交直流场一次设备的工作原理在换流站交直流场中，一次设备的工作原理如下：1.当交流电输入一次设备时，首先经过变压器，变压器将高压交流电转换为所需的直流电压。
2.直流电经过电抗器，电抗器限制电流的增长，并调节电流的稳定性。
3.经过电抗器后，直流电进入断路器。
断路器可实现电路的通断操作，以保护设备的安全和稳定。
4.最后，直流电经过隔离开关，通过该开关切断电路或连接其他设备。
4. 交直流场一次设备的应用交直流场一次设备广泛应用于以下领域：•高压直流输电系统：交直流场一次设备是实现高压直流输电的关键组成部分。
通过变压器、电抗器、断路器和隔离开关等设备，可以实现大容量的长距离电力输送，并提高电力系统的稳定性和效率。
换流站及其主要设备3
IA
2 I G I CBO1 I CBO2
1 ( 1 2 )
（1-5）
三峡大学电气信息学院电气 工程系 晶体管的特性是：在低发射极电流下 是很小的，
1.3.1
晶闸管的结构与工作原理
阻断状态：IG=0， 1+2 很小。流过晶闸管的漏
电流稍大于两个晶体管漏电流之和
反向阻断恢复时间trr：正向电流降为零到反向恢复电 流衰减至接近于零的时间 正向阻断恢复时间tgr：晶闸管要恢复其对正向电压的 阻断能力还需要一段时间 在正向阻断恢复时间内如果重新对晶闸管施加正 向电压，晶闸管会重新正向导通 实际应用中，应对晶闸管施加足够长时间的反向 电压，使晶闸管充分恢复其对正向电压的阻断能 力，电路才能可靠工作 关断时间tq：trr与tgr之和，即 tq=trr+tgr （1-7)） 普通晶闸管的关断时间约几百微秒。
三峡大学电气信息学院电气 工程系
1.3.4
晶闸管的派生器件
2. 双向晶闸管（Triode AC Switch——TRIAC或 Bidirectional triode thyristor）
I T1 IG=0 O G T2 U
a) b) 图1-10 双向晶闸管的电气图形符号和伏安特性 a) 电气图形符号 b) 伏安特性
三峡大学电气信息学院电气 工程系
1.3.4
晶闸管的派生器件
3. 逆导晶闸管（Reverse Conducting Thyristor—— RCT） 将晶闸管反并联一个二极管制作在同一管芯上的功率 集成器件 具有正向压降小、关断时间短、高温特性好、额定结 温高等优点 逆导晶闸管的额定电流有两个，一个是晶闸管电流， 一个是反并联二极管的电流
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四、没有系统的稳定问题 在交流输电系统中，所有连接在电力系统的同 步发电机必须保持同步运行。所谓“系统稳 定”，就是指在系统受到扰动后所有互联的同 步发电机具有保持同步运行的能力。由于交流 系统具有电抗，输送的功率有一定的极限，当 系统受到某种扰动时，有可能使线路上的输送 功率超过它的极限。
我国高压直流输电的发展历史
1996 年完成各种研究工作，1997 年进行设备 订货，2002 年工程全部建成。除控制保护装 装置由许继电气股份有限公司供货外，其余全 部设备均由西安电力机械股份有限公司承包 。
我国高压直流输电的发展历史
我国高压直流输电的发展历史
4、三峡－－常州直流输电工程（简称三－－ 常直流工程） 主要为解决三峡水电站向华东电网的送电问题， 同时也加强了华中与华东两大电网的非同期联 网。工程为双极±500ｋＶ 、3000 A 、 3000 ＭＷ，全长约860 kｍ。工程于2002 年12月极 1 投入运行，2003 年5 月全部建成 。
换流站及其 主要设备
一、概述
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
换流站的主要设备有： 阀厅 控制楼 换流变压器 交流开关场 滤波器 无功补偿设备 接地极 辅助设备 站用电系统
阀厅
阀厅
阀厅
换流变压器
换流变压器
换流变压器
换流变压器
开关场
开关场
贵州安顺换流站
滤波器
滤波器
电容器
重达530吨的±800千伏楚雄换流站高端变压器
1.4 直流输电的优缺点
