直流滤波器性能的研究技术报告.doc

检索号：C016—CT—JS—208 德阳－宝鸡±500kV直流输电工程 成套设计技术报告 直流滤波器性能研究 STATE GRID BDCC 国家电网公司·网联直流工程公司 HVDC ENGINEERING Co. Ltd 二OO七年十月 德阳—宝鸡±500kV直流输电工程 成套设计技术报告 直流滤波器性能研究 批　　准： 审　　定： 审　　核： 设　　计： 目 录 1 概述 1 2 性能要求 1 2.1 输入数据 1 2.2 性能的定义 1 2.3 性能要求 4 3 系统建模 7 3.1 系统参数 8 3.2 谐波的产生 8 3.2.1 最严重的不一致的谐波电压组 8 3.2.2 3脉动谐波 9 3.2.3 12脉动谐波 10 3.2.4 3脉动和12脉动谐波的和 12 3.3 直流纹波 12 3.4 负序电压 12 3.5 交流母线电压畸变 13 3.6 直流电路 13 3.6.1 换流器模型 13 3.6.2 传输线路 14 4 滤波系统 14 4.1 平波电抗器 14 4.2 直流滤波器 15 4.2.1 滤波器失谐 15 4.2.2 频率变化 16 4.2.3 元件公差 16 4.3 中性母线电容 16 5 直流滤波器性能 错误！未定义书签。 5.1 结果说明 17 5.2 研究中采用系统接线 17 5.3 结果分析 18 6 结论 19 7 参考文献 20 8 附录 21 8.1 附表 21 8.2 附图 25概述 高压直流输电换流器在运行时，会在直流输电系统的直流侧产生谐波电压和谐波电流，从而在直流线路邻近的电话线上产生噪声。在直流输电系统的直流侧安装滤波器，可以将这种噪声限制在可接受的水平。 该报告为德阳—宝鸡直流输电工程的直流滤波器的设计方案。此直流工程有两个换流站，分别为德阳换流站和宝鸡换流站。正常情况下，直流输电线上的功率传输方向是从德阳换流站到宝鸡换流站。 本报告包括以下内容： 规范书中直流滤波器性能要求 高压直流输电系统建模 直流侧谐波电压的计算 直流滤波器失谐 性能计算及对性能指标的分析 性能要求 德阳—宝鸡±500kV直流输电工程功能规范书是直流滤波器设计的基础。直流滤波器设计应满足规范书的相关要求。其有关内容如下： 输入数据 包括电力系统、直流极线、接地极线路和直流沿线的土壤电阻率。 性能的定义 直流滤波器、中性点电容器或滤波器设计中对滤波性能的考核应以等效干扰电流的计算值为基础。 等效干扰电流的定义如下：线路上所有频率的谐波电流对邻近平行或交叉的通讯线路所产生的综合干扰作用与某单个频率的谐波电流所产生的干扰作用相同，这个单频率谐波电流就称作等效干扰电流。 计算等效干扰电流时不仅应考虑直接流过直流极导线和接地极线路的谐波电流，而且还应考虑感应到直流线路和接地极线路地线中的谐波电流。 互阻抗算法中，可以采用删除地线后的线路结构进行计算；但在等效干扰电流的计算中，必须以某种方法考虑地线中的谐波电流。 等效干扰电流是所有谐波频率，从1～50次(即：50-2500Hz)的噪声加权残余电流，按照下面的公式进行计算： (mA) 式中： Ieq(x) 沿输电线走廊的任何点，噪声加权至800Hz时的等效干扰电流，mA； Ie(x)J 德阳站换流器谐波电压源产生的RSS等效干扰电流分量幅值，mA； Ie(x)H 宝鸡站换流器谐波电压源产生的RSS等效干扰电流分量幅值，mA； x： 沿线路走廊的相对位置。 由德阳站换流器或宝鸡站换流器的谐波电压所产生的沿线各点的等效干扰电流可按下式计算：  式中： Ir (n,x) 在沿线路走廊位置‘x’的n次谐波残余电流的均方根值，mA； P(n) n次谐波的噪声加权系数； n 谐波次数； Hf 耦合系数，表示典型明线耦合阻抗对频率的标幺化关系，见下表。 典型明线网络的耦合系数 频率 - Hz 耦合系数 - Hf 40～500 0.70 600 0.80 800 1.00 1200 1.30 1800 1.75 2400 2.15 3000 2.55 3600 2.88 4200 2.95 4800 2.98 5000 3.