直流输电课后习题

《高压直流输电技术》思考题及答案

一、高压直流输电发展三个阶段的特点？

答：1 1954年以前——试验阶段；参数低；采用低参数汞弧阀；发展速度慢。

2 1954年～1972年——发展阶段；技术提高很大；直流输电具有多方面的目的（如水下传输；系统互联；远距离、大容量传输）；汞弧阀参数有很大提高。

3 1972年～现在——大力发展阶段；采用可控硅阀；几乎全是超高压；单回线路的输电能力比前一阶段有了很大的增加；发展速度快。 二、高压直流输电的基本原理是什么？

答：直流输电线路的基本原理图见下图所示。

从交流系统Ⅰ向系统Ⅱ输电能时，换流站CS1把送端系统送来的三相交流电流换成直流电流，通过直流输电线路把直流电流（功率）输送到换流站CS2，再由CS2把直流电流变换成三相交流电流。

（这是正确的图）

三、高压直流输电如何分类？

答：分两大类：1 单极线路方式；A.单极线路方式；采用一根导线或电缆线，以大地或海水作为返回线路组成的直流输电系统。B.单极两线制线路方式；将返回线路用一根导线代替的单极线路方式。2 双极线路方式；A. 双极两线中性点两端接地方式；B. 双极两线中性点单端接地方式；C. 双极中性点线方式；D. “背靠背”（back- to- back）换流方式。 四、高压直流输电的优缺点有哪些？

答：优点：1 输送相同功率时，线路造价低；2 线路有功损耗小； 3 适宜海下输电；

4 没有系统的稳定问题； 5 能系统的短路电流； 6 调节速度快，运行可靠 缺点：1 换流站的设备较昂贵； 2 换流装置要消耗大量的无功； 3 换流装置是一个谐波源，在运行中要产生谐波，影响系统运行，所以需在直流系统的交流侧和直流侧分别装设交流滤波器和直流滤波器，从而使直流输电的投资增大； 4换流装置几乎没有过载能力，所以对直流系统的运行不利。

5 由于目前高压直流断路器还处于研制阶段，所以阻碍了多端直流系统的发展。 6 以大地作为回路的直流系统，运行时会对沿途的金属构件和管道有腐蚀作用；以海水作为回路时，会对航海导航仪产生影响。

五、为什么输送相同功率时，直流输电线路比交流输电线路造价低？

答：（1）对于架空线路，交流输电通常采用了三根导线而直流只需一根或二根导线，在输送同功率的条件下，直流输电可节省大量的有色金、钢材、绝缘子和线路金具，同时也可

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以减少大量的运输安装费。

（2）直流输电对其线路走廊，铁搭高度，占地面积等方面比交流输电优越。 （3）对于电缆线路，直流电缆与交流电缆相比，其投资费和运行费都更为经济。 六、高压直流输电的适用范围有哪些？

答：（1）远距离大功率输电；（2）海底电缆送电；（3）不同频率或同频率非周期运行的交流系统之间的联络；（4）用地下电缆向大城市供电；（5）交流系统互联或配电网增容时，作为短路电流的措施之一；（6）配合新能源供电。 七、什么是交直流输电比较的经济等价距离？

答：在输送功率相同或可靠性指标相当的条件下，直流输电与交流输电相比，虽然换流站的投资比变电站的投资要高，但直流输电线路的投资比交流输电线路的投资要低。如果当输电距离增加到一个定值时，采用直流输电线路所节省的费用，刚好可以抵偿换流站所增加的费用，这个距离叫交直流输电比较的经济等价距离。

