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直流输电原理

2017-03-31 17:10分类:电工基础知识 阅读:

  直流输电是电力体系中这些年敏捷翻开的一项新技能。首要运用于远间隔大容量输电、电力体系联网、远间隔海底电缆或大城市地下电缆送电、配电网络的轻型直流输电等方面。直流输电与沟通输电彼此协作,构成现代电力传输体系。跟着电力体系技能经济需求的不断添加和前进,直流输电遭到广泛的留意并得到不断的翻开。与直流输电有关的技能,如电力电子、微 电子、核算机操控、绝缘新资料、光纤、超导、仿真以及电力体系作业、操控和计划等的翻开 为直流输电拓荒了宽广的运用远景。直流变为沟通叫逆变,沟通到直流叫整流,不管高压低压,原理是相同的。UPS里边是包含了整流和逆变两个进程,原理相同,但详细的进程以及数值和设定的参数有关。整流,全波整流电路便是运用二极管单导游通的特性,用4个二极管连成一个桥式整流电路,使输入端电是沟通电流,其波形是正弦波,电流方向是交变的,而输出端波形电流变为同一方向,再经过滤波电路将波形滤掉往后可得到直流电。逆变是整流的逆进程,是经过晶闸管结束的,把直流电逆成为沟通电的电路称为逆变电路。在特定场合下,同一套晶闸管变流电路既可作整流,又能作逆变。
  直流输电因为本身的构造及功用,具有以下特色:
  1)经济性
  高压直流输电的合理性和适用性在远间隔大容量输电中已得到显着的表现。因为直流输电线路的造价和作业费用比沟通输电低,而换流站的造价和作业费用均比沟通变电所要高。因而关于相同输电容量,运送间隔越远,直流比沟通的经济型越好。如下图能够看出当输电间隔大于等价间隔时,直流输电的经济性优势便能够表现出来,而且输电间隔越远其经济性越好。在实习运用中,关于架空线路此等价间隔为600~700km,电缆线路等价间隔则能够下降至20~40km。
  另一方面,直流输电体系的构造使得其工程能够依照电压等级或级数分时期出资建造。这也相同表现了高压直流输电经济性方面的特色。
  2)互联性  沟通输电才干遭到同步发电机间功角安稳疑问的束缚,且跟着输电间隔的增大,同步机间的联络电抗增大,安稳疑问更为杰出,沟通输电才干遭到更大的束缚。比照之下,直流输电不存在功角安稳疑问,可在设备容量及受段沟通体系答应的计划内,很多运送电力。
  沟通体系联网的拓展,会构成短路容量的增大,很多场合不得不替换断路器,而挑选适宜的断路器又非常艰难。而选用直流对沟通体系进行互联时,不会构成短路容量的添加,也有利于避免沟通体系的缺陷进一步拓展。因而关于现已存在的巨大沟通体系,经过切开成相对独立的子体系,选用高压直流互连,可有用削减短路容量,前进体系作业的牢靠性。
  直流输电所连的两头电网无须同步作业,要素是直流输电不存在传输无功疑问,两头的体系之间没有无功的沟通,也不存在沟通体系中频率的疑问。因为直流输电的这个特性,它能够结束电网的非同步互连。进而也可结束不相同频率沟通电网的互连,起到频率改换器的效果。
  3)操控性
  直流输电另一个首要特色是潮流敏捷可控,可因为锁链沟通体系的安稳与频率操控。直流输电的换流器为根据电力电子器材构成的电能操控电路,因而其对电力潮流的操控敏捷而准确。且关于双端直流输电而言,可敏捷结束潮流的回转。潮流回转有正常作业中所需求的慢速潮流回转和沟通体系发作缺陷需求急迫功率援助时的敏捷潮流回转。其敏捷的潮流操控关于所连沟通体系的安稳操控,沟通体系正常作业进程中应对负荷随机动摇的频率操控及缺陷状况下的频率改动操控都能表现首要效果。
  4)缺陷
  当然,直流输电也存在一系列的缺陷。直流输电换流站的设备多、构造杂乱、造价高、损耗大、作业费用高、牢靠性也差。换流站的作业进程中会发作很多谐波,处理不妥而流入沟通体系的谐波就会对沟通电网的作业构成一系列疑问。因而有必要经过设置很多、成组的滤波器消除这些滤波。其次传统的电网换相直流输电在传送有功功率的一同,会吸收很多无功功率,可达有功功率的50%—60%。需求很多的无功功率抵偿设备及其相应的操控战略。别的,直流输电的接地极疑问、直流断路器疑问,都还存在一些没有极长处理的技能难点。
  当受端沟通体系的短路容量与直流运送容量之比小于2时,称为弱受端体系,这时为了操控受端电压的安稳性,确保直流运送的牢靠作业,通常要增设调相机、中止无功功率抵偿器或中止无功发作器,且应结束HVDC与这些抵偿设备的和谐操控。
  因为上述直流输电本身的一系列的特色,使得直流输电有其适用的范畴,接下来论说这些适于高压直流输电运用的范畴。
  1)海底电缆输电 从国际计划来看,直流输电工程的约三分之一为海底电缆送电。
  2)长间隔架空线输电 有研讨作业标明,关于运送十GW、300km的电力,直流架空线路运送已初步占有优势,根据这一剖析陈述,适用直流架空线路的输电容量将占到全球总输电容量的26%以上。
  BTB办法 BTB办法工程约占全国际直流工程的40%,首要用于在不添加沟通电网短路容量的状况下,结束功率的融通和急迫功率援助。其以运用可分为沟通体系互联或不相同频率沟通体系互联。如我国的灵宝工程(通常沟通体系互联),日本国内工程(不相同频率沟通体系互联)。
  4)短路容量对策 国际计划内,跟着电力负荷的添加,电源及电网建造不断扩大,沟通电网的计划越来越大。在这种状况下,短路缺陷发作的缺陷电流越来越大,直流输电作为束缚短路电流的对策取得极大的注重。
  ①负荷供电:都市负荷会集区域供电,有时有必要选用地下电缆送电。这种状况下,恳求设备占空间小,短路电流过大时,断路器的挑选就有艰难,这时选用直流输电就表现出必定的优势。选用器材换相的轻型直流输电就更显现出直流输电的这一长处。
  ②体系切开:将已有的大计划沟通体系切开为若干相对较小的独立作业的小体系,体系之间选用BTB等直流办法互联,可有用削减缺陷短路电流。这方面的工程实例还没有,但日本专家对日本的关西、我国、神州、四国的串行体系进行的研讨标明,若经过在关西与我国、我国与神州、神州与四国、四国与关西间选用直流办法衔接,将可大大按捺短路电流,并结束小体系向大体系的输电。

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