特高压直流输电技术

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1、1特高压直流输电技术特高压直流输电技术一、直流输电技术发展历程二、直流输电技术基本原理三、特高压直流输电技术应用与实践2一、直流输电技术发展历程（一）直流输电的兴起（二）直流输电的发展3直流电是最早的发电、输电和用电方式，但直流电机结构复杂，换相困难，运行费用高，可靠性差，难以实现远距离、大容量的输电。第一次远距离输电：1882年，法国物理学家多普勒，用装在斯巴赫煤矿中的直流发电机，以1.5-2kV直流电压，沿57km的电报线路，把1.5kW电力送到在慕尼黑举办的国际展览会上。1889年，法国用直流发电机串联，以125kV直流电压，沿230km线

2、路，把20MW电力从毛梯埃斯（Moutiers）送到里昂（Lyon）。1888年三相交流电的出现是电工技术发展的一个重要里程碑，交流电网建设得到迅速发展，并很快占据了主导地位。能方便而又经济地升高或降低电压，使远距离输电成为可能。三相交流发电机和电动机结构简单，价格低，容量又可设计得很大。三相交流电气设备效率高，运行维护简单。（一）直流输电的兴起4交流输电在发展过程中也遇到了问题，系统稳定问题使输送功率受到了限制，无功问题限制跨海及地下电缆输电距离。这样，人们又回忆起直流输电的许多优点，如没有运行稳定问题；线路造价低、损耗少，不存在无功问题等等，

3、而继续加以研究运用。但在当时发电和用电的绝大部分均为交流电的情况下，要采用直流输电，必须进行换流才能实现，因此，之后直流输电的发展就与换流技术发展建立了十分密切的关系。围绕换流技术的发展，直流输电的发展经历了汞弧阀换流时期、晶闸管阀换流时期及全控型器件换流时期，人类社会发展也步入到现代社会…（一）直流输电的兴起5（二）直流输电的发展电磁感应定律直流发电机三相交流变压器高压直流输电技术特高压直流输电技术1831年1870年1891年1954年2010年瑞典哥特兰岛直流工程是世界上首个商用高压直流输电工程，直流电压100kV、功率20MW。汞弧阀晶闸

4、管阀67汞弧阀制造技术复杂、价格昂贵、逆弧故障率高、可靠性较低、运行维护不便汞弧阀于1901年发明成功，当时仅能用于整流。1928年具有栅极控制能力的汞弧阀研制成功，它不但可用于整流，同时也解决了逆变问题。从1954年至1977年，世界上共有12个采用汞弧阀的直流输电工程投入运行。（二）直流输电的发展8晶闸管阀体积减小、成本降低；可靠性提高；没有逆弧故障，而且制造、试验、运行维护和检修都比汞弧阀简单而方便。（二）直流输电的发展晶闸管换流阀的工程应用首个采用晶闸管阀的工程——哥特兰岛直流扩建工程（直流电压50kV，输送功率10MW）首个全部采用晶闸

5、管换流阀的直流工程——加拿大依尔河直流工程（直流电压80kV，输送功率320MW）国外输送容量最大的工程——巴西伊泰普直流工程（直流电压±600kV，两回输送功率共6300MW，线路全长1590km）国内输送容量最大的工程——向家坝至上海特高压直流工程（直流电压±800kV，额定功率6400MW，最大连续输送功率7000MW，线路全长1907km）91011新型半导体换流设备进入20世纪90年代以后，新型金属氧化物半导体器件-绝缘栅双极晶体管（IGBT）研制成功并首先在工业驱动装置上得到推广应用。1997年3月世界上第一个采用IGBT构成电压源换

6、流器的直流输电工业性试验工程在瑞典中部投入运行，其输送功率为3MW，输送电压为10kV，输送距离为10km。这种换流器可以减少换流站的滤波装置，省去换流变压器，简化换流站结构，称之为轻型直流输电（HVDCLight），我国称为柔性直流。（二）直流输电的发展阿根廷-巴西I&II(加勒比CCC)采用电容换相换流器（CCC）的背靠背直流工程，额定容量2x1100MW，2000/2002年投运。不同电压等级、不同频率异步联网(500kV,50Hz/525kV,60Hz)12瑞典－波兰直流联网工程典型单级电缆直流输电工程245km600MW450kV13魁

7、北克–新英格兰,加拿大-美国直流输电工程HVDCClassic双极系统(多端)架空线,1480km2000MW+450kV14SaoPauloBrasiliaAtlanticOcean投运:1987传输功率:2*3100MW直流电压:±600kV传输距离:800km巴西伊泰普直流输电工程15黑河工程,中俄联网,75万千瓦,已投运高岭工程,2*75万千瓦,1期已投运，二期在建。灵宝工程,111万千瓦,已投运.背靠背工程1617呼辽工程,300万千瓦,908公里,已投运。德宝工程,300万千瓦,908公里,已投运。三上、三常、三沪、三沪II工程300

8、万千瓦,葛上工程,120万千瓦,约1000公里,1990-2011年陆续投运。三广工程,300万千瓦，已投运。青藏工程,60万千瓦,10