八、可控硅元件伏安特性中，反向击穿电压、正向转折电压的概念是什么？

答：反向击穿电压：在反向漏电流急剧增大到某规定值时所对应的电压（实际尚未击穿）； 正向转折电压:正向电压增大到某一转折电压，元件因漏电流剧增而转入通态时所对

应的电压。

九、可控硅阀从关断状态转入导通状态必须具备的两个条件是什么？ 答：（1）晶闸管元件承受的正向电压（即阳极电位高于阴极电位） （2）控制极要得到触发脉冲信号。

十、简述理想状态下整流器的换相过程及工作原理？

答：1 换相过程开始时刻V1、V2导通，交流电源的线电压为eac，通过导通的阀加在直流输出端M、N上，直流母线M、N上的直流输出电压为eac=ea-ec

经过ωt=60º时，过C3点，eb>ea V3承受正向电压而导通，

V1承受反向电压而截止。 V2，V3导通；

经过ωt=120º时，过C4点，ec>ea V4承受正向电压而导通，

V2承受反向电压而截止。 V3，V4导通；

经过ωt=180º时，过C5点，ec >eb V5承受正向电压而导通，

V3承受反向电压而截止。 V4，V5导通；

随后每隔60º依次换相一次，如此循环往复。（答案记住每过60后按顺序换相） 2 工作原理

联系最高交流电压的晶闸管将导通，电流由此流出；联系最低交流电压的晶闸管也将导通，电流由此返回；通过按照一定次序的晶闸管的“通”与“断”，将交流电压变换成脉动的直流电压。

十一、 在理想状态下，根据整流器的电压波形，导出平均直流电压公式。

答：取单桥整流器在理想情况下一周期的六分之一电压波形进行积分，这段面积为：

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A662Ecostdt2Esint|662E，

将A除以3

A1.35E.

即所得到这种情况下直流电压的平均值：Vd13十二、 在考虑触发延迟角的换相过程中，为什么调整α角可以改变直流功率的输出？

答：在考虑触发延迟角的换相情况下，平均直流电压为：Vd1.35Ecos，

由于的范围在0°～180°之间，即cos在+1到-1之间变化。 故Vd在+Vdo到-Vdo之间变化，调节值，可改变Vd，从而改变直流输出功率。

十三、 为什么换流器不管是整流还是逆变，换流器都将从系统吸收无功功率？

答：在忽略换流器的损耗时交流功率一定等于直流功率，即Cosφ=Cosα; 当α=0º时，电流的基频分量Ia,与相电压ea同相位。

有功功率 P=EaIaCosφ 为正， 无功功率 Q=EaIaSinφ 为零；

当α=0º↗90º时 P减小，Q增大； 当α=90º时 P为零，Q增到最大；

当α=90º↗180º时 P变为负，其绝对值增大，Q仍为正，但幅值减小； 当α=180º时 P达到负的最大值，Q为零。

所以，换流器不管是整流还是逆变，换流器都将从系统吸收无功功率。

十四、 分析换流器从某一组阀导通状态转为另一组阀导通状态的基本原则是什么？

答：在任何一个阀开始或停止的瞬间，电路就从一个线性电路改为另一个线性电路，而且在这瞬间，根据电路的开闭定律，通过电感的电流是连续的，不会突变，因此在这瞬间之后的另一个电路中的任一电感支路电流的初值应等于这瞬间之间的电路中的同一支路的电流的终值。

十五、 换相电流与换相电压的概念。

答：提供换相的电源的二相短路电流称为换相电流，提供换相电流的交流电压称为换相电压。

十六、 在α>0，μ>0的情况下，为什么直流输出电压产生了一个电压降？

答：因为由于换相引起直流电压平均值的变化量V正比于Id，因此换相的效应也就相当于直流侧有一等效电阻Ra，引起直流输出电压的下降。 十七、 为使整流状态转为逆变状态，需要哪两个条件？

答：1 为使整流状态转为逆变状态，需要的两个条件为：

1) 改变直流电压的极性； 2) 加大延迟角，使α>90º。

2 整流范围为：0º<α<90º 逆变范围为：90º<α<180º

十八、 延迟触发角变化范围是多少？整流、逆变各在什么范围内？

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答：延迟触发角变化范围为090,90180：

整流时090； 逆变时90180。

十九、 要使逆变器导通的充分必要条件是什么？

答：（1）在直流母线上加一个足够大的直流电压，以克服反电势的作用。

（2）在直流电压小于交流反电势的瞬时值时，为了保持电流的连续，直流回路中

要有充分大的电感，利用储藏在磁场中的能量帮助电流连续导通而不中断。

二十、 换流站的主要设备有哪些？

答：换流器、换流变压器、交流断路器、直流电抗器、阻尼器、滤波器、无功补偿装置、过电压保护器、电压互感器和电流互感器、接地电阻、调节装置、继电保护装置、高频阻塞装置。

