直流输电

1、<直流输电优缺点>优点：（1）直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。（2）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。（3）直流输电不存在交流输电的稳定问题，有利于远距离大容量输电。（4）采用直流输电可实现电力系统之间的非同步联网。（5）直流输电输送的有功功率和换流器消耗的无功功率均可由控制系统进行控制，可利用这种快速可控性来改善交流系统的运行性能。（6）在直流电的作用下，只有电阻起作用，电感和电容均不起作用，直流输电采用大地为回路，直流电流则向电阻率低的大地深层流去，可很好地利用大地这个良导体。（7）直流输电可方便地进行分期建设和增容扩建，有利于发挥投资效益。（8）直流输电输送的有功及两端换流站消耗的无功均可用手动或自动方式进行快速控制，有利于电网的经济运行和现代化管理。

缺点：（1）直流输电换流站比交流变电所的设备多、结构复杂、造价高、损耗大、运行费用高、可靠性也较差。（2）换流器对交流侧来说，除了是一个负荷（整流站）或电源（逆变站）以外，它还是一个谐波电流源；对直流侧来说，它还是一个谐波电压源。（3）晶闸管换流器在进行换流时需消耗大量的无功功率（约占直流输送功率的40%~60%），每个换流站均需装设无功补偿设备。（4）直流输电利用大地（或海水）为回路而带来一些技术问题。（5）直流断路器由于没有电流过零点可以利用，灭弧问题难以解决，给制造带来困难。

2、<经济等价距离>当直流输电线路和换流站的造价与交流输电线路和变电站的造价相等时的输电距离称为经济等价距离。

3、<直流输电发展>(1)1882年，德国，HVDC首次成功试验 (2)1954年，瑞典，HVDC首次投入商业运行 (3)1972年，加拿大， HVDC首次全部采用晶闸管元件

4、<晶闸管导通和关断>晶闸管的导通条件为：

(1) 在阳极和阴极间加正向电压。(2) 在控制极和阴极间加正向触发电压。(3) 阳极电流不小于维持电流。

晶闸管关断的条件：(1)必须使阳极电流减小,直到正反馈效应不能维持。(2) 将阳极电源断开或者在晶闸管的阳极和阴极间加反相电压。

5、<晶闸管换流阀特点>单向导电性；导通条件是阳极对阴极为正电压和控制极对阴极加能量足够的正向触发脉冲；换流阀的控制机无关断能力，只有当流经换流阀的电流为0时，才能关断，是靠外回路的能力来关断的。

6、<换流器作用>换流器由一个或多个单桥直流端串联、交流端并联构成，桥臂的组成由晶闸管串联和并联。为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，并达到电力系统对安全稳定及电能质量的要求.

7、<直流输电降压运行>直流输电工程降低直流电压运行的两种情况：（1）由于绝缘问题需要降低直流电压；（2）由于无功功率控制需要降低直流电压。

直流输电工程所采用的降压方法主要有以下几种：（1）加大整流器的触发角a或逆变器的β（或关断角γ）。（2）利用换流变压器的抽头调节来降低换流器的交流侧电压，从而达到降低直流电压的目的。（3）当直流输电工程每极有两组基本换流单元串联连接时，可以利用闭锁一组换流单元的方法，使直流电压降低50%。（4）当直流输电工程由孤立的电厂供电或者整流站采用发电机—变压器—换流器的单元接线方式时，可以考虑利用发电机的励磁调节系统来降低换流器交流侧的电压，从而达到降低直流电压的目的。

8、<直流输电功率反送>也称直流输电潮流反转控制。是利用直流输电系统的快速可控性，将直流功率传输方向在运行中自动反转的一种控制功能。类型：正常潮流反转和紧急潮流反转。

9、<控制系统配置要求>基本功能：（1）直流输电系统的起停控制（2）直流输送功率的大小和方向的控制（3）抑制换流器不正常运行及对所连交流系统的干扰（4）发生故障时，保护换流站设备（5）对换流站、直流线路的各种运行参数，以及控制系统本身的信息进行监视（6）

