直流輸電的基本原理課件

直流輸電的基本原理直流輸電的基本原理直流輸電的構成直流輸電系統(tǒng)的構成主要是整流站、逆變站和直流輸電線路三部分。對于可進行功率反送的直流輸電工程，其換流站既可以作為整流站運行，又可以作為逆變站運行。直流輸電的基本原理換流站功能：實現(xiàn)ac-dc或者dc-ac的變換，前者稱為整流，后者稱為逆變。結線方式是多種多樣的，其中三相橋式結線最為常用，由6個橋臂組成，每一個橋臂由數(shù)十個至數(shù)百個串聯(lián)的晶閘管元件組成。橋臂具有閥的特性，正常情況下只能從陽極到陰極單方向?qū)?。直流輸電的基本原理換流站由基本換流單元組成。換流單元包括換流變壓器、換流器、相應的交流濾波器和直流濾波器以及控制保護裝置等。目前主要采用6脈動和12脈動兩種。直流輸電的基本原理閥的通斷條件

橋閥從關斷狀態(tài)轉入導通狀態(tài)必須同時具備兩個條件：–閥承受正向電壓，即閥的陽極電位高于陰極電位；

–控制極得到足夠能量的觸發(fā)脈沖信號。閥在導通狀態(tài)下直到流通電流降為0時才會關斷，并在承受足夠反向電壓后確保關斷。直流輸電的基本原理理想情況下整流器的工作原理聯(lián)系最高交流電壓的晶閘管將導通，電流由此送出；而聯(lián)系最低交流電壓的晶閘管也將導通，電流由此返回。通過按照一定順序的閥的通斷將交流電壓變換成脈動的直流電壓。由于直流電壓在工頻一個周期內(nèi)有6個脈動，所以三相橋式的單橋換流器是屬于六脈動換流器。直流輸電的基本原理6脈動換流單元觸發(fā)脈沖順序：1-2-3-4-5-6-1每個閥觸發(fā)間隔：60?每個閥導通時間：120?直流輸電的基本原理與其他結線方式相比，6脈動換流橋的優(yōu)點：直流電壓相同條件下，閥在斷態(tài)下所承受的電壓峰值較低；直流輸出功率相同條件下，換流變壓器閥側繞組容量較??；換流變結線簡單，無需兩個副繞組或有中心抽頭的副繞組6脈動換流單元的優(yōu)點直流輸電的基本原理換流帶來的問題（1）換流器需要消耗大量無功；（2）換流在交流側產(chǎn)生諧波電流、在直流側產(chǎn)生諧波電壓；（3）換流設備應力與常規(guī)交流設備有區(qū)別；（4）大地回線，接地極的要求；（5）直流系統(tǒng)逆變側易發(fā)生換相失敗。直流輸電的基本原理換流站的控制定電壓控制定電流控制定觸發(fā)角控制（α、β）目前，整流站通常采用定電流控制，逆變站通常采用定β角控制。（除非發(fā)生大擾動）直流輸電的基本原理定電流控制控制特性為一垂直線，維持直流電流為恒定值。直流輸電的基本原理定電壓控制定電壓控制的基本原理與定電流控制相似，只是反饋信號改變?yōu)橹绷麟妷?。控制特性是以維持直流電壓等于整定值為目標。直流輸電的基本原理直流輸電的基本原理直流輸電的基本原理整流站和逆變站的電壓偏差計算方法不同，整流站為參考值減去實際值，而逆變站為實際值減去參考值。所以對于整流站，控制規(guī)律與電流控制相似，而對于逆變站，當ε>0，將增大PI控制器輸出試圖使觸發(fā)角減小以減小電壓，當ε<0將減小PI控制器輸出試圖使觸發(fā)角增大而增大電壓。在整流站，直流電壓控制主要用于通過增大觸發(fā)角來限制直流不過電壓，一般還要增加一個電壓裕度以保證在正常情況下不起作用。在逆變站，正常運行時直流電壓控制起作用以保持該極的直流電壓。直流輸電的基本原理定觸發(fā)角控制定觸發(fā)角控制分為兩種：整流側——延遲角控制（定α角）逆變側——定越前角控制（定β角）直流輸電的基本原理整流側：1、一組斜率為-Rcr的平行線組；2、α越大，相應的伏安特性越低；3、當交流電壓E1或變壓器變比K1變化時，特性直線將平行地上下移動。直流輸電的基本原理逆變側：1、一組斜率為-Rci的平行線組；2、β越大，相應的伏安特性越低；3、當交流電壓E2或變壓器變比K2變化時，特性直線將平行地上下移動。直流輸電的基本原理電流裕度法這是兩端直流系統(tǒng)的基本控制方式。整流側特性由定直流電流和定最小觸發(fā)角兩段直線構成；逆變側特性由定直流電流和定關斷角（或定直流電壓）構成。為了避免兩端電流調(diào)節(jié)器同時工作引起調(diào)節(jié)的不穩(wěn)定，逆變側電流調(diào)節(jié)器定值比整流側一般小0.1pu，這就是電流裕度，無論是穩(wěn)態(tài)還是暫態(tài)都必須保持。直流輸電的基本原理若電流裕度太大，發(fā)生控制方式轉變時，傳輸功率減少很多；若電流裕度太少，則可能運行中的微小波動致使兩段電流調(diào)節(jié)器都參與控制，造成運行不穩(wěn)定。直流輸電的基本原理正常運行時，通常以整流側定直流電流，逆變側定關斷角（或定直流電壓）運行。當整流側交流電壓降低或逆變側交流電壓升高很多時，此時整流側進入定最小觸發(fā)角控制，逆變器則自動轉為控制直流電流，其整定值比整流器的低0.1pu

。直流輸電系統(tǒng)的其他控制功能都是在此基礎上增設的。直流輸電的基本原理當交流系統(tǒng)發(fā)生小擾動時，整流站、逆變站控制系統(tǒng)如何動作？直流輸電的基本原理當交流側系統(tǒng)發(fā)生小擾動時，整流站不會改變其定電流控制，只是電壓會有小的波