二十一、 直流电抗器的作用是什么？

答：1 减少直流侧的交流脉动分量，即起滤波作用；

2 在最小电流运行时，使电流保持连续；

3 当直流送电回路发生故障时能抑制电流的上升速度。

二十二、 阻尼器的作用是什么？

答：（1）并联于换流器阀的阻尼器用来阻尼阀关断时引起的振荡，抑制相过电压。 （2）线路阻尼器用于阻尼线路在异常运行情况下发生的振荡。 二十三、 滤波器的作用是什么？

答：（1）对交流侧和直流侧进行滤波

（2）为换流站提供一部分的无功功率

二十四、 晶闸管换流器对晶闸管元件的基本要求是什么？

答： （1）耐压强度高；

（2）载流能力强；

（3）开通时间和电流上升率（di（4）关断时间与电压上升率（dvdtdt）的，即约为100A/s； ）的，即约为200V/s.

二十五、 换流阀片的额定电流如何选择？

答：换流阀片的参数，主要受额定运行电流和最大故障电流影响。在系统设计阶段可采用电流设计系数CDF的方法进行。

CDF=元件的额定电流*并联数*3/直流系统的额定电流。 多个元件并联将引起一系列复杂问题，一般并联数为1。 （书上还有紧接着的步骤，以及36页的例题） 二十六、 换流阀串联元件数如何选择？

答：所谓串联元件数是指组成每一晶闸管的串接元件数，这个参数的选择直接关系到阀的经济性和可靠性。

选择步骤：

（1）每阀串联元件数可按下式选取：

UPV(1NEVPmPf)VEN

上式中NEV为每阀串联元件数，

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VEN为元件的额定电压（kv），

UPV为与阀并联的避雷器保护水平（kv）,

P设计有关，

m为绝缘余裕百分比，一般取值为0.1～0.2，它与阀串长度有关，均压回路

Pf为最大允许元件损坏百分比，最大可达0.1。

（2）选定NEV后，可按电压设计系数进行校验，电压校验系数

VDFNEVUENNVVDN2

上式中NV为每极十二脉动换流单元数，

VDN为直流工程额定运行电压。

电压校验系数的取值一般为2.5～3.5：2.5～2.8之间偏于经济；2.8～3.2之间为中间水平；3.2以上偏于保守。

二十七、 如何选取直流电抗器的电感值Ld?

答：直流电抗器的作用：减少直流侧的交流脉动量，小电流时保持电流的连续性以及当直流送电回路发生故障时，能抑制电流的上升速度。从作用来看，它的电感量Ld越大越好，但是Ld过大，当电流迅速变化时在直流电抗器上产生的过电压tddidt（是Ld）就越大，另

外作为一个延时环节，Ld过大对直流电流的自动调节不利，所以满足上述三项要求的前提下，直流电抗器的电感Ld应尽量小。

故选取直流电抗器电感值Ld的具体方法是：

（1） 按减少直流侧的交流脉动分量的情况（即第一种方法）确定电感值。

（2） 以小电流时保持电流的连续性和直流送电回路发生故障时，能抑制电流的上

升速度的情况（即第二种和第三种情况）进行验算。

二十八、 为什么直流电缆比交流电缆年运行费用低？

答：电缆用于交流时，除了芯线的电阻损耗之外，还存在绝缘的介质损耗以及铅包和铠装中的磁感应损耗，而用于直流侧，则基本上只有芯线的电阻损耗且绝缘的老化也缓慢多，因此直流电缆的年运行费用比相应的交流电缆低。

二十九、 选择直流线路额定电压时应考虑哪些因素？

答：在选择线路电压时，不仅要考虑线路本身及两端换流站的全部费用而且要使所选择的导线截面和数满足电线表面允许电场强度要求，同时，还必须考虑线路的输送容量和电压应与阀桥的额定电压及电流相配合，以使线路和阀桥都要得到充分的利用。 三十、 为电晕损耗和无线电干扰，额定电压的选择应满足什么要求？

答：直流输电线路的额定电压，可以根据其经济电压Vec进行初步选择，然后经过技

术经济论证，才能最终确定。但为了电晕损耗和无线电干扰，选择的额定值还应根据临界电晕电压进行校验，满足额定电压小于临界电晕电压的要求。

三十一、 为什么双极导线的电晕损耗要比两根极性相反的单极线路的电晕损耗之和要

大得多？

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答：（1）在直流电压作用下，由于导线附近强场且发生游离的结果，使得整个电极空间出现了离子流或空间电荷。

