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。（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)19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。

5、电压互感器和消弧线圈。在某次谐波频率下，电压互感器可能与电网中的电容构成并联谐振电路，从而导致过电压而使互感器自身损坏；当电网中谐波分量较大时，故障处电流过零点的时刻发生变化，可能会延迟或阻碍消弧线圈的消弧作用，影响电网运行。

17、<换流站设备>换流站中应包括的主要设备或设施有：换流阀、换流变压器、平波电抗器、交流开关设备、交流滤波器及交流无功补偿装置、直流开关设备、直流滤波器、控

制与保护装置以及远程通信系统等。

18、<直流输电损耗>两端换流站损耗、直流输电线路损耗和接地极系统损耗。

1换流站损耗：分为热备用损耗和负荷损耗

2直流输电线路损耗：与电压相关的损耗——电晕损耗；绝缘子串的泄漏损耗。与电流相关的损耗——直流电流在线路电阻上产生的损耗。

3接地极系统损耗：直流输电的接地系统主要是为直流电流提供一个返回通路，在运行中也会产生损耗。

19、<直流平波电抗器作用>（1）平波电抗器能防止由直流线路或直流开关站所产生的陡波冲击波进入阀厅，从而使换流阀免于遭受过电压应力而损坏；（2）平波电抗器能平滑直流电流中的纹波，能避免在低直流功率传输时电流的断续；（3）平波电抗器通过由快速电压变化所引起的电流变化率来降低换相失败率。

20、<接地极引线>为避免直流电流对换流站附近地下金属物的电化学腐蚀，通常接地极均远离换流站数十公里。因此从换流站到接地极之间还需要架设接地极线路（也称接地极引线）。接地极系统的损耗与直流输电系统的运行方式有关。

21、<电解腐蚀>在直流输电系统中，大地相当于电解液，当直流电流通过大地返回时，负离子向阳极移动，在阳极发生氧化反应，即产生电解腐蚀。防止地下金属物被腐蚀的常用方法有：a、阴极保。b、涂层与回填。

22、<有功功率和无功功率>有功功率受频率影响，无功功率受电压影响。

23、<直流输电系统和交流输电系统的区别>亦或是直流架空线路和电缆的区别，没听清楚。

24、<直流输电工程类型及适用场合>远距离大容量直流架空线路工程，背靠背直流联网工程，跨海峡直流海底电缆工程，向大城市送电的直流地下电缆工程，向孤立负荷点送电或从孤立电站向电网送电的直流工程，与交流输电并联的直流输电工程。HVDC的适用场合：a.远距离大容量输电b.电力系统联网c.直流电缆送电d.现有交流输电线路的增容改造e.轻型直流输电 。

25、<直流输电系统的构成>两端直流系统：整流站、逆变站和直流输电线路。

26、<滤波器>按用途分类：交流滤波器、直流滤波器。按连接方式分类：串联滤波器、并联滤波器。按电源特性分类：有源滤波器、无源滤波器。按滤波的实现方式（按阻抗特性）分类：单调谐滤波器、双调谐滤波器、三调谐滤波器、高通滤波器。交流滤波器的任务：滤除换流器产生的谐波电流；向换流器提供部分基波无功。直流滤波器滤除流经中性母线和地之间的各次非特征谐波，无需提供工频无功功率。

补充

1、<有源逆变运行要求存在如下三个条件>一个提供换相电压(换相短路电流)的有源交流系统；一个反极性的直流电源以提供连续的单向(即通过开关器件从阳极流向阴极)电流；一个提供触发延迟超过90°的全控整流（Ud<0）电路。

2、<为什么换流器要吸收无功功率？>

3、<什么是换相重叠？这它是如何产生的？>

4、<换流站的谐波是如何分类的？>

5、<谐波次数>谐波次数h必须为基波频率的整数倍；我国电力系统的标称频率（工频）为50Hz，则基波频率为50Hz，2次谐波频率为100Hz。

6、<换流阀>在高压直流输电系统中，为实现换流所需的三相桥式换流器的桥臂，称为换流阀，它是换流器的基本单元设备。换流阀的作用：是进行换流的关键设备，在直流输电工程中，它除了具有进行整流和逆变的功能外，在整流站还具有开关的功能，可利用其快速可控性对直流输电的起动和停运进行快速操作。

7、<经济电流密度>经济电流密度就是使输电导线在运行中，电能损耗、维护费用和建设投资等各方面都是最经济的。根据不同的年最大负荷利用小时数，选用不同的材质和每平方毫米通过的安全电流值。

8、<高压直流输电的应用主要在以下几个方面>高电压、远距离、大容量输电；跨海送电；两个交流系统的非同步运行；由地下电缆向大城市供电；交流系统互联或者配电网增容时，作为短路容量的措施之一；配合新能源输电；

9、<注>以上整理顺序按书本页面而来。