特高压直流输电工程一次系统设计-课件

特高压直流输电工程一次系统设计2012.111ppt课件1 直流输电技术直流输电技术11 世界直流技术发展过程世界直流技术发展过程(1)汞弧阀换流时期汞弧阀换流时期世界上共有12项采用汞弧阀换流的直流工程投入运行。其中最大输送容量和最长输送距离的为美国太平洋联络线(1440MW、1362km)，最高输电电压的为加拿大纳尔逊河I期工程(450kV)。这一时期可称为汞弧阀换流时期。2ppt课件(2)晶闸管阀换流时期晶闸管阀换流时期 1970年瑞典首先在哥特兰岛直流工程上扩建了直流电压为50kv，功率为10MW，采用晶闸管换流阀的试验工程。1972年世界上第一个采用晶闸管换流的伊尔河背靠背直流工程在加拿大投入运行。由于晶闸管换流阀比汞弧阀有明显的优点，此后新建的直流工程均采用晶闸管换流阀。与此同时，原来采用汞弧阀的直流工程也逐步被晶闸管阀所替代。3ppt课件(3)新型半导体换流设备的应用新型半导体换流设备的应用20世纪90年代以后，新型氧化物半导体器件一绝缘栅双极晶体管(IGBT)首先在工业驱动装置上得到广泛的应用。19542000年，世界上已投入运行的直流输电工程有63项，其中架空线路17项，电缆线路8项，架空线和电缆混合线路12项，背靠背直流工程26项。4ppt课件12 直流基本原理和主要部件构成直流基本原理和主要部件构成1）直流输电工程系统构成）直流输电工程系统构成直流输电工程的系统结构可分为两端（或端对端）直流输电系统和多端直流输电系统两大类。两端直流输电系统是只有一个整流站（送端）和一个逆变站（受端）的直流输电系统，即只有一个送端和一个受端，它与交流系统只有两个连接端口，是结构最简单的直流输电系统。多端直流输电系统与交流系统有三个或三个以上的连接端口，它有三个或三个以上的换流站。5ppt课件2）换流站基本换流单元）换流站基本换流单元直流输电换流站由基本换流单元组成，基本换流单元是在换流站内允许独立运行，进行换流的换流系统，主要包括换流变压器、换流器、相应的交流滤波器和直流滤波器以及控制保护装置等。目前工程上所采用的基本换流单元有6脉动换流单元和12脉动换流单元两种。6ppt课件13 直流应用和工程类型直流应用和工程类型1.3.1 直流输电应用直流输电应用直流输电的应用场合可分为以下两大类型。1)采用交流输电在技术上有困难或不可能，而只能采用直流输电的场合，如不同频率(如50Hz、60Hz)电网之间的联网或向不同频率的电网送电；因稳定问题采用交流输电难以实现；远距离电缆送电，采用交流电缆因电容电流太大而无法实现等。2)在技术上采用两种输电方式均能实现，但采用直流输电比交流输电的技术经济性好。对于这种情况则需要对工程的输电方案进行比较和论证，最后根据比较的结果选择术经济性能优越的方案。7ppt课件目前直流输电的应用主要在以下几个方面。(1)远距离大容量输电直流输电线路的造价和运行费用均交流输电低，而换流站的造价和运行用均比交流变电所的高。8ppt课件9ppt课件(2)电力系统联网电力系统联网(a)直流联网为非同步联网，这与采用交流的同步联网有本质的不 同。非同步联网的被联电网可用各自的频率非同步独立运行，可保持各个电网自己的电能质量（如频率、电压）而不受联网的影响。采用交流的同步联网，必须在同一频率下同步运行。(b)被联电网间交换的功率，可以用直流输电的控制系统进行快速、方便地控制，而受被联电网运行条件的影响，便于经营和管理。采用交流联网，则联络线上的功率受两电网运行情况的影响而很难进行控制。10ppt课件(c)联网后不增加被联电网的短路容量，不需要考虑因短路容量的增加、断路器因遮断容量不够而需要更换、以及电缆需要采用限流措施等问题。