直流输电基本原理PPT文档.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,中国电力科学研究院,曾南超,直流输电基本原理,1,内容提要,直流输电原理,换流器的结线方式,6,脉动可控桥,换相过程,整流器运行,逆变器运行,等值电路图,稳态特性,两站控制特性的配合,交流量和直流量的近似关系,交直流谐波及无功补偿,2,直流输电原理,(,正送,),整流,逆变,注意:只需很小的压差,Id,3,直流输电原理,(,反送,),整流,逆变,Id,注意:只需很小的压差,电流方向不变,仅电压极性反转！,4,换流器的结线方式,采用,6,脉动,换流桥为基本单元,与其他结线方式相比，,6,脉动换流桥的优点：,直流电压相同条件下，阀在断态下所承受的电压峰值较低；,直流输出功率相同条件下，换流变压器阀侧绕组容量较小；,换流变结线简单，无需两个副绕组或有中心抽头的副绕组；,采用晶闸管元件（半控器件）,晶闸管导通条件,正向电压,触发脉冲,晶闸管关断条件,电流过零,5,晶闸管,阴极,阳极,门极,6,六脉动换流桥,桥臂,共阴极组,共阳极组,7,晶闸管阀塔,8,6,脉动二极管整流桥,(,未计入换相电感,),e,a,e,b,e,c,共阳极组,共阴极组,I,d,I,d,9,6,脉动二极管整流,直流电压（平均值）,纹波,10,整流器的阀电流和交流侧电流（,不计换相,）,11,换相过程,e,a,e,b,e,c,12,叠弧（换相电感）引起的电压降,整流电压,(,平均值,),电压降,峰值整流,13,6,脉动可控桥,a,0,时，考虑叠弧后整流电压平均值,-,e,a,e,b,e,c,i,a,i,c,i,b,I,d,I,d,A,B,C,U,+,U-,14,可控整流电压,C,15,电压矢量关系,e,a,e,b,e,c,(,e,a+,e,c)/2,电压矢量关系,16,可控整流器的外特性,17,换流器的等值电路,18,可控整流器的阀两端电压波形,19,单桥整流器相电流波形,e,a,e,b,e,c,e,a,e,b,e,c,C1,C2,C3,C4,C5,C6,C1,C1,C2,C3,C4,C5,C6,5 6 1,5 6,6 1 2,6 1,1 2 3,1 2,2 3 4,2 3,3 4 5,3 4,4 5 6,4 5,5 6 1,5 6,6 1 2,6 1,1 2 3,1 2,2 3 4,2 3,3 4 5,3 4,4 5 6,4 5,p1,p2,p3,p4,p5,p6,p1,p2,p3,p4,p5,p6,U+,U-,20,单桥整流器电压波形,e,a,e,b,e,c,e,a,e,b,e,c,C1,C2,C3,C4,C5,C6,C1,C1,C2,C3,C4,C5,C6,5 6 1,5 6,6 1 2,6 1,1 2 3,1 2,2 3 4,2 3,3 4 5,3 4,4 5 6,4 5,5 6 1,5 6,6 1 2,6 1,1 2 3,1 2,2 3 4,2 3,3 4 5,3 4,4 5 6,4 5,p1,p2,p3,p4,p5,p6,p1,p2,p3,p4,p5,p6,e,ac,e,ab,e,ba,e,bc,e,cb,e,ca,e,ac,e,ab,e,ba,e,bc,e,cb,e,ca,U+,U-,21,整流桥波形,整流运行,直流电压,相电流,桥臂电压,22,整流运行小结,直流电压,V,d,V,dio,cos,d,I,d,Vdio,1.35E 理想空载直流电压,E,换流变阀侧线电压有效值,d 3L/等值换相电阻,L,从电源到阀桥之间的每相,等值电抗,Id 直流电流,23,单桥逆变器,24,逆变器,25,逆变器的直流电压（,0,）,26,逆变电压,A,C,c,4,V,5,P,1,V,5,V,1,V,1,27,逆变器的阀电压与阀电流,28,e,c,e,b,e,a,e,a,e,b,e,c,p4,p3,p6,p1,p2,p5,p1.,p2,P4,p3,p6,p5,612,61,456,345,561,123,234,345,456,561,612,123,234,45,56,61,12,23,34,45,56,12,23,C6,C4,C4,C2,C3,C5,C6,C1,C2,C3,C5,C1,i,V1,i,V2,i,V3,i,V4,i,V5,i,V6,单桥逆变器阀电流波形,29,单桥逆变器换流变阀侧电流波形,e,c,e,b,e,a,e,a,e,b,e,c,p4,p3,p6,p1,p2,p5,p1.,p2,P4,p3,p6,p5,612,61,456,345,561,123,234,345,456,561,612,123,234,45,56,61