直流输电控制系统课件.ppt

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1、HVDC控制系统二0一0年三月四日一直流输电基本原理目录二三直流输电基本控制策略直流输电辅助频率控制一、直流输电基本原理HVDC输电系统的分类两端HVDC输电系统：由两个换流站组成的直流输电系统。类型：两端直流输电系统，多端直流输电系统类型：单极类双极类同极类背靠背单极类：一线一地制、两线制一线一地制两线制－－＋＋Id－－＋＋IdHVDC输电系统的分类双极类：两线一地制、两线制、三线制两线一地制两线制三线制Id－＋－＋－＋－＋IdHVDC输电系统的分类同极类：两线一地制三线一地制Id－＋－＋－＋－＋IdHVDC输电系统的分类背靠背(Back-to-Back)：单极

2、类、双极类、同极类特点：没有直流线路的HVDC系统。适用性两个不同额定频率交流系统的互联HVDC输电系统的分类交流母线交流系统I无功补偿设备交流滤波器直流线路VdI换流站I平波电抗器直流滤波器桥I交流母线换流变压器断路器桥II图1.1HVDC原理图换流站II交流系统II无功补偿设备交流滤波器换流变压器VdII一、主要元件HVDC的主要元件2.换流器功能：将交流电转换成直流电,或者将直流电转换成交流电的设备。其中：整流器（Rectifier）------将交流电转换成直流电的换流器。逆变器（Inverter）------将直流电转换成交流电的换流器。1.换流变压器：

3、功能：电压配合、隔离、抽头调节改善运行性能。HVDC的主要元件3.平波电抗器：功能：滤波、限流、防止电流断续、降低过电压、防止换相失败等。4.直流滤波器：功能：滤波。5.交流滤波器：功能：滤波、无功补偿。HVDC的主要元件图1.2三相全波桥式换流电路原理图MNV1V3V5V4V6V2ABC上半桥/共阴极半桥下半桥/共阳极半桥正极共阴极桥臂/阀臂/阀桥交流端负极共阳极HVDC的基本原理几个概念（1）控制角（也叫移相角）：从晶闸管开始承受正向电压，到其加上触发脉冲的这一段时间所对应的电角度（0～ωt1）。（2）导通角晶闸管在一个周期内导通的电角度（ωt1～π）。（3）

4、移相改变控制角的过程，即改变触发脉冲出现的时刻的过程。这种通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为相位控制方式，简称相控方式。HVDC的基本原理一.电阻性负载ωt1～ωt2：在ωt1时刻，给VT1加触发脉冲，满足其导通的两个条件，假设此时共阳极组阴极电位最低的晶闸管VT6已导通。ωt2～ωt3：u相相电压uu仍是最高，w相相电压uw为最负，在2点，给晶闸管VT2加触发脉冲，使其导通。任意时刻共阳极组和共阴极组中各有1个晶闸管处于导通状态ωt3～ωt4：VT3和VT2导通，ud=uvwωt4～ωt5：VT4和VT3导通，ud=uvuωt5～ωt6：VT

5、5和VT4导通,ud=uwuωt6～ωt7：VT6和VT5导通,ud=uwv不同α角时的输出波形导通时间比α=0°时推迟了30°正负各120°的对称的波形。ud波形出现了零点,是一临界情况VT1导通电阻性负载，只要α≤60°，ud和id的波形就是连续的。VT4导通α角的移相范围是0°～120°当α＞60°时ud的波形就出现断续了,每个线电压输出小于60°VT1导通VT4导通iv、iw的波形与iu波形形状一致，只是相位依次相差。HVDC的基本原理小结当a≤60时，ud波形连续，对于电阻负载，id波形与ud波形形状一样，也连续当a>60时，ud波形中有一段为零，u

6、d波形不能出现负值带电阻负载时三相桥式全控整流电路a角的移相范围是0～120HVDC的基本原理二.阻感性负载1.电路2.原理与电阻负载不同与电阻负载相同临界情况，即ud正好没有负电压的输出。3.数量关系（1）直流输出电压的平均值Ud（2）直流输出电流的平均值Id（3）有效移相范围（电感）是HVDC的基本原理三相全波桥式整流电路小结：1.电路需有两只晶闸管同时导通，各120°换相一次。2.六只晶闸管依次导通，顺序与下标同。3.脉冲间隔为60°。4.输出电压波形每周期脉动6次，基波频率为300Hz。HVDC的基本原理变压器漏感对整流电路的影响变压器绕组上总是存在有

7、一定的漏感的，交流回路也会有一定的自感，电流的换相是不可能在瞬时完成的，而要有一个过程，即经过一段时间，这个过程就称为换相过程。换相过程对应的时间常用相应的电角度来表示，称为换相重叠角，用μ来表示。HVDC的基本原理一.换流期间的整流输出电压ud电流换相的过程中，两相的晶闸管都导通，相当于两相短路，两相之间的电位差（瞬时值）即为短路电压用uk表示如变压器漏感对整流电路的影响HVDC的基本原理换相期间换流回路的电压方程式为换相期间的整流输出电压的瞬时值ud就变为二.换相压降的计算XT是变压器每相折算到二次侧的漏抗，且XT=ωLTHVDC的基本原理三相全波桥式逆变电路

8、波形HVD