远距离大容量输电.ppt

　高压直流输电 换流站：可控硅阀系统 特点：稳定性好，控制灵活，短路电流小，联络两个频率不同的交流系统 一、直流输电的接线方式: 1.单极线-地直流输电 2.单极两线直流输电 3.双极直流输电 （一）经济上 线路 两端设备 架空线路500km，电缆线路50km时采用直流输电具有更高的经济性 （二）技术上 接线方式 电容电流 可靠性和灵活性 稳定性 潮流的调节 短路电流 联络线 结论 两端设备 换流器 滤波器 无功补偿设备 换流站造价高 优点 缺点 谐波 消耗无功 换流站造价高 高压直流断路器 大地回流造成的腐蚀及对交流系统的影响 闭锁 直流输电的主要用途 直流输电系统的原理接线图（双极） 特点 1.换流站的组成 可控硅导通条件 2.换流站的工作原理 换流器的原理接线图 假设 Ls0 （2）逆变工作状态(90°α180°) 无大地回流 高压直流输电与高压交流输电的比较 三相交流 输送功率:（架空线路） 双极直流 导体允许通过的交流电流有效值 当 时 直流对地电压 导体允许通过的电流 功率损耗: 输送功率相同时,直流功率损耗为交流输电功率损耗的2/3倍 双极直流 三相交流 1.当输送功率相同时,其线路造价低（建设费用） 线路：2根 架空线路杆塔结构较简单 线路走廊较窄 2. 当输送功率相同时,其功率损耗小（运行费用） 3.电缆 交直流等价输电距离 500km 1.当输送功率相同时,其线路造价低 3.两端交流电力系统不需要同步运行,输电距离不受电力系统同步运行稳定性的限制 4.直流线路的电压、电流、功率的调节比较容易和迅速 2. 当输送功率相同时,其功率损耗小 二、直流输电的优缺点及适用场合 5.可以实现不同频率或相同频率交流 系统之间的非同步联系 6.直流输电线路在稳态运行时没有电容电流 沿线电压分布平稳 线路电压降较小（仅电阻性压降） 线路部分不需要无功补偿装置 ７.每个极可以作为一个独立回路运行，便于检修，分期投资和建设 1. 远距离大功率输电 2. 海底电缆送电 3. 不同频率或相同额定频率非同步运行 的交流系统之间的联络 4. 用地下电缆向用电密度高的城市供电 换流器 换流阀 阀 阀臂 二、换流站的工作原理 换流站 把三相交流电变换成直流电的换流站 逆变站： 把直流线路送来的直流电变换成交流电的换流站 整流站： 只输送有功功率，不输送无功功率 换流阀在运行时，它对交流、直流 系统两侧都将产生谐波 在换流站两侧均必须采用滤除谐波的措施 ∴ 换流变压器 换流器 平波电抗器 1. 阀承受正向电压 2.控制极得到触发脉冲信号 1.阀承受反向电压 2.电流过零 可控硅导通后关断条件 三相桥式整流电路 (1)整流工作状态 1）三相电源对称 2）平波电抗很大，负载电流Id无纹波 3）可控硅阀K1~K6为理想状态 Ls = 0 导通时压降为零，关断后阻抗 为无穷大 控制角：可控硅承受正向电压起到加触发脉冲使其道通的瞬间所对应的电角度 换相：从一个可控硅导通变换为另一个可控硅导通的过程 K6K1导通— K6断开— K2开通— K1K2导通 过程演示 六组轮流导通 K5、K6（Ucb) K6、K1 （Uab) K1、K2（Uac) K2、K3（Ubc) K3、K4（Uba) K4、K5（Uca) 每组可控硅导通时间 电角度 每一可控硅导通时间为 电角度 六脉动整流电路 直流输出电压平均值 Edr 直流输出电压随控制角的增加而减少 直流输出电压为零 整流状态控制角的变化范围：0~90° 换相角：从开始触发换相到完全换相所经过的电角度 换相压降 整流电压、电流波形图 第六章 远距离大容量输电 刘轩东 西安交通大学高电压技术教研室 6.1 电力系统的稳定性分析 电力系统的静态稳定 电力系统的暂态稳定 6.2 直流输电和柔性交流输电 高压直流输电（HVDC） 柔性交流输电（FACTS） 概述 远距离大容量输电的必然性（资源分布不均匀） 煤炭资源主要集中在华北和西北地区 水力资源主要集中在西南地区 东南地区负荷较为集中 输电方式的研究现状 特/超高压交流输电 特/超高压直流输电 其他输电方式：半波输电、紧凑型交流输电、柔性交流输电、分频输电等。 概述 线路传输容量的制约因素 热极限：功率损耗导致过度发热造成弧垂无法恢复性延展或接头融化 电压约束：为保持线路的电压降在允许范围内，必须限制线路上流过的功率 稳定性约束：维持线路两端的电力系统同步运行，有静态稳定和暂态稳定约束 稳定的概念：电力系统在遭受外部扰动下发电机之间维持同步运行的