HVDC作业(第一部分有答案).doc

1、简述直流输电的适用场合。 （1）超过30km左右的水下电缆。由于电缆的大电容需要中间补偿站，对这么长的距离来说，交流输电是不切实际的。 （2）两个交流系统之间的异步链接。由于直流系统稳定性问题或两系统的额定频率不同，在这种情况下也不适宜采用交流联接。另外，两大系统逐渐发展需要互联，它们虽有相同的频率，有时却不通气，采用直流互联也是常用手段。 （3）大容量远距离架空线输电。超过700km距离时，采用高压直流输电替代交流输电，极具竞争力。 （4）用地下电缆向用电密度高的大城市供电。 （5）交流系统互联或配电网增容时作为限制短路电流的措施之一。 （6）配合新能源的输电。 2、以课本p8图1.3.4为例说明双极HVDC系统的主要元件及其作用。 （1）换流器：向阀桥提供适当等级的不接地三相电压源，完成交-直流和直-交流的转换。 （2）平波电抗器：（1）降低直流线路中的谐波电压和电流；（2）防止逆变器换相失败；（3）防止轻负荷电流不连续；（4）限制直流线路短路期间整流器中的峰值电流； （3）谐波滤波器：过滤交流和直流两侧产生的谐波电压和谐波电流。 （4）无功功率补偿：直流换流器内部要吸收无功功率因此在换流器附近提供一个无功电源。 （5）电极：限制流经大地的电流。 （6）直流输电线 （7）交流断路器：排出变压器故障和使直流联络线停运。 3、简述“背靠背”直流输电系统的特点和作用。 　背靠背直流输电的直流侧可以选择低电压大电流（因无直流输电线路，直流侧的损耗较小），可充分利用大截面晶闸管的电流值，同时与直流电压有关的设备（如换流变压器，换流阀，平波电抗器等）绝缘也相应较低，从而使这些设备的造价明显降低。 由于整流器和逆变器均装设在一个阀厅内，直流侧谐波可全部控制在阀厅内，而不会产生对通信的干扰，从而可降低直流侧滤波的要求。通常可省去直流滤波器，同时平波电抗器值也可选择的较小。 利用背靠背直流输电系统，除可方便快速地调节有功功率以外，还可比利用远距离直流输电更加方便地进行无功功率的调节，从而更有利于改善被联交流电网的电压稳定性。因此，背靠背直流输电的造价低，设备制造难度小，运行的灵活性好，是进行非同步联网的最佳选择 图1 从交流系统1向交流系统2输电时，换流站1把交流系统1送来的三相交流功率变换成直流功率。通过直流输电线路把直流功率输送到换流站2，再由换流站2将直流功率转换成交流功率，送入交流系统2。 5、双极两端中性点接地的直流工程，当一极停运后，可选择哪些接线方式运行？ 当一极故障时，另一极可正常并过负荷运行，可减小送电损失。或者将故障端换流器的中性点自动转换到换流站内的接地网临时接地，同时断开故障的接地极，以便进行检修。或者转换成单级大地回线方式、单级金属回线方式或单级双导线并联大地回线方式运行。 6、掌握触发延迟角、叠弧角、熄弧角、触发超前角、熄弧超前角的概念。 延迟角：从自然换相点到发的控制极上加以控制脉冲这段时间，用电气角度来表示。 叠弧角：换相过程两相同时导通时所经历的相位角。 熄弧角：在换相结束时刻到最近一个自然换相点之间的角度。 触发超前角：从逆变器触发脉冲出现时刻至理想郑玄换相电压负向过零点的时间，以电角度表示。 熄弧超前角：从逆变器阀的控制极上加以控制脉冲到自然换相点这段时间，用电气角度来表示。 7、在图2上标出自然换相点、延迟角、重叠角、熄弧角等，并画出其相应的直流输出电压示意图。 图2 8、依据图3单桥整流器在α0，μ0时的换相电路，画出其换相过程等效电路图，简述V1向V3换相过程，并分析换相电流的变化规律，以及影响μ的因素。 图3 实际上是阀V3开通时交流系统在AB两点发生两相短路时的短路电流，包括了自有分量（直流分量）和强制分量（工频分量）。同时也是换相过程中阀V3的电流。而阀V1的电流。随着wt的增加而增大，因此阀V3的电流逐渐增大而阀V1的电流逐渐减小。当经过一定相角u之后，电流增大到，同时有。由于阀单项导通特性的限制，停留在0值；不可能再增大，也保持为。所以当时阀V1就关断了，换流器变为两个阀V2V3导通的状态。由于阀V1关断后承受着反向电压，从而保证了阀V1的关断。从阀V3开通瞬间到阀V1关断瞬间，直流电流从A相刘静阀V1转移到从B相流经阀V3的过程称为换相过程。在此过程中，换流器直流侧从原来通过阀V1和V2两个阀接到电势上，转换为通过阀V2和V3两个阀接到电势上。等值电路如图。 9、在图4上标出延迟角、重叠角、熄弧超前角等，并画出其相应的直流输出电压示意图。 图4 10、以图4为例分析换相失败的原理。为什么要求逆变器的熄弧角必须有一个最小值，但也不能太大？ 逆变器的熄弧角必须有一个最小值是为了确定最小熄弧角是为了避免换相失败，使换流阀有足够长的时间处于反向电压作用下，以保证刚关断的阀能偶完全恢复