(d）可以方便地利用直流输电的快速控制来改善交流电网的运行性能，减少故障时两电网的相互影响，提高电网运行的稳定性，降低大电网大面积停电的概率，提高大电网运行的可靠性。11ppt课件目前在工程中所采用的直流联网有以下两种类型:1)背靠背直流联网背靠背直流联网其特点是整流和逆变放在一个背靠背换流站内；无直流输电线路；可选择低的直流电压和较小的平波电抗值；可省去直流滤波器，从而降低了换流站的造价。另外，它还可以比远距离直流输电更为方便地调节换流站的无功功率，来改善被联电网的电压稳定性。对于电力系统之间的弱联系，采用背靠背联网更为有利。12ppt课件2)远距离大容量直流输电同时又具有联网性质远距离大容量直流输电同时又具有联网性质当电力系统的大型电站需要向其他电网远离电站的负荷中心送电时，可以利用直流输电在远距离输电和联网方面的优点，选择这种类型的输电方式。中国三峡电站向华东和广东送电，均属于这种类型，它既解决了三峡向华东和广东的送电问题，又实现了华中与华东和华中与华南电网的联网问题，在全国联网中起了重要的作用。13ppt课件3)直流电缆送电直流电缆送电直流电缆没有电容电流，输送容量不受距离的限制，而交流电缆由于电容电流很大，其输送距离将受到限制。交流电缆每相的电容电流可用下式表示(11)其临界距离可用下式表示 (km)(12)由上式可知，交流电缆的临界输送距离与其所允许的负荷电流成正比，而与其额定电压和单位长度的电容成反比，其额定电压越高，单位长度的电容越大，则临界距离越短。14ppt课件4)现有交流输电线路的增容改造现有交流输电线路的增容改造一些地区高压架空线路走廊的选择越来越困难。直流输电的输电密度比交流输电高，改建现有交流输电线路为直流输电线路是利用已有的线路走廊，提高输电能力值得考虑的办法。5)轻型直流输电轻型直流输电(HVDC Light)轻型直流输电是20世纪90年代开始发展的一种新型直流输电工程。它采用脉宽调制(PWM)技术，应用绝缘栅双极晶体管(1GBT)组成的电压源换流器进行换流。由于这种换流器的功能强、体积小，可减少换流站的设备、简化换流站的结构，从而称之为轻型直流输电。15ppt课件2.直流输电的工作原理直流输电的工作原理 主要由换流站（整流站和逆变站）、直流线路、交流侧和直流侧的电力滤波器、无功补偿装置、换流变压器、直流电抗器以及保护、控制装置等构成（见图直流输电系统的基本构成）。其中换流站是直流输电系统的核心，它完成交流和直流之间的变换。16ppt课件2.直流输电的工作原理直流输电的工作原理q 整流器的工作原理整流器的工作原理 滞后角（触发角）滞后角（触发角）整流器电压整流器电压q 逆变器工作原理逆变器工作原理 换相过程（换相角）和熄弧角换相过程（换相角）和熄弧角 逆变器电压逆变器电压17ppt课件 换流器工作原理n单6脉动桥等值电路18ppt课件 交流电压19ppt课件6脉动桥导通及换相过程20ppt课件 n触发延迟角：如果在阀上施加触发脉冲的时刻比自然换相点C1延迟一个相位角，那么这个相位角就是触发延迟角。n通过改变触发延迟角，整流侧可以实现对直流电压的控制。n换流器的实质是6个可控的电子开关，在触发脉冲的控制下轮流将直流侧接到三相交流电源的某两相上，从而将交流变成直流。21ppt课件 直流电压波形22ppt课件 换流器功率因数角n换流器总是存在滞后的功率因数，因此在工作过程中要消耗大量的无功。23ppt课件n单桥等值电路：n为了保证正常触发，触发角不能太小，但触发角太大将增加换流器的无功损耗。通常触发角为12.517.5度。24ppt课件 逆变器的工作原理n换流器作为逆变器运行必须满足以下3个条件：n整流器空载电压大于逆变器空载电压，且两者方向相反；n逆变器也必须由交流系统提供换相电流，以实现逆变器的桥阀按照正确的顺序换相。