第四部分(换流站)

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1、高压直流输电技术HighVoltageDirectCurrentTransmissionTechnology西安交通大学高压教研室汲胜昌2009年12月第四部分直流输电换流站及换流变压器4.1换流站概述�在高压直流输电系统中，为了完成将交流电变换为直流电或者将直流电变换为交流电的转换，并达到电力系统对安全稳定及电能质量的要求，换流站中应包括的主要设备或设施有：换流阀、换流变压器、平波电抗器、交流开关设备、交流滤波器及交流无功补偿装置、直流开关设备、直流滤波器、控制与保护装置以及远程通信系统等。12345678910高压直流换流站典型构成图1—交流开关装置；2—交流滤波器和无功补

2、偿装置；3—换流变压器；4—换流阀；5—控制与保护装置；6—平波电抗器；7—直流开关装置；8—直流滤波器；9—电力线载波；10—接地极�换流站的主要设备一般分布在以下区域：�1、交流开关场区域；�2、换流变压器区域；�3、阀厅控制楼区域；�4、直流开关场区域。一、交流开关场区域�交流开关场区域主要包括：按主接线要求进行连接的换流站交流侧开关设备、交流滤波器及无功补偿设备、防止设备免遭过电压侵害的交流避雷器，为了对交流侧的电流、电压等电气量进行监测，在这个区域里还装设有交流测量装置。二、换流变压器区域�大容量高压直流换流站的换流变压器容量大、台数多、占地面积较大。�为了缩短换流变

3、压器阀侧套管与阀厅之间的引线长度，减少直流侧由于绝缘污秽所引起的闪络事故，一般要求换流变压器靠近阀厅布置。�保护换流变压器的交流避雷器靠近换流变压器布置。三、阀厅控制楼区域�阀厅与控制楼大都采用整体建筑结构。阀厅内安装晶闸管换流阀及其相应的开关设备和过电压保护设备。�在大多数高压直流换流站中，换流变压器的阀侧套管都直接插入阀厅，以减少套管的污闪几率。�采用水作为冷却介质的晶闸管换流阀还安装了冷却水管路。�阀厅的防火措施也值得重视。四、直流开关场区域�直流开关场区域主要布置了高压平波电抗器、直流滤波器、过电压保护装置、直流测量装置以及用于运行方式切换和故障清除所需的直流开关装置，

4、如低压直流高速开关(LVHS)、金属回线转换断路器(MRTB)、大地回线转换开关(GRTS)。4.2换流站主接线�直流输电换流站由基本换流单元组成，基本换流单元有6脉动换流单元和12脉动换流单元两种类型，每个基本换流单元主要包括换流变压器、换流阀、交直流滤波器、控制保护设备、交直流开关设备等。�本节主要介绍：�1、换流器的接线；�2、换流变压器与换流器的连接方式；�3、交流滤波器的接入系统方式；�4、直流开关场的接线；�5、换流站特殊的接线方式。ACBm1IdV1V3V5aiaYi1i4一、换流阀组接线ibYi3cbi6icYi5i2V4V6V2n1负m2V载dV1'V3'V5

5、'aia△i'1i'4ib△i'3cbi'6ic△i'5i'2V4'V6'V2'n2(a)(b)换流器接线图（a）6脉动换流器；（b）12脉动换流器�每极的换流器接线始终是直流输电工程设计前期需要研究和论证的课题。�对于现代直流输电工程，论证的焦点集中在每极采用几组12脉动换流单元，其可能的接线方式通常有三种：�a、每极1组12脉动换流单元；�b、每极2组12脉动换流单元串联；�c、每极2组12脉动换流单元并联。a、每极1组12脉动换流单元b、每极2组12脉动换流单元串联c、每极2组12脉动换流单元并联每极采用几组12脉动换流单元主要与以下因素有关：�（1）单个12脉动换流单元

6、的最大制造容量；�（2）换流变压器的制造及运输限制；a、每极1组12脉动换流单元；b、每极2组12脉动换流单元串联；�（3）分期建设的考虑；c、每极1组12脉动换流单元并联。�（4）可靠性及可用率；�（5）投资考虑；主要考虑的是直流系统一组换流单元故障时对交流系统的冲击。采用a，换流器故障即�（6）交流系统的要求。极故障，若极的输送功率大，两端系统比较�在上述诸因素中，单个12脉动换流单元的最大制造容量弱时，换流器故障对交流系统冲击大。采用和换流变压b、c相对来说冲击小一些，但这并不是确定器的制造及运输限制往往是确定每极换流器组数的决定性因素，有每极多少个12脉动换流器的决定因

7、素，因为时分期建设的要求和资金安排也会影响每极组数的确定。不论采用a还是b、c，直流系统单极故障总会发生（只是后两者的概率低而已），交流�由于每极1组12脉动换流器的方案具有接线布置简单、可系统总是要承受单极故障的冲击靠性高、投资省的特点，若制造商具备生产制造能力，且运输通道不受限制，则应优选采用这种方案。二、换流变压器与换流阀连接�换流变压器的型式直接影响换流变压器与换流阀的连接及布置。�由于三相三绕组换流变压器具有接线布置最简单、投资最省等特点，对于中小型直流输电工程，在条件许可的前提下