直流输电基本原理.ppt

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1、中国电力科学研究院曾南超直流输电基本原理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直流输电原理(正送)整流逆变注意:只需很小的压差Id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！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

2、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晶闸管阴极阳极门极六脉动换流桥桥臂共阴极组共阳极组晶闸管阀塔6脉动二极管整流桥(未计入换相电感)eaebec共阳极组共阴极组IdId6脉动二极管整流直流电压（平均值）纹波整流器的阀电流和交流侧电流（不计换相）换相过程eaebec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6脉动可控桥a>0时，考虑叠弧后整流电压平均值-eaebeciaicibIdIdABCU+U-可控整流电压

3、C电压矢量关系eaebec(ea+ec)/2电压矢量关系可控整流器的外特性换流器的等值电路可控整流器的阀两端电压波形单桥整流器相电流波形eaebeceaebecC1C2C3C4C5C6C1C1C2C3C4C5C6561566126112312234233453445645561566126112312234233453445645p1p2p3p4p5p6p1p2p3p4p5p6U+U-单桥整流器电压波形eaebeceaebecC1C2C3C4C5C6C1C1C2C3C4C5C65615661261123122342

4、33453445645561566126112312234233453445645p1p2p3p4p5p6p1p2p3p4p5p6eaceabebaebcecbecaeaceabebaebcecbecaU+U-整流桥波形整流运行直流电压相电流桥臂电压整流运行小结直流电压Vd＝Vdiocos－dIdVdio＝1.35E理想空载直流电压E换流变阀侧线电压有效值d＝3L/等值换相电阻L从电源到阀桥之间的每相等值电抗Id直流电流单桥逆变器逆变器逆变器的直流电压（μ>0）逆变电压ACc4V5P1V5V1V1逆变

5、器的阀电压与阀电流ecebeaeaebecp4p3p6p1p2p5p1.p2P4p3p6p56126145634556112323434545656161212323445566112233445561223C6C4C4C2C3C5C6C1C2C3C5C1iV1iV2iV3iV4iV5iV6单桥逆变器阀电流波形单桥逆变器换流变阀侧电流波形ecebeaeaebecp4p3p6p1p2p5p1.p2P4p3p6p561261456345561123234345456561612123234455661122334455

6、61223C6C4C4C2C3C5C6C1C2C3C5C1iv1iv1-iv4-iv4iv3iv3-iv6-iv6iv5-iv2-iv2iv5逆变桥波形逆变运行直流电压相电流桥臂电压逆变运行小结超前角＝180°－迭弧角关断角(δ)熄弧角，换相余裕角直流电压Vd＝Vdiocos＋dIdVd＝Vdiocos－dIdVdio＝1.35E理想空载直流电压E换流变阀侧线电压有效值d＝3L/等值换相电阻Id直流电流逆变器定γ等值电路逆变器定β等值电路稳态特性单桥换流器稳态特性μδ=γ直流电压与角的关

7、系换流器的功率因数μμμμ相关公式总结整流逆变叠弧角等值电路图稳态特性S点左侧Vd=Vdzocos-IddzS点右侧定运行Vd=Vdoncos+Id(dn+R)定运行Vd=Vdoncos-Id(dn-R)Id=(Vdzocos-Vdoncos)/(dz+R+dn)=(Vdzocos-Vdoncos)/(dz+R-dn)控制特性配合1定α、定β定α、定γ②①Vd1.0(p.u.)0.0Id(p.u.)(p.u.)③①Vd1.00.0Id(p.u.)控制特性配合2定Id、定β定α、定Id

8、Vd1.0(p.u.)0.0Id(p.u.)(p.u.)Vd1.00.0Id(p.u.)Cc控制特性配合3定Ud、定IdVd1.0(p.u.)0.0Id(p.u.)(p.u.)Vd0.80.0Id(p.u.)BCbc控制特性配合4电流裕度控制Vd1.0(p.u.)0.0Id(p.u.)°γIdzIdnVd1.0(p.u.)0.0Id(p.u.)γ=18°Id