优点： 一、输送相同功率时，线路造价低 对于架空线路，交流输电通常采用3 根导线， 而直流只需1 根（单极）或2 根（双极）导线。 直流输电对其线路走廊、铁塔高度、占地面积 等方面，也比交流输电优越。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 。
惠州换流站全景图
荆州换流站全景图
二、换流站主接线
二、换流站主接线
１）换流器 它们完成交－直流和直一交流转换，由阀桥和 有抽头切换器的变压器构成 。
二、换流站主接线
２）直流平波电抗器 这些大电抗器具有高达1H 的电感，在每个换 流站与每极串联。 作用
二、换流站主接线
直流输电的缺点
一、换流站的设备较昂贵 二、换流装置要消耗大量的无功功率 三、换流装置是一个谐波源，在运行中要产生 谐波，影响系统的运行 四、换流装置几乎没有过载能力，所以对直流 系统的运行不利
直流输电的优缺点
五、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 六、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，会对航海导航仪表产生影响。
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。 作用：滤波
二、换流站主接线
４）无功功率支持 换流器内部要吸收无功功率，稳态条件下，所 消耗的无功功率是传输功率的50 ％左右。
二、换流站主接线
５）接地极
直流线路与接地极线路同塔架设
二、换流站主接线
６）直流输电线 可以是架空线，也可以是电缆。除了导体数和 间距的要求有差异外，直流线路与交流线路十 分相似。
水冷系统
三、换流器的故障状态
1）交流侧 过电压、过电流、甩负荷 2）整流桥臂短路
元件损坏，导致非特征谐波的产生 直流侧电压下降 交流侧电流含直流分量，引起交流互感器二次波形失真。 与故障元件同一半桥的健全元件也有故障电流通过。
三、换流器的故障状态
3）逆变桥臂短路 逆变阀短路破坏了直流输电的正常运行，但不会造成 过大的故障电流。 4）直流端口出口短路 不会产生严重的过电流 对交流侧有扰动，相当于切去有功电源和无功负荷。 5）晶闸管不触发 脉冲偶尔失落，可自行恢复。 脉冲永久丢失，逆变电路不能触发，引起换相失败。
直流输电系统的分类
D “背靠背”( back-to-back ）换流方式 没有直流输电线路，而将整流站和逆变站建在 一起的直流系统称为“背靠背”换流站。这种 方式适用于不同额定频率或者相同额定频率非 同步运行的交流系统之间的互联。因为没有直 流输电线路，所以直流系统可选用较低的额定 电压。这样，整个直流系统的绝缘费用可降低。 目前世界各国已修建和准备投建的“背靠背” 直流工程较多，其主要用途是系统的增容时限 制短路容量，从而不致更换大量的电气设备。
交流输电与直流输电比较的等价 距离
交、直流输电比较的等价距离
目前国际上对架空线路其等价距离约为500-700km， 电缆线路约为 20-40km。
我国高压直流输电的发展历史
我国高压直流输电的发展历史
3、嵊泗直流输电工程 嵊泗直流输电工程是中国自行设计和建造的双 极海底电缆直流工程。主要解决从上海向嵊泗 岛及宝钢马迹山码头的送电问题，同时也专虑 到嵊泗岛上的风力发电发展到一定规模时也具 有向上海反送的功能，工程的主要特点是受端 为弱交流系统。工程为双极±50ｋＶ、６００ A 、６０ＭＷ，共66.2km，其中59.7km为海 底电缆。
新建成的直流线路： 3 ）云南－－广东（±800千伏直流输电工程 ）
云—广特高压直流工程于2006年12月19日开工建 设。工程途经云南、广西、广东三省（区），线路全长 1373公里，额定直流电压为±800千伏，输送容量500 万千瓦。 2009年12月底，云—广特高压直流单极投运，输 送容量达到260万千瓦。2010年6月双极投产后，输送 容量达到500万千瓦。 云广直流工程两端换流站共56台换流变压器（含备用 8台）。其中28台800千伏高端换流变由西门子公司和沈变、 西变、保变等国内三大变压器厂联合设计、共同制造，其 中，17台由西门子公司生产，11台由国内三大变压器厂生 产。28台400千伏低端换流变压器全部由国内厂家自主设 计和制造。800千伏换流变运输重量333吨，属超宽超高超 重，运输十分困难。