（2）空间电荷的存在改变了原有的电场分布，（也就是说直流电晕的强度受到了本身空间电荷的）。

（3）这些电荷一经产生就必然移动到地面或极性相反的另一极上去，

（4）在单极直流电晕的情况下，整个电极空间充斥着符号与导线极性相同的空间电荷，这将使导线附近的电场减弱，起到良好的“屏蔽”作用。

（5）在双极情况下，由于在导线间同时存在着两种极性相反的离子流，彼此削弱对方所造成的“屏蔽”效应。

三十二、 采用实用计算曲线法，如何计算双极线路的全年电晕损耗电量？

答：计算步骤为：

1) 确定双极线路采用的子导线的截面；

2) 根据采用的子导线的截面在双极直流线路电晕损耗实用计算曲线上用查值法

查出单位公里电晕损耗量；

3) 用查出的单位公里电晕损耗量乘以线路长度、再乘以线路的年运行小时数，即

为双极线路的全年电晕损耗电量。

三十三、 采用大地回路的直流输电系统的接地电极分几种，陆地电极有几种形式？

答：接地电极分为陆地电极和海岸电极；

陆地电极分为直线棒、圆环和星形。

三十四、 为了消除直流线路对大地回路，对其它公用设施的不利影响，应采取什么措

施？

答：最重要的措施是使接地电极的位置与有关设施保持足够的距离，如有必要，还可以对地极埋设附近的金属构件采用阴极保护或对地下金属物加涂绝缘层。 三十五、 换流器的特征谐波的概念

答：一个脉波数为P的换流器，在它的直流侧产生的谐波次数为n=KP，在它的交流侧产生的谐波数为n=KP1（K是任何正整数）由以上式子确定的谐波称为换流器的特征谐波。

三十六、 减少换流器谐波的措施有哪些？

答：减少换流器谐波的主要方法目前采用增加脉波数和装设滤波器两种。 三十七、 换相角μ和延迟触发角α对谐波电流有什么影响？

答：换相角和延迟角对谐振电流的影响：

（1）换相角增大，谐振电流将下降，谐波次数越高，谐波电流下降得越快。

（2）在一定的范围内，谐振电流下降的速度也随角的增大而加快。 （3）每次谐波在

360n附近时，谐波电流In下降到最小值，然后再略有增大。

（4）如果为定值，各次谐波电流随不同的值的变化是微小的。

（5）在任何情况下，谐波电流有效值不会超过

0.78Idn。

三十八、 并联滤波器与串联滤波器相比有什么优点？

答：具有以下优点：

1) 滤波效果好；

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2) 串联滤波器必须通过主电路的全部电流，并对地采用全绝缘，而并联滤波器的

一端接地，通过的电流只是由它所滤除的谐波电流和一个比主电路小得多的基波电流，绝缘要求也低； 3) 在交流情况下，并联滤波器除滤波外，其中的电容器还可以同时向换流器提供

无功功率。

三十九、 交流滤波器按阻抗特性分为几种滤波器？

答：可分为（1）单调谐滤波器；（2）双调谐滤波器；（3）高通滤波器 四十、 何谓滤波器的品质因数？滤波器的品质因数对滤波器有什么影响？

答：滤波器的品质因数为：滤波器的电抗X0与电阻R(n)的比值，即 Q= X0/ R(n) 。 当品质因数Q值越大，则谐振频率阻抗┃Z┃就越小，滤波效果就越好，同时有功功率的消耗也就越小。但是Q值也不能太大，否则系统频率的变化以及电感和电容受温度变化而变化时滤波器容易失调，影响滤波效果。 四十一、 如何选择交流滤波器的参数？

答：交流滤波器的选择首先应根据技术经济分析选择电容（OR电路？），然后根据要求的调谐频率计算出相应的电感，最后再根据最佳Q值确定电阻值，（按最小投资选择滤波器容量求取参数）。

