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(gòu)成直流輸電系統(tǒng)的構(gòu)成主要是整流站、逆變站和直流輸電線路三部分。對(duì)于可進(jìn)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(yùn)行，又可以作為逆變站運(yùn)行。直流輸電的基本原理?yè)Q流站功能：實(shí)現(xiàn)ac-dc或者dc-ac的變換，前者稱為整流，后者稱為逆變。結(jié)線方式是多種多樣的，其中三相橋式結(jié)線最為常用，由6個(gè)橋臂組成，每一個(gè)橋臂由數(shù)十個(gè)至數(shù)百個(gè)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(yáng)極到陰極單方向?qū)?。直流輸電的基本原理?yè)Q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(yīng)的交流濾波器和直流濾波器以及控制保護(hù)裝置等。目前主要采用6脈動(dòng)和12脈動(dòng)兩種。直流輸電的基本原理閥的通斷條件

橋閥從關(guān)斷狀態(tài)轉(zhuǎn)入導(dǎo)通狀態(tài)必須同時(shí)具備兩個(gè)條件：–閥承受正向電壓，即閥的陽(yáng)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(hào)。閥在導(dǎo)通狀態(tài)下直到流通電流降為0時(shí)才會(huì)關(guān)斷，并在承受足夠反向電壓后確保關(guān)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(dǎo)通，電流由此送出；而聯(lián)系最低交流電壓的晶閘管也將導(dǎo)通，電流由此返回。通過(guò)按照一定順序的閥的通斷將交流電壓變換成脈動(dòng)的直流電壓。由于直流電壓在工頻一個(gè)周期內(nèi)有6個(gè)脈動(dòng)，所以三相橋式的單橋換流器是屬于六脈動(dòng)換流器。直流輸電的基本原理6脈動(dòng)換流單元觸發(fā)脈沖順序：1-2-3-4-5-6-1每個(gè)閥觸發(fā)間隔：60?每個(gè)閥導(dǎo)通時(shí)間：120?直流輸電的基本原理與其他結(jié)線方式相比，6脈動(dòng)換流橋的優(yōu)點(diǎn)：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(cè)繞組容量較小；換流變結(jié)線簡(jiǎn)單，無(wú)需兩個(gè)副繞組或有中心抽頭的副繞組6脈動(dòng)換流單元的優(yōu)點(diǎn)直流輸電的基本原理?yè)Q流帶來(lái)的問(wèn)題（1）換流器需要消耗大量無(wú)功；（2）換流在交流側(cè)產(chǎn)生諧波電流、在直流側(cè)產(chǎn)生諧波電壓；（3）換流設(shè)備應(yīng)力與常規(guī)交流設(shè)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(cè)易發(fā)生換相失敗。直流輸電的基本原理?yè)Q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(dòng)）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(hào)改變?yōu)橹绷麟妷??？刂铺匦允且跃S持直流電壓等于整定值為目標(biāo)。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(jì)算方法不同，整流站為參考值減去實(shí)際值，而逆變站為實(shí)際值減去參考值。所以對(duì)于整流站，控制規(guī)律與電流控制相似，而對(duì)于逆變站，當(dāng)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(dāng)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(guò)增大觸發(fā)角來(lái)限制直流不過(guò)電壓，一般還要增加一個(gè)電壓裕度以保證在正常情況下不起作用。在逆變站，正常運(yùn)行時(shí)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(cè)——延遲角控制（定α角）逆變側(cè)——定越前角控制（定β角）直流輸電的基本原理整流側(cè)：1、一組斜率為-Rcr的平行線組；2、α越大，相應(yīng)的伏安特性越低；3、當(dāng)交流電壓E1或變壓器變比K1變化時(shí)，特性直線將平行地上下移動(dòng)。直流輸電的基本原理逆變側(cè)：1、一組斜率為-Rci的平行線組；2、β越大，相應(yīng)的伏安特性越低；3、當(dāng)交流電壓E2或變壓器變比K2變化時(shí)，特性直線將平行地上下移動(dòng)。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(cè)特性由定直流電流和定最小觸發(fā)角兩段直線構(gòu)成；逆變側(cè)特性由定直流電流和定關(guān)斷角（或定直流電壓）構(gòu)成。為了避免兩端電流調(diào)節(jié)器同時(shí)工作引起調(diào)節(jié)的不穩(wěn)定，逆變側(cè)電流調(diào)節(jié)器定值比整流側(cè)一般小0.1pu，這就是電流裕度，無(wú)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(zhuǎn)變時(shí)，傳輸功率減少很多；若電流裕度太少，則可能運(yùn)行中的微小波動(dòng)致使兩段電流調(diào)節(jié)器都參與控制，造成運(yùn)行不穩(wěn)定。直流輸電的基本原理正常運(yùn)行時(shí)，通常以整流側(cè)定直流電流，逆變側(cè)定關(guān)斷角（或定直流電壓）運(yùn)行。當(dāng)整流側(cè)交流電壓降低或逆變側(cè)交流電壓升高很多時(shí)，此時(shí)整流側(cè)進(jìn)入定最小觸發(fā)角控制，逆變器則自動(dòng)轉(zhuǎn)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(chǔ)上增設(shè)的。直流輸電的基本原理當(dāng)交流系統(tǒng)發(fā)生小擾動(dòng)時(shí)，整流站、逆變站控制系統(tǒng)如何動(dòng)作？直流輸電的基本原理當(dāng)交流側(cè)系統(tǒng)發(fā)生小擾動(dòng)時(shí)，整流站不會(huì)改變其定電流控制，只是電壓會(huì)有小的波