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《国内外高压直流输电的发展与现状》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、1我国高压直流输电系统的发展历程及现状1.1我国高压直流输电系统的发展历程我国的高压直流输电工程总体上可以说是起步较晚,但发展迅速。1980年国家确定全部依靠自己力量建设中国第一项直流输电工程———舟山直流输电工程。它具有向自主建设大型直流输电工程过渡的工业性试验性质,于1984年开始施工,1987年投入试运行,1989年正式投运。工程最终规模为±1100kV,500A,100MW,线路全长54km。嗓泅直流输电工程(上海―嗓泅岛)是我国自行设计、制造、建设的双极海底电缆直流工程,于1996年完成研究工作,
2、2002年全部建成。工程为双极±500kV,600A,60MW,可双向供电,线路长度66.2km,其中海底电缆59.7km。葛南(葛洲坝―上海南桥)高压直流输电系统,是我国引进的第一个高压直流输电工程,1989年单极投运,1990年双极投运。进入21世纪,我国的高压直流输电发展迅速,相继建成投产了天广(天生桥―广州)、三常(三峡―常州)、三广(三峡―广东)和贵广(贵州―广东)等多项高压直流输电项目。作为引进技术的验证,自主研发设计制造的华中―西北联网灵宝背背直流工程,2005年7月投入运行。1.2我国高压直
3、流输电系统的现状至2004年末,我国高压直流输电工程累计输送容量达12470MW,输电线路长度累计达4840km,已经超过美国位列世界第一。截至2007年年底,我国已建成并正式投入运行葛(洲坝)沪(上海)、三(峡)常(州)、三(峡)广(东)、三(峡)沪(上海)、天(天生桥)广(东)、贵(州)广(东)Ⅰ回、Ⅱ回等7个超高压直流输电工程和灵宝背靠背直流工程,直流输电线路总长度达7085km,输送容量达18560MW,线路总长度和输送容量均居世界第一。与此同时,我国超高压直流输电工程的设计建设、运行管理和设备制造
4、水平也处于国际领先地位。2高压直流输电系统中存在的问题2.1直流输电中的谐波问题工频的交变电流在换流站中的整流和逆变过程中,实际上输出的波形并不是稳定的直流,而是有些许波动的脉动电流。再加上换相的非理想性,使得输出电流进一步畸变。这些原因促成了直流输电系统中谐波的存在。随着高压直流输电的发展,相关的谐波问题也日益突出。输电系统中的换流器在交流侧为谐波电流源,在直流侧为谐波电压源。严重的情况下,可能还会引起谐波放大甚至谐波不稳定,即交直流侧电压、电流通过换流站非线性环节时互相调制,构成了一个AC/DC之间的正
5、反馈调节环。受到扰动时,就会造成谐波振荡的放大,其结果就是换流站交流母线电压严重畸变。现在主要通过小信号分析法、谐波特征值分析法、频域分析和传递函数法、时域仿真―频率扫描法等来进行研究。一般通过加装非特征滤波器、使用有源滤波器、附加谐波阻尼电路或者是采用轻型直流输电技术来抑制谐波。2.2高压直流断路器的制造目前我国的直流输电系统中,高压直流断路器的制造技术还不成熟,多数需要进口。研制高压断路器的难点在于:(1)直流电没有像交流电那样的过零点,所以灭弧的技术很困难;(2)直流回路的电感很大,所以需要的平波电抗
6、器很大,约1H,这在工艺上做起来不容易;(3)由于灭弧时的直流电流很大,故要求断路器能够吸收很大的能量。在实际的生产当中,利用大容量金属氧化物这种新型材料可以较好地解决后2个问题。但灭弧仍然不是很理想,一般采用叠加振荡电流和耗能限流2种方式来实现。后者较为普及,一般采用分段串入电阻、拉长电弧和采用金属氧化物耗能。2.3大地回流造成的接地体腐蚀及对交流系统的影响直流输电过程是以大地作为回流电路的。回流流经大地时,会与附近的金属接地体发生化学反应,腐蚀掉金属。例如对于铁而言,就会发生如下的化学反应:阳极:Fe2
7、++2OH-=Fe(OH)2阴极:2e-+2H+=H2经研究表明:(1)接地体深埋并不会明显地减小腐蚀,并且这种做法在经济上是不合适的;(2)金属接地体与直流接地极之间的距离会显著影响腐蚀的程度,当两者相距10km以外时,腐蚀影响即可忽略不计;(3)在相同的距离条件下,金属接地体的走向会影响腐蚀的程度,一般垂直走向的接地体受腐蚀影响比平行走向的接地体大。同时,强大的直流电流将经接地极注入大地,在极址土壤中形成一个恒定的直流电流场。此时如果极址附近有变压器中性点接地的变电站、地下金属管道或铠装电缆等金属设施,
8、若这些设施可能给地电流提供比大地土壤更为良好的导电通道,则一部分电流将沿着并通过这些设施流向远方,从而给这些设施带来不良影响。其中,中性点直接接地变压器是受影响最大的设备。我国110kV及以上系统的变压器中性点,一般都采用直接接地方式。如变电站位于接地极电流场范围内,那么在场内变压器间会产生电位差,接地极入地电流将有部分直流电流会通过大地、交流输电线路,由一个变电站变压器中性点流入,在另一个变电站变压器中性点流出