与交流变电所设备接口及运行人员联系

10、<控制系统配置特点>：（1）各层次结构分开，作用方向是单向的；（2）层次等级相同的各控制功能及相应硬、软件在结构上尽量分开；（3）直接面向被控设备的控制功能设置在最低层次，就近设置；（4）主要控制功能尽可能分散到较低的层次等级，提高系统可用率；（5）高层次发生故障时，各下层次控制能按照故障前的指令继续工作，并保留尽可能多的控制功能。

11、<控制系统配置要求>分层换流阀控制，级单独控制，级换流器控制，级极控制，级双极控制，级系统控制级。

12、<电流裕度法>整流站：定（直流）电流、定最小触发角。逆变站：定熄弧角、定（直流）电流。

13、<等触发角控制特点>又称按相控制或分相控制；每一个换流阀有各自分开的触发相位控制电路，以各自交流电压为参考，保持各阀的触发角相等。

14、<直流和交流对事故的处理不同>交流：使用避雷线和自动重合闸。直流：故障紧急停运。

15、<直流输电起停控制>有正常启动，正常停运，故障紧急停运，自动再起动。故障紧急停运步骤：

①快速移相：整流器触发角α移相到120°～150°；②当直流电流下降到零时，分别闭锁两侧换流器的触发脉冲；③两端换流站分别进行直流侧开关设备的操作，使直流线路与换流站断开；④两端换流站分别进行交流开关设备的操作，跳开换流变压器网侧断路器。

16、<谐波定义，产生，影响>定义：谐波是一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍。产生：在电力系统中理想的交流电压与交流电流是呈正弦波形的，当正弦电压施加在线性无源元件电阻、电感和电容上时，仍为同频率的正弦波。但当正弦电压施加在非线性电路上时，电流就变为非正弦波，非正弦电流在电网阻抗上产生压降，会使电压波形也变为非正弦波。对这些非正弦电量进行傅立叶级数分解，除得到与电网基波频率相同的分量外，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分分量就称为谐波。

###对电力系统影响：

1、当系统中存在谐波分量时，可能会引起局部的并联或串联谐振，放大了谐波分量，因此增加了由于谐波所产生的附加损耗和发热，可能造成设备故障；

2、由于谐波的存在，增加了系统中元件的附加谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的使用效率；

3、谐波将使电力设备元件加速绝缘老化，缩短使用寿命；

4、谐波可能导致某些电力设备不正常的工作；

5、干扰邻近的通信系统，降低通信质量。

###对设备影响1、电网。有功功率损耗加大；（当谐波频率增高后，导线的集肤效应使谐波电阻比基波电阻增加得大，因此引起的附加线路损耗也增大。）；电网中的波形受污染，供电质量下降，危及各种用电设备的正常运行；对采用电缆线路的输电线路，使电压波形出现尖峰，使绝缘加速老化，缩短寿命；从运行角度看，增加了电缆发生故障概率，使可靠性降低，增加维修费用。

2、电容器组。受高次谐波的影响最为严重，它对谐波电压的反应比较灵敏。由于电容器的容抗随频率的增加显著地降低，所以即使在电压中的谐波分量不大，也会产生较大的谐波电流，使电容器组过负荷。

3、变压器和旋转电机。主要影响是增加了铜损耗和铁损耗。随着频率的增高，集肤效应更加严重，铁损耗更大；引起变压器外壳、外层硅钢片和某些紧固件的发热，并有可能引起变压器局部严重过热；

引起的机械振动对电机有很大危害。

4、断路器。在较大的高次谐波分量时，断路器的遮断能力降低，严重情况下不能正常工作；如果出现局部谐振时，将使断路器在遮断过程中产生重燃现象，结果不能灭弧而造成事故。