直流输电的优缺点
根据ＨＶＤＣ的优缺点，直流输电适用于以下场合： 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 ）配合新能源的输电
二、换流站主接线
７）交流断路器 为了排除变压器故障和使直流联络线停运，在 交流侧装有断路器，它们不是用来排除直流故 障的，因为直流故障可以通过换流器的控制更 快地清除。
断路器
二、换流站主接线
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
8）换流变压器 利用原副边的匝数不同取得所需电压，与电力 变压器基本相同，但须注意几个问题。 9）晶闸管装置的过电压、过电流保护P200 10）触发回路P197 11）元件的均压 12）阀的安装形式 13）冷却方式
六、调节速度快，运行可靠 直流输电通过晶闸管换流器能够方便、快速地 调节有功功率和实现潮流翻转。这不仅在正常 运行时保证稳定地输出功率，而且在事故情况 下，可通过正常的交流系统一侧由直流线路对 另一侧事故系统进行紧急支援。或者在交、直 流线路并联运行时，当交流系统发生短路，可 暂时增大直流输送的功率以减小发电机转子加 速，从而提高系统运行的稳定性。 单极运行
我国高压直流输电的发展历史
新建成的直流线路： １）三峡－－上海 （500kV,2007） ２）贵州－－广东第２回直流输电 (500kV,2007)
我国高压直流输电的发展历史
南网超高压输电公司安宁局（以下简称安宁局）位 于云南省安宁市，成立于2008年6月27日，属国有大型 企业。全局现有职171人，平均年龄29．23岁，其中本 科及以上学历50人，硕士研究生3人。目前安宁局设有综 合科、安生部、变电部、输电部4个部门，主要负责国家 “西电东送”和西部大开发战略中云南至广东±800千伏 直流输电工程（以下简称“云广特高压直流工程”）楚 雄换流站以及±800干伏输电线路部分段设备的运行维护 工作。
我国高压直流输电的发展历史
2、天生桥－－广州直流输电工程（简称天一 广直流工程） 1991 年开始进行可行性研究，1997 年与德国 西门了公司签订了供货合同，2000年12 月极 １ 投人运行，2001 年工程全部建成。该工程 为西电东送工程的一部分。直流工程为双极 ±500ｋＶ 、 1800 A 、1800ＭＷ，西起天生 桥水电站附近的马窝换流站，东至广州的北郊 换流站。全长约960 Ｋｍ。
我国高压直流输电的发展历史
葛－－南直流工程为双极±５００kV 、１ 200 A 、1200MW ，输送距离约１０４５ｋ Ｍ。 1985 年10 月开工，1989 年9 月极１ 投入运 行，1990年8 月全部工程建成，并投人商业运 行。原瑞士BBC 公司和德国西门子公司提供。
我国高压直流输电的发展历史
我国高压直流输电的发展历史
1、葛洲坝一南桥直流输电工程（简称葛一南 直流工程） 1982 年开始对葛洲坝水电站向华东送电进行 可行性研究，由于直流输电在远距离输电和联 网方面的优点，最终选择了直流输电方案。该 工程既解决了葛洲坝电站向华东上海地区的送 电问题，又实现了华中与华东两大电网的非同 期联网，它具有输电和联网的双重性质。
直流输电的优缺点
二、线路有功损耗小 由于直流架空线路仅使用１根或2 根导线，所 以在导线上的有功损耗较小。同时，由于直流 线路没有感抗和容杭，在线路上也就没有无功 损耗 。
直流输电的优缺点
三、适宜于海下输电 海下输电必须采用电缆。电缆的绝缘在直流电压和交 流电压作用下的电位分布、电场强度和击穿强度都不 相同，以同样截面积的油浸纸绝缘电缆为例，用于直 流时的允许工作电压比在交流下约高3 倍。因此，在 有色金属和绝缘材料相同的条件下，2 根芯线的直流 电缆线路输送的功率比3 根芯线的交流电缆线路输送 的功率P大得多。所以海下输电采用直流电统在投资 上比采用交流电缆经济得多。