第一高压直流输电技术
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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。
1.1 直流输电发展
对电的认识和电科学的发展源于直流。
人类近代的技术革命
第一次技术革命（始于18世纪下半叶）
基 础：牛顿力学 主要标志：蒸汽机 应 用：机器制造、采矿、铁路、冶金、纺织
第二次技术革命（始于19世纪下半叶）
1892年，爱迪生创立通用电气公司。
直流输电发展
对电的认识和电科学的发展源于直流。
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。
代表性工程
1945年，德国爱 尔巴 - 柏 林： ±220kV，60MW， 115km（电缆），采用汞弧阀。
基 础：电磁学原理、电路原理、化工原理、力学等 主要标志：电力、钢铁、化工；汽车、飞机、通讯 应 用：电气工程、电子信息、通信、自动 控制
化工、钢铁等领域
第三次技术革命（始于20世纪中叶）
基 础：电子技术、信息理论Biblioteka Baidu系统理论、控制理论
主要标志：新能源利用、电子管、半导体、集成 电路、新技术的广泛应用
应 用：电气工程、电子信息、通信、自动控制、 计算机技术、家用电器、医疗设备、化工 等领域。
1831年，法拉第发现电磁感应原理，奠定了发电 机的理论基础。科学的发现，引起了技术的发明。
1866年，德国物理学家西门子发明了励磁电机，并 预见：电力技术很有发展前途，它将会开创一个新纪元。
西门子生于汉诺威。 18岁入普鲁士炮兵服役，后 进柏林陆军大学学习，毕业后到
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。
晶闸管换流阀特点: 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。
新型半导体换流设备的应用
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，30MW， 112km （ 电 缆 ） ， 采 用 汞 弧 阀 （ 现 已 改 为 晶 闸 管 阀）。
1954年~1972年——发展阶段
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。
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，世界上第一个全部采用晶闸管换流的伊尔河背靠 背直流工程在加拿大投入运行。
汞弧阀换流时期
1901年 发明汞弧整流管，但只能用于整流，而不能进行 逆变。
1928年 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 实。
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。 这个时期被称为汞弧换流时期。
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。
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。
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。
高压直流 输电技术
HVDC transmission
HVDC
High Voltage Direct Current Transmission
主要参考书
李兴源．高压直流输电系统的运行与控制．北京：科 学出版社，1998．
浙江大学发电教研组直流输电科研组．直流输电．北 京：水利电力出版社，1985．
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 ， 1440MW，1362km（架空线）。
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。
兵厂工作，28岁提升为柏林炮厂 厂长。31岁时和机械师哈尔克在 柏林郊区创设了西门子—哈尔斯
克电报机制造厂。
1879年10月，美国发明家爱迪生（Thomas Alva Edison，1847~1931）发明了电灯。
1882年，爱迪生建成世界上第一座较正规的发电 厂，装有6台直流发电机，共900马力（1马力 =0.735kW，），通过110V电缆供电，最大送电距 离1.6km，供6200盏白炽灯照明用，完成了初步的 电力工业技术体系。
徐政．交直流电力系统动态行为分析．北京：机械工 业出版社，2004．
主要内容
第一章 基本概念 第二章 换流器理论及特性方程 第三章 谐波及其抑制 第四章 HVDC的控制和特性 第五章 交流和直流间的相互作用
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；
果特兰岛 直流工程
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）。
本原理。
1.1 直流输电发展
对电的认识和电科学的发展源于直流。
人类近代的技术革命
第一次技术革命（始于18世纪下半叶）
基 础：牛顿力学 主要标志：蒸汽机 应 用：机器制造、采矿、铁路、冶金、纺织
第二次技术革命（始于19世纪下半叶）
1892年，爱迪生创立通用电气公司。
直流输电发展
对电的认识和电科学的发展源于直流。
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。
代表性工程
1945年，德国爱 尔巴 - 柏 林： ±220kV，60MW， 115km（电缆），采用汞弧阀。
基 础：电磁学原理、电路原理、化工原理、力学等 主要标志：电力、钢铁、化工；汽车、飞机、通讯 应 用：电气工程、电子信息、通信、自动 控制
化工、钢铁等领域
第三次技术革命（始于20世纪中叶）
基 础：电子技术、信息理论Biblioteka Baidu系统理论、控制理论
主要标志：新能源利用、电子管、半导体、集成 电路、新技术的广泛应用
应 用：电气工程、电子信息、通信、自动控制、 计算机技术、家用电器、医疗设备、化工 等领域。
1831年，法拉第发现电磁感应原理，奠定了发电 机的理论基础。科学的发现，引起了技术的发明。
1866年，德国物理学家西门子发明了励磁电机，并 预见：电力技术很有发展前途，它将会开创一个新纪元。
西门子生于汉诺威。 18岁入普鲁士炮兵服役，后 进柏林陆军大学学习，毕业后到
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。
晶闸管换流阀特点: 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。
新型半导体换流设备的应用
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，30MW， 112km （ 电 缆 ） ， 采 用 汞 弧 阀 （ 现 已 改 为 晶 闸 管 阀）。
1954年~1972年——发展阶段
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。
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，世界上第一个全部采用晶闸管换流的伊尔河背靠 背直流工程在加拿大投入运行。
汞弧阀换流时期
1901年 发明汞弧整流管，但只能用于整流，而不能进行 逆变。
1928年 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 实。
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。 这个时期被称为汞弧换流时期。
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。
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。
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。
高压直流 输电技术
HVDC transmission
HVDC
High Voltage Direct Current Transmission
主要参考书
李兴源．高压直流输电系统的运行与控制．北京：科 学出版社，1998．
浙江大学发电教研组直流输电科研组．直流输电．北 京：水利电力出版社，1985．
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 ， 1440MW，1362km（架空线）。
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。
兵厂工作，28岁提升为柏林炮厂 厂长。31岁时和机械师哈尔克在 柏林郊区创设了西门子—哈尔斯
克电报机制造厂。
1879年10月，美国发明家爱迪生（Thomas Alva Edison，1847~1931）发明了电灯。
1882年，爱迪生建成世界上第一座较正规的发电 厂，装有6台直流发电机，共900马力（1马力 =0.735kW，），通过110V电缆供电，最大送电距 离1.6km，供6200盏白炽灯照明用，完成了初步的 电力工业技术体系。
徐政．交直流电力系统动态行为分析．北京：机械工 业出版社，2004．
主要内容
第一章 基本概念 第二章 换流器理论及特性方程 第三章 谐波及其抑制 第四章 HVDC的控制和特性 第五章 交流和直流间的相互作用
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；
果特兰岛 直流工程
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）。