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《直流输电》 第二章直流输电换流技术(4) 5、逆变器工作原理 5.1 逆变的基本概念 在高压直流输电的情况下，连接到线路一端的整流器将交流电能转换成直流电能，并为接于线路另一端的逆变器提供直流电源，逆变器的交流侧与电网相连接，为用电负荷提供交流电能。因此，用于高压直流输电场合的逆变器均属于有源逆变器。 5.2 两个电源之间功率的相互流转 两个电动势同极性相接时，电流总是从电动势高的流向低的，回路电阻小，可在两个电动势间交换很大的功率。 逆变失败 逆变时，一旦换相失败，外接直流电源就会通过晶闸管电路短路，或使变流器的输出平均电压和直流电动势变成顺向串联，形成很大短路电流。 逆变失败的原因 触发电路工作不可靠，不能适时、准确地给各晶闸管分配脉冲，如脉冲丢失、脉冲延时等，致使晶闸管不能正常换相。 晶闸管发生故障，该断时不断，或该通时不通。 交流电源缺相或突然消失。 换相的裕度角不足，引起换相失败。 6、稳态工况计算公式 关于运行工况的外特性方程 关于运行工况的外特性方程 7、多桥换流器 将两个或多个换流桥串联可以获得所要求的高直流电压。换流桥在直流侧串联、在交流侧并联，变压器组联接于交流电源与桥形连接的换流阀之间，变压器的变比可以在负载的情况下进行调节。 多桥换流器：由直流端串联、交流端并联的一个以上的单桥构成的换流器。 7.1 多桥换流器的接线方式： 典型方式： 每极1组12脉动换流单元--双极双桥 其他方式： 每极2组12脉动换流单元串联 每极2组12脉动换流单元并联 特点：单桥数目为偶数 7.2 12脉动换流器的运行方式 实际应用中，常见多为12脉波换流桥。 工况4-5 ---正常运行方式 工况5 ---非正常运行方式 工况5-6 ---非正常运行方式 等等 在两组变压器中，一组为Y—Y连接，另一组为Y—△连接，用来分别为一对换流桥提供电能。在一个换流桥上提供的三相电压与另一桥提供的三相电压之间移相30°，两个换流桥的交流波形相加，使产生的电流波形比6脉波换流桥的电流更接近于正弦波形。在谐波分析中我们将会看到，在12脉波换流桥中，其交流侧的5次和7次谐波分量被有效地消除了，这显著地减少了滤波器的投资。 此外，采用12脉波换流桥时，直流电压的纹波减小，5次和18次谐波分量消失（6脉波换流桥的直流侧有6次及其整倍数的谐波，然而12脉冲换流桥只有12次及其整倍数的谐波)。 对于不止两个换流桥组成的换流器，更多的脉波数是可能的。3个桥形成的换流器为18脉波；4个桥形成的换流器为24个脉波。这时变压器的联接就比12个脉波换流桥的换流器更为复杂。因此，采用12脉冲换流器及其必需的滤波器是更切合实际的。 7.3 双桥换流器简化等效电路 在正常运行方式下（工况4-5时），每个单桥的ud、id 波形与工作在工况2-3时的对应波形一致。 （1）邻桥的换相与否，不影响本桥的电压。 （2）邻桥的换相与否，不影响本桥的电流。 桥间相互影响： 邻桥的换相使本桥所有未导通阀的电压产生畸变。 从而影响整流器侧接班阀的正常开通，以及逆变器侧熄弧阀的可靠关断。 取A为两桥间相互影响的系数，它代表两桥相互影响的程度。 桥间耦合电抗对12脉动逆变器的影响比对整流器的影响严重。 在直流输电工程中，通常采用的解耦措施是在换流站的交流母线上装设完善的交流滤波装置，使母线电压基本上为正弦电压。 理论上讲，两桥之间的解耦还可以采用平衡电抗器的方法，但这种方法需要在高压换相回路中外加电抗器，另外，系统的等值电抗在运行中也会经常变化，很难做到完全补偿，在实际工程中也很少采用。 o ea1c1 ea2c2 12脉动 12脉波换流桥 直流电压和交流波形 ~ E Xs xT1 xT2 桥2 桥1 1：∠-30° 桥I漏电抗 桥II漏电抗 桥间耦合电抗 结论： 1. 2.A越大，桥间相互影响越严重，未开通阀的波形畸变也越厉害。 桥间相互影响的实质： 两桥间共有一个耦合电感 * 逆变（Invertion）——把直流电转变成交流电，整流的逆过程。 逆变电路——把直流电逆变成交流电的电路。 有源逆变电路——交流侧和电网连结。 无源逆变电路——变流电路的交流侧不与电网联接，而直接接到负载。 对于可控整流电路，满足一定条件就可工作于有源逆变，其电路形式未变，只是电路工作条件转变。既工作在整流状态又工作在逆变状态，称为变流电路。 直流发电机—电动机之间电能的流转 a）两电动势同极性EG EM b）两电动势同极性EM EG c）两电动势反极性，形成短路 E1 E2 (b) R E1 E2 (c) R (a) E1 E2 R I E1输出电能 E2吸收电能 E1吸收电能 E2输出电能 E1、 E2输出电能；R