Chap换流器工作原理wj.ppt

文 俊 华北电力大学 电气与电子工程学院 柔性电力技术研究所 hbdl_wenjun@126.com 课程安排 假设条件 1) 交流电源为对称的正弦波； 2) 交流输电系统及换流变压器阻抗对称； 3) 不计交流系统中各元件的电阻及换流变压器的激磁导纳； 4) 平波电抗器的电感为无穷大； 5) 晶闸管具有理想的开关特性； 6) 等间隔触发 3.1 单桥整流器工作原理 单桥(6脉动)整流器原理图 3.1 单桥整流器工作原理 6脉动整流器运行方式 2-3工况（正常运行方式） 3工况（非正常运行方式） 3-4工况（故障运行方式） 3.1.1 2-3工况 2-3工况：在60o的重复周期中，2个阀和3个阀轮流导通的运行方式。 成立的条件： 阀导通顺序 3.1.1 2-3工况 自然换相点：电源相电压的交点,或线电压过零点。 触发（延迟）角/滞后角/点燃角（α）：用电角度表示的从自然换相点到晶闸管控制极上施以触发脉冲的时间。额定：150±2.50 3.1.1 2-3工况 换相：电流从一个阀转移到同一半桥中另一个阀的过程。 换相角/叠弧角/重叠角（μ）：换相持续时间所对应的电角度。额定：200±2.50 3.1.1 2-3工况 电压波形 3.1.1 2-3工况 整流电压平均值 表达式1--定α角外特性方程 3.1.1 2-3工况 整流电压平均值 表达式2 表达式3 3.1.1 2-3工况 电流波形 3.1.1 2-3工况 换相电流计算公式 3.1.1 2-3工况 换相角计算公式 基波电流有效值 相电流有效值 3.1.1 2-3工况 功率因数 3.1.1 2-3工况 6脉动整流器等效电路 3.1.1 2-3工况 2-3工况的特点 交替出现交流两相短路 换流阀持续导通120o+μ 3.1.2 3工况 3工况：在600的重复周期中，始终只有3个阀轮流导通的运行方式。 特点： 出现强制延迟现象，最大强迫触发角αb=30o 换流阀持续导通180o 原因： Id过大 计算公式： 完全同2-3工况的公式 3.1.3 3-4工况 3-4工况：在600的重复周期中，3个阀和4个阀交替轮流导通的运行方式。 特点： 交替出现交流两相和三相短路 直流短路 换流阀持续导通60o～180o 当μ=120°时，形成稳定 的4个阀同时导通，阀持续 导通240o。此时Ud=0，Id 为交流三相短路电流的峰值。 原因： Id故障性增大 3.2 双桥整流器工作原理 多桥换流器 由直流端串联、交流端并联的一个以上单桥构成的换流器。 多桥换流器的接线方式 典型方式: 每极1组12脉动换流单元--双极双桥 其他方式: 每极2组12脉动换流单元串联 每极2组12脉动换流单元并联 特点：单桥数目为偶数 3.2 双桥整流器工作原理 双桥换流器导通顺序 V11→V12 → V21 → V22 → V31 → V32 → V41 → V42 → V51 → V52 → V61 → V62 → V11 → （循环） 导通间隔为30° 3.2 双桥整流器工作原理 双桥换流器运行方式： 4-5工况（正常运行方式） 5工况（非正常运行方式） 5-6工况（非正常运行方式） 3.2.1 4-5工况 4-5工况：在30o的重复周期中，4个阀和5个阀轮流导通的运行方式。 3.2.1 4-5工况 整流电压波形（ α=μ=0 ） 3.2.1 4-5工况 整流电压波形（4-5工况 ） 3.2.1 4-5工况 整流电压平均值 3.2.1 4-5工况 电流波形（ α=μ=0 ） 3.2.1 4-5工况 电流计算公式（ α=μ=0 ） 换流变两侧相电流有效值 换流变两侧基波相电流有效值 3.2.1 4-5工况 换相电流计算公式 换相角计算公式 与6脉动整流器的相应公式相同 3.2.2 桥间相互影响 邻桥的换相使本桥（6脉动整流器）所有未导通阀的电压产生畸变，即出现“附加换相齿”。 可能影响12脉动整流器接班阀的正常开通。 3.2.2 桥间相互影响 桥间相互影响系数 3.3 单桥逆变器工作原理 逆变器与整流器比较 元件及电路结构相同 触发角α的范围不同 3.3 单桥逆变器工作原理 均为相控换流器（PCC），必须与交流系统相连。此逆变也叫“有源逆变” 实现有源逆变的充要条件 与交流电网相连； 与足够大直流电源相连； α在90°～180°内可调。 3.3 单桥逆变器工作原理 有关名词： 超前触发角/超前角(β)：用电气角度表示的落后于自然换相点180°处到控制脉冲发出时刻之间的时间。 3.3 单桥逆变器工作原理 关断角/熄弧角(γ)：用电角度表示的