在逆变器的桥阀顺序导通的时候，把直流电流送入逆变器所连接的交流系统三相中；n要有足够大的超前关断角，以保证换流阀的可靠触发。25ppt课件 逆变器阀电压和直流电压26ppt课件 多桥换流器n多桥换流器通常由偶数个桥串联组成，每2个桥组成1个双桥。每个双桥中的2个桥分别由相位相差30度的2组交流电源供电。2 组交流电源可以由接线为Y/Y,Y/delta的2组换流变压器得到。由于两者交流相位相差30度，得到的直流电压是12脉动的。n在直流电流中，仅含有12k1次的特征谐波。27ppt课件直流系统接线：直流系统接线：整流侧整流侧+逆变侧逆变侧28ppt课件3 直流输电设备直流输电设备直流场:直流开关刀闸/母线/平波电抗/直流滤波器/直流电压电流测量/直流出线/交流场:开关刀闸/母线/交流进线/避雷器换流变压器/交流滤波器/阻波器/电压电流测量/阀厅:换流阀/刀闸继电器小室:交流保护/交流场滤波器场测控及保护/控制室:直流极控阀控系统/SCADA系统/空调/消防/站用电/阀内水冷系统/29ppt课件q 换流阀是换流站中的主要设备，它的作用是把换流阀是换流站中的主要设备，它的作用是把交流电力变成直流电力，或者实现逆变换。交流电力变成直流电力，或者实现逆变换。q早早期期直直流流工工程程多多采采用用汞汞弧弧阀阀，随随着着电电力力电电子子工工业业的的发发展展，晶晶闸闸管管阀阀逐逐步步取取代代了了汞汞弧弧阀阀。根根据据触触发发方方式式不不同同，晶晶闸闸管管阀阀又又可可分分为为电电触触发发晶晶闸闸管管换换流阀和光触发晶闸管换流阀。流阀和光触发晶闸管换流阀。q晶晶闸闸管管阀阀有有空空气气绝绝缘缘和和油油绝绝缘缘两两种种，空空气气绝绝缘缘占占主主导导地地位位。空空气气绝绝缘缘阀阀有有风风冷冷、循循环环油油冷冷和和水水冷等冷却方式，其中以水冷的效果最好。冷等冷却方式，其中以水冷的效果最好。3.各设备的特点和作用各设备的特点和作用 换流阀换流阀30ppt课件直流输电设备直流输电设备:晶闸管换流阀晶闸管换流阀TCUTCUTCUTCU31ppt课件可控硅的特性触发角触发角=18度度 触发角触发角=108度度 触发角触发角=162度度32ppt课件直流输电设备直流输电设备:换流变换流变33ppt课件大型直流输电系统的换流变压器通常采用单相双绕组结构。特点和作用：特点和作用：换流变压器换流变压器q隔离交、直流系统，避免直流电压进入交流系统。隔离交、直流系统，避免直流电压进入交流系统。q提供换流阀所需的可控交流电压。提供换流阀所需的可控交流电压。q限制故障时的短路电流和控制换向期间阀电流的上升。限制故障时的短路电流和控制换向期间阀电流的上升。q用用于于提提供供相相差差3030度度电电气气角角的的两两个个阀阀桥桥电电源源，减减少少低低次次谐谐波尤其是波尤其是5 5次及次及7 7次谐波。次谐波。34ppt课件q适当的短路电抗（适当的短路电抗（15%15%18%18%）。）。q足够的直流偏磁电流耐受能力。足够的直流偏磁电流耐受能力。q足够的交、直流混合电压耐受能力。足够的交、直流混合电压耐受能力。q足够的谐波耐受能力。足够的谐波耐受能力。特点和作用：特点和作用：换流变压器换流变压器由于换流变的作用和运行条件与一般电力变压器不同，因此它在绝缘结构、短路阻抗、直流偏磁、噪音和试验等方面有其与电力变压器不同的特点：35ppt课件特点和作用：特点和作用：交流滤波器交流滤波器q 滤滤除除换换流流器器产产生生的的谐谐波波，将将流流入入交交流流系系统统的的谐波电波限制在允许范围以内。谐波电波限制在允许范围以内。q 为换流站提供无功补偿。为换流站提供无功补偿。