,12,23,34,45,56,12,23,C6,C4,C4,C2,C3,C5,C6,C1,C2,C3,C5,C1,i,v1,i,v1,-i,v4,-i,v4,i,v3,i,v3,-i,v6,-i,v6,i,v5,-i,v2,-i,v2,i,v5,30,逆变桥波形,逆变运行,直流电压,相电流,桥臂电压,31,逆变运行小结,超前角,180,迭弧角,关断角,(,),熄弧角，换相余裕角,直流电压,V,d,V,dio,cos,d,I,d,V,d,V,dio,cos,d,I,d,V,dio,1.35E,理想空载直流电压,E,换流变阀侧线电压有效值,d,3L,/,等值换相电阻,I,d,直流电流,32,逆变器定,等值电路,33,逆变器定,等值电路,34,稳态特性,单桥换流器稳态特性,=,35,直流电压与,角的关系,36,换流器的功率因数,37,相关公式总结,整流,逆变,叠弧角,38,等值电路图,39,稳态特性,S点左侧,Vd=Vdzocos,-,Id,dz,S点右侧,定,运行,Vd=,Vdoncos,+,Id,(dn+R),定,运行,Vd=,Vdoncos,-,Id,(dn-R),Id=(Vdzocos,-Vdoncos)/(dz+R+dn),=(Vdzocos,-Vdoncos,)/(dz+R-dn),40,控制特性配合,1,定,、,定,定,、,定,V,d,1.0,(p.u.),0.0 I,d,(p.u.),(p.u.),V,d,1.0,0.0 I,d,(p.u.),41,控制特性配合,2,定,Id,、,定,定,、,定,Id,V,d,1.0,(p.u.),0.0 I,d,(p.u.),(p.u.),V,d,1.0,0.0 I,d,(p.u.),C,c,42,控制特性配合,3,定,Ud,、,定,Id,V,d,1.0,(p.u.),0.0 I,d,(p.u.),(p.u.),V,d,0.8,0.0 I,d,(p.u.),B,C,b,c,43,控制特性配合,4,电流裕度控制,V,d,1.0,(p.u.),0.0 I,d,(p.u.),I,dz,I,dn,V,d,1.0,(p.u.),0.0 I,d,(p.u.),=18,I,dz,I,n,I,44,电流调节器示意,Id,调节例,45,小结,控制直流功率的手段,改变,角,(,Vd,1.35Ecos,dId,),调节范围大；连续调节；调节速度快。,主要控制手段,改变换流变抽头位置,(,Vd,1.35,E,cos,dId,),调节范围小；分级调节；调节速度慢。,辅助控制手段,46,小结,基本控制配合,1,整流站控制,I,d,由电流调节器控制,I,d,I,d,I,do,由换流变抽头调节控制换流器,=152.5,逆变站控制,U,d,由关断角调节器控制,17,由换流变抽头调节控制,U,d,U,d,U,do,1%,例：三常、三广,47,小结,基本控制配合,2,整流站控制,I,d,由电流调节器控制,I,d,I,d,I,do,由换流变抽头调节控制换流器,=152.5,逆变站控制,U,d,由电压调节器控制,U,d,U,d,U,do,由换流变抽头调节控制,17 2.5,例：天广、贵广,48,小结,基本控制配合,3,整流站控制,I,d,由电流调节器控制,I,d,I,d,I,do,由换流变抽头调节控制换流变阀侧空载电压,U,di0,不变。,逆变站控制,U,d,由关断角调节器控制,17,由换流变抽头调节控制换流变阀侧空载电压,U,di0,不变。,例：葛南,49,交流量和直流量的近似关系,交流电流和直流电流,换流桥交流侧电流有效值,I=(,6/,),*,I,d,=0.78I,d,换流桥交流侧基波电流有效值,I,1,=(,6/,),*,I,d,*,k,1,k,1=,f(,),交流电压和直流电压,V,d,=3*,2/(2)*E*cos+cos(+),换流器视在功率,W=3*E*I,换流器总功率因数,cos=cos +cos(+)/2,交流功率和直流功率,P=P,d,忽略换流器损耗（,3,时，通常采用交流滤波器及电容器组和电抗器组。,当短路比,3,时，才需要考虑其他器件,73,交流谐波及无功补偿,9.,无功补偿设备分组,分组,相应的开关设备,占地,投资,减少分组的主要限制条件,1),交流系统最大容许投切容量,单组投切稳态电压变化,一般要求,1,1.5%,单组投切动态电压变化,一般要求,2,交流系统稳态强度,(dU/dQ),越小，要求越严。,2,）滤波器种类,为保证直流系统可靠性和可用率，每种滤波器需要多于,1,组。,通常，一个换流站的容性无功补偿设备分为,8,12,组，感性无功,0,2,组。,74,谢谢,!,请提出您的宝贵意见,75,