高压直流问答题

高压直流问答题一、问答题。1、直流输电系统主要由几部分构成？答：主要由整流站、逆变站和直流输电线路三部分组成。2、换流站主要设备有？答：1）换流变压器2）换流站3）平波电抗器4）交流滤波器5）直流滤波器6）控制保护系统7）接地极引线8）接地极9）运行通信系统3、换流器的主要作用是什么？答：将交流电力变换成直流，将直流变换成交流电。4、背靠背直流系统的主要用途是什么？有何特点？答：主要用于两个非同步运行的交流电力系统之间的联网或送电。特点：直流侧可选择低电压大电流，可充分利用大截面晶管的通电能力，同时直流设备也因直流电压低而使其造价也相应降低。5、直流输电主要有哪些优缺点？答：1）优点：①造价低，损耗小。②输送容量大。③稳定性问题不存在。④实现非同步联网和非同频联网。⑤支流只有电阻起作用。而电感电容不起作用。⑥通过对可控硅的快速控制，实现快速控制。⑦便于分期建设，容易扩建。⑧利于经济运行与管理。2）缺点：①换流站投资大②换流器会产生特征谐波③换流器工作时，需要大量无功，故必须张无功电源。④直流输电利用大地回路必须解决的技术问题。⑤直流断路器制造困难。6、目前直流联网采用有哪些类型？答：1）背靠背直流联网2）远距离大容量直流输电同时又具有联网性质。7、什么是轻型高压直流输电？有何特点？答：轻型直流输电是20世纪90年代开始发展的一种新型直流输电工程，它采用脉宽调制（PWM）技术，采用绝缘栅双极晶管（IGBT）组成的电压源换流器进行换流。特点：换流器的功能强、体积小、可减少换流站的设备、简化换流站的结构，降低换流站的造价。8、为什么远距离海底电缆不能用交流输电而只能用直流输电电缆输电？答：由于交流电缆电容电流而使其输电距离受到限制，对远距离海底工程，输送较大的功率是很困难的。而直流电缆没有电容电流，输送容量不受距离限制。所以只能用直流电缆输电。9、何为等距离？有何应用？答：1）当直流输电线路和换流站的造价与交流输电线路和变电所的造价相等时的输电距称为等价距离。2）当输电极力大于等价距离时，主要用于直流输电线路经济的比较。10、说明6脉动换流单元的组成，并画出接线图？答：主要由换流变压器，6脉动换流器及相应的交流滤波器，直流滤波和控制保护装置所组成。11、说明6脉动换流器关系)(f。答：1）空载时；①0＜＜90°∪d=0；桥电路工作在整流状态交流变成直流。②=90°U=0，零输出电压。③90°＜＜180°Ud＜0为逆变状态。Ud90°0180°2）有载时，输出电压，①换相角、换相过程；“2～3”工况。②整流器输出电压：Ud=Udocos－drId。12、说明换相角（）换相过程“2～3”工况。答：6脉动换流器在非换相期同时有2个阀导通，在换相期则同时有3个阀导通，从而形成2个阀和3个阀同时导通按序交替的“2～3”工况。在“2～3”工况下，每个阀在一个周期内的导通时间不是120°，而是120°±°用角来表示。13、什么是直流输电工程的电流裕度法？它有何用？一般为多少？答：为了避免两端电流调节器同时工作引起调节的不稳定，逆变侧电流调节器的定值比整流侧一般小0.1p.u.，这就是电流裕度。若电流裕度太小，则可能因运行中直流电流的微小波动致使两端电流调节器都参与控制，造成运行不稳定。绝大多数高压直流工程所采用的电流裕度都是0.1p.u.，即额定直流电流的10％。14、直流输电工程中的整流站和逆变站应具备哪些基本控制？（含限制）答：1、整流站：1）最小触发角控制等于5°2）定电流控制3）定电压控制4）低压限流控制5）直流功率控制6）三个限制2、逆变站：1）定关断角控制2）定电流控制3）直流电压控制4）低压限流控制5）最大触发角限制15、直流输电工程有几种降压方法？答：1、常用、最快的方法：增大触发角，时间：100ms－200ms2、调节换流器变压的分接头：范围20％左右，时间为几秒。3、两组串联的整流桥：关断一组后，将50％4、电厂与桥单元接线16、说明直流输电工程过负荷运行的含义？