36ppt课件直流输电设备直流输电设备:交直流滤波器交直流滤波器滤波器总电流滤波器总电流滤波器母线电压并联谐振支路电压电阻支路电流交流滤波器:滤波/无功补偿37ppt课件特点和作用：特点和作用：交流滤波器交流滤波器38ppt课件特点和作用：特点和作用：交流滤波器交流滤波器39ppt课件特点和作用：特点和作用：直流滤波器及中性母线电容器直流滤波器及中性母线电容器q直直流流滤滤波波器器通通过过减减小小直直流流侧侧谐谐波波，降降低低直直流流线路对通信的干扰。线路对通信的干扰。q直直流流滤滤波波器器可可采采用用双双调调谐谐、三三调调谐谐滤滤波波器器，调谐频率一般为调谐频率一般为12/24/3612/24/36。q中中性性母母线线电电容容器器与与变变压压器器的的杂杂散散电电容容构构成成回回路，限制中性母线上路，限制中性母线上3 3倍频的谐波分量。倍频的谐波分量。40ppt课件41ppt课件 q限制直流电流的突变，减小换相失败的可能性。限制直流电流的突变，减小换相失败的可能性。q当当直直流流线线路路故故障障时时，在在整整流流侧侧调调节节器器作作用用的的配配合合下下，限限制制短短路路电电流流的的峰峰值值。同同时时还还可可限限制制线线路路和和装装在在线线路路端端的的设设备备的的并并联联电电容容通通过过逆逆变变器器放放电电的的电流。电流。q减小直流线路中电压和电流的谐波分量。减小直流线路中电压和电流的谐波分量。q防止换流阀的雷电过电压。q避免直流侧谐振。避免直流侧谐振。特点和作用：特点和作用：平波电抗器平波电抗器采用干式或油浸式平波电抗器（270mH）：42ppt课件特点和作用：特点和作用：直流直流PLCPLC及及RIRI滤波器滤波器q 换换流流阀阀在在开开通通过过程程中中会会产产生生高高频频干干扰扰，为为了了限限制制直直流流系系统统的的无无线线电电干干扰扰（0.5MHz0.5MHz20MHz20MHz）以以及及对对电电力力载载波波和和通通信信明明线线的的干干扰扰（30kHz30kHz500kHz500kHz），在换流站内装设了），在换流站内装设了PLCPLC和和RIRI滤波器。滤波器。43ppt课件特点和作用：特点和作用：测量装置测量装置q 中性线直流电流的测量采用零磁通电流测量装置。中性线直流电流的测量采用零磁通电流测量装置。q 处于高电位的电流测量采用光电式电流互感器：处于高电位的电流测量采用光电式电流互感器：直直流流极极线线电电流流测测量量，采采用用分分流流器器或或分分流流器器罗罗可可夫夫斯基线圈的结构。斯基线圈的结构。直直流流滤滤波波器器高高压压端端电电流流测测量量，采采用用罗罗可可夫夫斯斯基基线线圈圈或或CTCT。直流滤波器不平衡电流测量，采用分流器。直流滤波器不平衡电流测量，采用分流器。交流滤波器高压端电流测量，采用交流滤波器高压端电流测量，采用CTCT。交流滤波器不平衡电流测量，采用分流器。交流滤波器不平衡电流测量，采用分流器。44ppt课件直流输电设备直流输电设备:直流测量装置直流测量装置45ppt课件特点和作用：特点和作用：直流高速开关直流高速开关q 为了使直流开关也能有效开断直流电流，目前使用为了使直流开关也能有效开断直流电流，目前使用较多的方法就是利用一个较多的方法就是利用一个L LC C串联电路对主触头间的串联电路对主触头间的弧道放电产生振荡电流，迭加在将被断开的直流电流弧道放电产生振荡电流，迭加在将被断开的直流电流上，造成过零点，从而实现灭弧。上，造成过零点，从而实现灭弧。特高压工程中使用的是无源的直流开关。46ppt课件特点和作用：特点和作用：直流高速开关直流高速开关中性母线高速开关中性母线高速开关在每站每极的中性母线上都安在每站每极的中性母线上都安装了中性母线高速开关。其功能是开断极或线路的任装了中性母线高速开关。其功能是开断极或线路的任何故障造成的直流故障电流。何故障造成的直流故障电流。47ppt课件金金属属回回线线转转换换开开关关一一般般安安装装在在整整流流侧侧。