四十二、 评定滤波器效果的准则是什么？

答：评定滤波器效果是否适当的原则：经滤波以后完全没有谐波的有害影响。但实际上一般采用下列极限值作为参考：

（1） 交流正弦波的最大理论偏差：H1V(V(1)n2(n))应不超过3～5%；

（2） 在5到25次谐波电压中，任何一个特征谐波电压不超过1%，其它各次特征

谐波电压的算术和应不超过2.5%

（3） 电话谐波波形系数（THRR）应不超过1%～2%；

(kfpfVf)THFFf02V

（4） 在美国和加拿大，一般采用I*J乘积和KV*T乘积来评价电力线路对电话线

路的干扰影响：I*J(IfTf)2

四十三、 直流滤波器电容器的额定参数选择与交流滤波器有什么不同？

答：直流滤波器电容器的额定参数是按照线路电压、滤波要求和经济性决定的；

而交流滤波器电容器的额定参数是根据总的无功功率来确定。

四十四、 直流输电系统在稳态正常运行方式下运行参数有哪些？

答：直流输电系统在稳态正常运行方式下运行参数有两端的直流电压、直流电流和输送功率。

四十五、 高压直流输电系统控制配置中主要有哪些控制？

答：高压直流输电系统控制配置中有站控制、极控制、桥控制和阀单元控制。 四十六、 对高压直流输电控制系统的基本要求有哪些？

答：（1）为了避免电流流过阀和其它载流元件出现危险的状况应电流的最大值； （2）要由于交流系统的波形而引起的直流电流的流动； （3）尽可能地防止逆变器换相失败；

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（4）尽可能使功率因数保持较高的值；

（5）为了使功率损耗最小，要求保持线路端电压恒定并且等于额定值； （6）为控制所输送的电能，有时则要求控制某一端的频率

四十七、 为什么在高压直流输电系统的控制中要使功率因数保持较高值？

答：（1）对于给定的阀和变压器的电流和电压额定值，要求尽可能高的保持换流器的功率额定值；

（2）减少阀和阻力回路应力；

（3）使接至换流器的交流回路中所需的电流和铜耗达到最小值； （4）当换流器的负荷减少时，使换流器的交流端的电压降到最小值。 四十八、 高压直流输电系统基本的控制方式有哪些？（在书上哪里？）

答：高压直流输电系统基本的控制方式有定电流控制、定电压控制、定越前角控制、定熄弧角控制和定延迟角控制。

四十九、 叙述定电流的控制原理。

答：定电流的控制原理如下：

1) 通过直流互感器测量直流电流Id。

2) 将Id与电流整定值Id0（也称电流指令）进行比较。

3) 将Id与Id0进行比较的差值ε（称为误差或误差信号）输入控制放大器A中进

行放大。

4) 将放大的信号输入相位控制回路作为控制电压，进行所需的相位控制，从而达

到控制直流电流为恒定的目的。

五十、 什么是潮流翻转？如何实现潮流翻转？

答：潮流反转是利用直流输电系统的快速可控性，将直流功率传输方向在运行中自动反转的一种控制功能。要实现潮流翻转只有使线路的直流电压改变极性。这可通过调节整流器的触发相位，使延迟角大于90°，变为逆变状态运行，而同时把原来的逆变器触发相位提前，变为整流状态运行，翻转过程是自动进行的。

五十一、 HVDC（高压直流输电）的基本控制手段是什么？

答：（1）线路上任一点的直流电压及电流(或功率)皆可通过控制其内电压(Vdorco$a)和(Vdoico$y)来加以控制。而这可通过阀触发角的栅／门极控制或改变换流变压器分接头以控制其交流电压来实现。

（2）栅／门极控制是快速的(1～10ms)，改变分接头则慢得多(每改一档需5～6s)。它们以互补的形式来联合应用。栅／门极控制最先快速动作，继之以分接头改变，使换流器各量(整流器的口和逆变器的y)恢复到它们的正常范围。

（3）功率反送(又称潮流反转)是通过两端直流电压的反向来实现的。

五十二、 画出整流器、逆变器的理想静态伏安特性、实际静态伏安特性，换流器的组合

特性。 答：

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五十三、 什么叫电流裕度？

答：整流器电流指令和逆变器电流指令之差称为电流裕度 五十四、 每个换流器的组合特性由哪三段组成？

答：每个换流器的特性由三段组成：与min相对的恒触发角(CIA)、恒电流(CC)和恒熄弧角(CEA)。

五十五、 逆变器控制方式采用哪两种方式可以防止换相失败？ 答：（1）直流电压控制方式

不用对固定值的调节(CEA)，而用一个闭环电压调节以保持直流线路某点的电压恒定，通常是送端(整流器)电压恒定。用计算线路压降RI的方法来估计维持所需的逆变器电压。比起恒控制(它具有下降的电压特性)，电压控制具有一个优点，即逆变器的V-I特性是平坦的。此外，电压控制方式具有略大的值，从而不易发生换向失败。正常时，电压控制保持约18，

