直流输电技术概述

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1、.清华大学电机工程与应用电子技术系生产实习技术报告实习地点：西安西电集团姓名：李爽班级：电24学号：20120109642015年8月12日..目录一、直流输电发展历史11.1国外直流输电发展史11.1.1早期电力传输11.1.2汞弧阀时期11.1.3晶闸管阀时期21.2我国直流输电的发展4二、直流输电的特点72.1直流输电的优势72.1.1架空线路造价低72.1.2线路有功损耗小72.1.3不受交流输电稳定性的限制72.1.4便于功率控制82.1.5便于电网互联82.1.6利用大地输电82.2直流输电的不足82.2.1换流站造价高82.2.2换流装置要消耗大量无功功率92.2.3换

2、流产生谐波92.2.4断路器研制困难92.2.5利用大地作为回路的问题92.3直流输电应用场合92.3.1远距离大容量输电92.3.2电力系统联网102.3.3电缆输电11三、直流输电换流技术133.16脉动换流单元13..3.1.16脉动整流器133.1.26脉动逆变器153.212脉动换流器16四、直流换流站设备194.1换流阀194.1.1换流阀的基本性能要求194.1.2换流阀设计与选择194.2换流变压器214.2.1换流变压器的特殊之处214.2.2换流变压器的线圈224.3平波电抗器234.3.1平波电抗器的功能234.3.2平波电抗器的型式244.4无功补偿装置244

3、.4.1机械投切式无功补偿装置254.4.2静止无功补偿装置254.4.3同步调相机25参考文献I..一、直流输电发展历史1.1国外直流输电发展史1.1.1早期电力传输人类对于电的应用和认识最初都是起源于直流电的，而电力技术的发展也是从直流电开始的。早期的电气照明和动力等负荷都是采用直流电的，由直流发电机发出直流电直接通过输电线路送到直流负荷，也就是发电、输电和用电均为直流电。1882年，爱迪生在纽约珍珠街建造了世界上首座变电站，该变电站通过110V的直流电向周边半径为1.6km的地区供电；1882年德国建成了2kV、1.5kW、57km向慕尼黑国际展览会的送电工程；1889年法国通

4、过串联直流发电机得到高电压，建成了由毛梯埃斯到里昂的世界上首条高压直流输电线路。19世纪末出现的变压器和交流感应电机等催生了交流输电系统。交流输电系统通过变压器实现了电压等级的高效、自由转换，使高电压、远距离输电成为了可能。而感应电机因其结构简单、牢固耐用、造价低廉得到了广泛应用。交流系统由于其具有直流系统所不具备的优势，很快就取代了直流系统，在电力的发、输、配、用都得到了广泛应用。至此，直流输电系统几乎已经销声匿迹。1.1.2汞弧阀时期20世纪中期，电力需求日益增长，输电容量和输电距离不断增大，交流输电系统开始显现出其弊端，例如电力系统同相运行困难、输电稳定性差、电晕损耗严重等，人

5、们再次发现了直流输电的优势。而1928年具有栅极控制能力的汞弧阀研制成功，实现了电流的整流和逆变，使得直流输电成为了可能。1954年，世界上第一个工业性直流输电工程—果特兰岛工程在瑞典投入运行，该线路全长96km，输送容量20MV，电压100..kV，采用汞弧阀实现换流。直到1977年最后一个采用汞弧阀换流的直流工程—加拿大纳尔逊河I期工程，全球共有12项采用汞弧阀换流的直流工程投入运行。但是汞弧阀制造技术复杂、价格昂贵、易发生逆弧导致换流失败，而且汞蒸气有毒，危害人体健康。汞弧阀的“先天不足”限制了它的应用，使得早期直流输电步履维艰。图1瑞典果特兰岛工程用的汞弧阀1.1.1晶闸管阀

6、时期20世纪70年代，电力电子技术迅速发展，高电压大功率晶闸管等电力电子器件问世。晶闸管换流阀和微机控制技术逐步应用于直流输电工程中，极大地提高了直流输电的运行性能和可靠性，促进了直流技术的发展。1972年，世界上第一个采用晶闸管换流阀的直流输电工程—加拿大伊尔河工程投入运行。该工程是一个连接布伦兹瑞克和魁北克水电站的背靠背直流输电工程，电压为2×80kV，交换容量为320MW，每个换流站包括两个换流桥，4000个晶闸管安放在40个单元中，每4个单元并联组成一个桥臂。..伊尔河工程标志着直流输电发展进入一个新阶段，此后所有的直流输电工程均采用晶闸管换流，汞弧阀被淘汰。在此期间，电力电

7、子技术、微机控制技术、光纤技术和氧化锌避雷器等新技术逐步应用于直流输电领域，促进了直流输电技术不断提高和改进，使之更加成熟，也得到了更加广泛的应用。图2西电集团电触发晶闸管（ETT）换流阀图3西电集团光触发晶闸管（LTT）换流阀..1.1我国直流输电的发展我国的直流输电工程是在1958年提出的，最初是为了配合长江三峡水力资源的开发，便于三峡电站的电力外送。1963年，中国电力科学研究院建成了我国第一套直流输电模拟装置，开始了对直流输电换流技术和控制保护技术