其其功功能能是是将将直直流流电电流流从从低低阻阻抗抗的的大大地地回回路路转转换换到到高高阻阻抗的金属回路。抗的金属回路。金金属属返返回回开开关关一一般般安安装装在在整整流流侧侧。其其功功能能是是将将直直流流电电流流从从高高阻阻抗抗的的金金属属回回路路转转换换到到高高阻阻抗抗的的大地回路。大地回路。高高速速接接地地开开关关整整流流站站和和逆逆变变站站都都配配置置。其其功功能能是是在在双双极极运运行行条条件件下下，当当失失去去接接地地极极时时，快快速速将将中中性性母母线线接接至至站站内内接接地地网网。该该开开关关需需具具备备将将双双极运行不平衡电流转换到临时接地极的能力。极运行不平衡电流转换到临时接地极的能力。特点和作用：特点和作用：低压直流高速开关低压直流高速开关48ppt课件换换流流器器高高速速旁旁路路开开关关12P旁旁路路开开关关属属于于800kV直直流输电系统特有的断路器流输电系统特有的断路器。旁旁路路开开关关通通常常情情况况下下处处于于分分闸闸状状态态，当当某某极极1个个12脉脉动动桥桥阀阀及及附附属属系系统统发发生生故故障障，或或计计划划检检修修时时，将将此此12脉脉动动阀阀组组短短路路并并操操作作与与其其配配套套的的隔隔离离开开关关，使使此此12脉脉动动阀阀组组退退出出运运行行，保保证证该该极极无无故故障障的的另另1个个12p阀阀组组继继续续运运行行，同同时时将将故故障障阀阀组组隔隔离离以以便便维维修修。当当故故障障阀阀组组修修复复工工作作完完成成后后，断断开开旁旁路路开开关关并并操操作作与与其其配配套套的的隔隔离离开关使已修复的阀组重新投入运行开关使已修复的阀组重新投入运行。49ppt课件非故障情况下正常退出非故障情况下正常退出1 1个个12P12P阀组阀组IdS1S3BS2a、最初的运行状态如图所示。12P阀组正常运行，S2、S3处于合闸状态，S1处于打开状态，旁路开关B处于打开状态。12P阀组正常运行50ppt课件b、开始退出1个12P阀组的时序，逐渐降低/升高换流器触发角度至90左右，使12脉动换流阀组两端电压降为零，闭合旁路开关B，此时电流同时流过换流器和断路器B。其状态如图所示。电流同时流过12P阀组和旁路开关51ppt课件IdS1S3S2Bc、将此12P阀组电流参考值逐渐降为零，不投旁通对闭锁换流器。其状态如图所示。电流仅流过旁路开关52ppt课件S1S3S2BIdd、闭合隔离开关S1，断开断路器B，断开隔离开关S2、S3，12脉动换流器正常退出运行。其状态如图所示。电流仅流过S1支路53ppt课件 在换流变压器或者换流阀等故障的情况，通过12脉动换流器的旁路开关的操作，可以迅速退出12脉动换流器，而不影响另一个12脉动换流器的运行，系统进入不对称运行状态。具体的控制顺序如下：故障情况下紧急退出故障情况下紧急退出1 1个个12P12P阀组阀组54ppt课件a、12脉动阀组或与其连接的换流变压器发生故障后，投入12脉动换流阀组旁通对，闭锁换流器。其状态如图8所示。IdS1S3Bb、旁路开关B闭合，然后闭锁投入的12脉动换流阀组旁通对。c、闭合S1，断开旁路开关B和隔离开关S2、S3，使12脉动换流阀组退出运行。12P阀组投入旁通对55ppt课件a、初始状态为12脉动阀组处于闭锁状态，没有直流电流流过；b、闭合旁路开关B，打开S1，闭合S2和S3，电流仅流过旁路开关支路；c、160度触发角解锁12脉动阀，使它处于逆变运行状态；d、降低触发角到90度左右，流过旁路开关的电流，由于电流纹波产生电流过零，发给旁路开关开断指令，电弧熄灭，开断成功，电流完全转到12P阀组；e、调节触发角，使12脉动阀进入正常运行。