起使用。

（2）控制

恒时，逆变器的V-I特性具有一个正的斜率，轻载时，恒在防止换相失败方面具有更大的安全性。然而，重载(大重叠)时，可能使变成最小值。正常运行时不用恒控制方式。它只在暂态条件下作为直接作用于触发角的控制方式的后备方式。

五十六、 为保持控制方式的稳定性，常对V-I特性作哪些修正？

答：为保持控制方式的稳定性，在逆变器的CEA和CC控制特性之间的转换处，常采用一个具有正斜率的特性(恒)，如图(a)所示。另一种办法如图(b)所示。即用一个电压反馈环节来控制其直流电压。

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五十七、 在设置电流指令时，有哪些？为什么？

答：设置电流指令时，必须考虑下列。 (a)最大电流极限

最大短时电流通常在满载电流的1.2～1.3倍，以避免阀的过热损坏。 (b)最小电流极限

在小值电流时，电流中的脉波可能造成电流的不连续或断续。12脉波时，电流每周期中断12次。由于在中断瞬间的电流变化率很高而在变压器绕组和直流电抗器中感应出高电压(Ldi/dt)，所以这是不允许的。

(c)依赖于电压的电流(VDCOL)(国内常称作“低压限流”) 在低电压的情况下，由于下述原因，要保持额定直流电流或功率是不希望的或不可能的：

(1)当一个换流器的电压降低了30％左右时，另一端的换流器的无功功率需求将增加，这可能对交流系统产生不利的影响。电流控制必然会造成较大的或另一端换流器较大的从而使无功需求增加。交流电压的降低将显著地减小滤波器和电容器所供应的无功功率，而它们本来是能够供应换流器所吸收的大部分无功功率的。

(2)电压降低时，换相失败和电压不稳定的风险也大为增加。

这些在低电压下运行所带来的问题，可用“低压限流”(VDCOL)来防止。当电压降到一个预定值以下时，这个限流装置即减小最大允许直流电流值。VDCOL特性可以是交流换相电压或直流电压的函数。

五十八、 最小触发角的作用是什么？

答：通过直流线路传输的功率，可以由电流指令和电流裕度的调整来加以控制。这些信号是由遥信通道传送到换流站的。在通信失效或直流线路故障时，存在着这样的可能性，即逆变站可能切换到整流方式。这将导致功率的反送。为了防止发生这种情况，在逆变器控制中，装有最小a。

五十九、 为什么HVDC系统基本上是恒电流控制？

答：（1）为了故障时的过电流和减小设备损坏；

（2）为了防止由于交流电压波动而使系统停运。

正是由于高速恒电流控制特性，直流输电系统运行是非常稳定的。 由于上述两个重要原因，HVDC系统基本上是恒电流控制： 六十、 双极直流输电系统的控制结构分哪四层？

答：控制结构分为四个层次：桥或换流器单元控制、极控制、主控制及全系统控制。 六十一、 用于产生换流器的触发脉冲有哪两种基本的控制型式？

答： （1）分相控制(IPC)

（2）等距离脉冲控制(EPC)