将将1 1个个12P12P阀组正常投入运行阀组正常投入运行56ppt课件直流控制保护系统直流控制保护系统换流阀触发脉冲模拟量测量交直流开关操作/换流变分接头位置调节/风扇和泵的启停I/O Unit57ppt课件直流输电设备直流输电设备:直流控制系统直流控制系统变压器分接头控制和电流控制器的配合：变压器分接头控制和电流控制器的配合：CFCTCC整流器整流器 ID ALPHA逆变器逆变器 GAMMA UD58ppt课件多端多端直流直流互联互联风电风电场并场并网网海上钻井海上钻井平台平台/孤岛孤岛供电供电电网互电网互联联/电电力交易力交易太阳能发太阳能发电并网电并网特大特大城市城市供电供电直流技术热点研究直流技术热点研究柔性直流柔性直流59ppt课件 金塘岛金塘岛舟山岛舟山岛岱山岛岱山岛秀山秀山衢山衢山泗礁泗礁小洋山小洋山大洋山大洋山定海定海定海定海站站站站岱山岱山岱山岱山站站站站衢山衢山衢山衢山站站站站洋山洋山洋山洋山站站站站泗礁泗礁泗礁泗礁站站站站正在开展的柔性直流工程正在开展的柔性直流工程1.大连大连320kV柔性直流工程柔性直流工程 额定容量额定容量1000MW2.舟山舟山200kV五端柔性直流五端柔性直流工程工程 额定容量额定容量400MW （见右图）（见右图）直流技术热点研究直流技术热点研究柔性直流柔性直流60ppt课件直流技术热点研究直流技术热点研究特高压直流接入特高压交直流特高压直流接入特高压交直流特高压直流接入特高压交直流特高压直流接入特高压交直流61ppt课件直流技术热点研究直流技术热点研究特高压直流接入特高压交直流特高压直流接入特高压交直流特高压直流接入特高压交直流特高压直流接入特高压交直流62ppt课件直流技术热点研究直流技术热点研究级联多端级联多端63ppt课件直流技术前沿研究直流技术前沿研究三极直流三极直流64ppt课件直流技术前沿研究直流技术前沿研究三极直流三极直流65ppt课件二、800kV向上直流工程系统设计66ppt课件 一次系统方案及主设备选型n每极采用换流器串联或并联方案：n换流器并联方案单换流器电压为800kV，设备绝缘水平要求高，换流变造价高、控制复杂；n换流器串联方案单换流器绝缘要求降低、电流提升相对容易，工程造价低。n串联电压分配兼顾运行灵活性和经济性，综合比较了设备制造、关键点绝缘水平提出。n主设备选型充分考虑设备制造难度、大件运输条件确定。67ppt课件 主设备选型n换流变压器采用单相双绕组、单台容量约300MW，总的有载调压抽头数量不超过当前制造能力。n平波电抗器经综合比较采用干式，单台75mH，每极每站4台，分别布置在极母线和中性线上。n阀采用6英寸元件，通流能力为4kA。n交流滤波器两端均为4大组，按大组接入。确定分组容量时综合考虑了占地、滤波性能、元件定值、综合造价等。n直流滤波器采用简化设计。68ppt课件 800kV主接线n向家坝-上海直流输电工程包括2个完整单极，每个完整单极每端由电压相等的2个12脉动换流器串联组成，采用单相双绕组换流变压器。每个完整单极的任一一个12脉动换流器退出运行，都不影响剩余的换流器组成不完整单极继续运行。69ppt课件 复龙换流站主接线图70ppt课件 奉贤换流站主接线图71ppt课件直流系统运行接线方式 常规直流：完整双极运行；单极大地回路运行；单极金属回路运行。特高压直流新增加：双极运行接线；双极运行接线；单极大地回路运行接线；单极金属回路运行接线。72ppt课件 直流系统运行控制模式双极功率控制；极功率独立控制；同步极电流控制；应急极电流控制；降压运行在70%100%的正常运行电压范围；极功率倒送；紧急功率回降；极线路空载加压试验。73ppt课件 主设备参数计算n通过主回路参数计算确定主设备的初步参数确定无功功率补偿及控制研究的基本条件；确定交流滤波器研究的基本条件；确定过电压和绝缘配合研究的基本条件；系统暂态过程研究的基本条件；制定控制策略，提供基本的稳态控制参数。确定换流阀、换流变、平抗等的初步参数。74ppt课件主回路参数设计内容n主回路参数研究内容主回路参数研究内容换流变压器的短路阻抗；换流变压器的额定容量、电压和电流；换流变压器调压抽头的范围和级差；抽头控制中的过电压限制值；直流电压、理想空载直流电压、触发角；换流器的运行特性参数表。75ppt课件限制换流阀短路电流，使短路电流峰值不超过换流阀最大峰值耐受能力。较小的换流变压器阻抗可以减小换流站无功补偿容量和直流侧谐波，但交流系统谐波增加。换流变阻抗较大，换流变总损耗将有所增加。选择换流变阻抗接近其“固有阻抗”，降低换流变造价，满足换流变运输要求。换流变压器短路阻抗选择76ppt课件 换流变短路阻抗n经阀短路电流计算，确定复龙侧换流变短路阻抗取18%，奉贤侧由于运输条件较好，短路阻抗取16.7%。n短路阻抗一经确定，可以开始主设备参数的计算。77ppt课件 主回路参数设计输入条件n输入条件两端换流站交流系统条件；直流系统的输送能力、电压水平；换流器基本接线方案；所采用控制策略；各种设备的制造误差、测量误差和控制偏差；主设备制造能力和运行性能。78ppt课件通常整流站控制直流电流，逆变站控制直流电压。背靠背由于没有直流线路，阻性损耗小，允许直流电压有较大的波动；同时考虑到紧急功率支援，其控制策略与长距离工程略有不同。不同厂家的控制策略也有所不同，逆变侧可采用定熄弧角控制、定空载直流电压控制等策略。基本运行控制策略 79ppt课件换流变阀侧空载直流电压根据控制策略，考虑设备控制偏差和测量误差（短路阻抗误差、角度控制偏差和CT、PT测量误差），计算换流变阀侧空载直流电压的运行范围。80ppt课件 测量误差和控制误差的选取81ppt课件 测量误差和控制误差的选取n控制误差：82ppt课件换流变阀侧空载直流电压83ppt课件 换流器无功消耗计算n逆变器用gamma代替触发角alpha。84ppt课件 阀侧电压和电流n空载阀侧线电压和理想空载直流电压之间的关系为：n阀侧交流电流有效值：85ppt课件 换流变额定容量计算n连接6脉动换流阀组的3相换流变额定容量：n连接12脉动换流阀组单相3绕组换流变压器额定容量：n连接12脉动阀组的单相2绕组换流变的额定容量是上述额定容量的一半。86ppt课件换流变阀侧空载直流电压n换流变阀侧空载直流电压限制Udio限制的目的是限制稳态运行时的设备过电压。Udio限制器优先于正常的分接头控制，通过调节换流变分接头控制阀侧电压，确保Udio不会超过其上下限。n当Udio达到以下值时，Udio限制器将动作：nUdioGUdioGUdioL:调节分接头降低空载电压nUdioG是正常调节分接头以增大Udio的上限nUdioL应留有足够的裕度，以避免分接头的频繁调节。87ppt课件Udio设计值88ppt课件换流变分接开关作用根据直流系统运行工况，适时调节换流变阀侧电压；补偿交流系统稳态电压波动，维持换流变阀侧电压；在降压运行时，降低换流变阀侧电压，减小换流阀运行角度。89ppt课件换流变分接开关作用档距的选择与直流系统稳态运行密切相关，档距过大导致换流器角度波动范围增加，无功变化大。当档距为1.25%，对应的角度变化范围为2.53度，依此确定整流站稳态触发角波动为152.5度。档位数越多，分接开关可靠性越差，设备制造能力也难以达到要求。因此，应合理选择档位数，根据目前的制造能力，分接开关通常不超过31档。90ppt课件 换流变分接档位n换流变分接头档位计算：n由于降压运行的要求，需要有更多的换流变正向分接头档位。最终复龙换流站有载分接开关最大范围为+23/-5,奉贤换流站有载分接开关最大范围为+22/-6。91ppt课件复龙换流站变压器参数92ppt课件奉贤换流站变压器参数93ppt课件 直流系统运行参数94ppt课件