六十二、 分相控制(IPC)的特征是什么？

答：它的主要特征是，它的触发脉冲对每阀是分别产生的，由换相电压过零点来确定。 六十三、 分相控制(IPC)有哪两种方式？

答：（1）恒熄弧角CEA控制 （2）恒电流控制

六十四、 等距脉冲控制系统的特点是什么？

答：在这种系统中，阀是等时间间隔触发的，并且所有阀的触发角延迟量或提前量都是相等的，从而得到所要求的控制方式。它只与系统电压间接同步。

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六十五、 叙述HVDC系统的正常起动（解锁）操作顺序。

答：1.先起动逆变器或整流器都可以。先起动的换流器确立了阀的触发和导通。当解锁触发角在60～70的范

2.经过一个通信延迟，另一端的换流器开始触发。触发角为60～70之间以保持

合适度低的电压，和标么值(pu)为O.2～O.3的起动电流(根据设备和系统情况而优化)开始循环流动。

3.上述顺利起动确立以后，按照触发角(或)的缓和的变化速度来提升电压。继

续保 持开始的O.2～O.3pu的电流直到电压达到40％～80％的设定点为止。然后将电流指令提高到所要求的数值。

4.当电流建立起来并由整流器来保持时，逆变器即进入电压／裕度角控制方式。

整个起动过程，短可至几分之一秒，长可至几分钟，这决定于交流系统要求的功率指令和。负荷可以是指数率上升的，也可以小步上升。

六十六、 叙述HVDC系统的正常停机（闭锁）操作顺序。

答：不像交流系统那样操作断路器以隔离一条线路，直流线路是通过控制来逐渐关断的。一个极的闭锁是用将电压和电流减小到零来实现的，其步骤如下：

1.在100～300ms内，电流和电压按斜率下降。然后整流器进入或接近逆变区运行。这样将储存于直流系统的能量去掉(反馈人交流系统)。

2.如果装有旁路开关的话，旁路开关接通。

两个阀组中的一个阀组准备闭锁，它并不意味着电流一定要减小到零。所以，这个阀组的触发角升至90，然后用一个旁路开关形成一个旁路，于是阀才被闭锁。应该这个变化速度以避免发生调节方式的改变。

六十七、 为什么提高交流系统的动态性能，常须装附加控制以拓宽直流系统的可控性？

答：在直流输电系统中，基本的被控量是直流电流，在逆变器保持电压的条件下，由整流器来控制电流。用这种方式控制的直流输电系统可以缓冲一个交流系统对另一侧交流系统的扰动。然而，它不能流过有助于交流系统稳定的同步功率。实际上，对交流系统来说，换流器好像是一个对频率不敏感的负荷，使它对系统摇摆产生负阻尼。而且，在系统摇摆期间，由于吸收过量无功而可能造成电压崩溃。

六十八、 采用直流系统附加控制的主要原因是什么？

答：· 提高交流系统机电振荡的阻尼。

· 改善暂态稳定。 · 隔离系统扰动。

· 控制小系统的频率。

· 无功功率调节和动态电压支撑。

六十九、 一个三相12脉波整流器由一组额定电压为220kV／110kV的变压器供电。 (a)如一次侧电压为230kV，有效匝数比为O.48，当触发延迟角为200，换相角为180时，求直流输出电压。

(b)如果整流器给出的直流电流为2000A，试求出有效换相电抗XC、交流电流基波分量有效值、功率因数COS；和变压器一次侧的无功功率。 解

(a)12脉波桥电路由两个6脉波桥组成，因此B=2。

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高压直流输电技术讲稿

空载直流电压为

熄弧角为

因此,由于换相重叠,平均直流电压减小了，为

直流输出电压为

另一种算法，

(b)

，从而

一次侧交流电流基波分量为

高压母线处的功率因数为

从而

高压侧无功功率

全部解示于图E10.1中

七十、 某一直流工程设计输送容量为700MW，采用500KV电压等级的线路输送，请根据

表一提供的元件参数，选择一个适宜工程所需的晶闸管元件参数。（经计算换流变压器的最大故障电流为27000A，元件并联数为1，电流设计系数取3）

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高压直流输电技术讲稿

表一： 生产厂家 东芝 西门子 BBC 芯片直径 （mm） Φ60 Φ75 Φ75 元件额定电流 (A) 1500 1400 1800 元件额定电压 (V) 2500 4200 4000 故障电流承受水平 (A) 30000 26000 20000~30000 元件换流功率 (W) 375X104 608X104 720X104 答：选择步骤如下：

1) 计算直流系统的额定电流：700X103KW/500KV=1400 （A） 2) 用电流设计系数公式求取元件的额定电流：

3) CDF=（元件的额定电流X元件并联数X3）/直流系统的额定电流

将已知数据代入上式得：元件的额定电流=直流系统的额定电流=1400 （A） 4) 选择元件：

西门子：故障电流承受水平 26000<27000 不满足；东芝、BBC的满足； 东芝：换流功率=1500X2500=375X104 BBC：换流功率=1800X4000=720X104

东芝、BBC的换流功率相比，东芝的换流功率太小，故选择BBC的元件。

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