答：直流输电过负荷通常是指直流电流高于其额定值，其负荷能力是指直流电流高于其额定值的大小和持续时间长短，在过负荷情况下，可能需要考虑可接受的设备预期寿命的降低以及备用冷却设备和低于所规定的环境温度的利用等。17、什么是直流输电的最小电流？与何有关？怎样确定？答：直流输电工程的最小输送功率主要取决于工程的最小直流电流，通常直流输电工程的最小电流选择为其额定直流电流的5％－10﹪。18、说明直流输电正常起停主要步骤？答：1、正常起停：1）合交流断路器2）直流回路开关操作3）投入适量交流滤波器4）从触发角等于90°开始，解锁逆变器再解锁整流器5）逆变侧直流电压调节器，按斜直线上调电压直到定值6）同时，整流侧的直流电流调节，按斜直线上调电流，到定值止2、正常停运：1）整流侧电流调节是I下降到最小允许值2）移相使整流器触发角等于120°—150°，使整流变为逆变延时20ms－40ms，闭锁3）直流秒年里毫微2为零后，闭锁逆变器4）直流开关操作5）跳网侧断路器19、什么是故障紧急停运？说明过程？答：直流输电系统在运行中发生故障，保护装置动作的停运称为故障紧急停运。过程：1）迅速将整流器触发角移相到120°—150°也称快速移相2）当直流电流下降到零时，分别闭锁两侧换流器的触发脉脉冲3）跳开两侧换流变压器的网侧断路器，达到紧急停运的目的20、说明直流输电工程自动再起动的作用和过程？答：作用：自动再起动用于在直流输电架空线路瞬时故障后，迅速恢复送电的措施。过程：1）当直流保护系统检测到直流线路接地故障后，立即将整流器的触发角快速移相到120°—150°使整流器变为逆变器运行2）直流电流在20ms—40ms内降到零3）经过预先整定的100～500ms的弧到去游离时间后4）按一定速度自动减小整流器的触发角21、直流输电工程控制系统有哪些基本控制功能？答：1）直流输电系统的起停控制2）直流输送功率的大小和方向的控制3）抑制换流器不正常运行及对所连交流系统的干扰4）发生故障时，保护换流站设备5）对换流站、直流线路的各种运行参数，如电压及电流等以及控制系统本身的信息进行监视6）与交流变电所设备接口及与运行人员联系22、什么是直流输电连续电流的临界值，怎样计算？它与什么因数有关？答：直流输电工程规定有最小直流电流限值，不允许直流运行电流小于限值，考虑到留有一定的安全程度，通常取工程最小直流电流限值等于或大于连续电流临界的两倍，判据：不断流Id≥Imind，Imind≥Imindx断续电流临界值计算公式：6脉动环流器：I6dd=ddWLU0（0.093sin）12脉动环流器：I12dd=ddWLU0（0.023sin）23、什么是直流输电的最小电流？与何有关？怎样确定？答：直流输电工程的最小输送功率主要取决于工程的最小直流电流而最小直流电流是由直流断续电流来决定的通常直流输电工程的最小直流电流选择为其额定直流的5%～10%。二、填空。（1）脉动换流器换流变压器阀侧绕组，一为星形接线，而另一个为三角形接线。（2）12脉动换流器共有V1~V12共12个换流阀所组成。（3）逆变角180。（4）逆变器关断角2。（5）直流输电极对地电压：U1d=1.35U1cos–d1rId。（6）双极方式下直流电流：Id=RUUdd)(221。（7）单极方式下直流输电功率：P1d=U1dId,P2d=U2dId。（8）直流线路的功率损耗：△Pd=P1d－P2d＝I2dR。（9）整流站的功率因数：cos1=11dodUU=cos112UIXdr。（10）直流输电工程的损耗包括两端换流站损耗、直流输电线路损耗和接地极系统损耗的三部分。（11）直流输电系统分三部分，线路损耗占额定输送容量的7﹪，换流站的损耗为换流站额定功率的1﹪，接地极系统损耗很小。（12）换流变压器和晶闸管换流阀的损耗占换流站损耗的绝大部分，约为71﹪－88﹪。（13）直流输电控制系统多重化常用双通道和三取二设计。（14）直流输电控制系统一般分6个层次，分别为系统控制级、双极控制级、极控制级、换流器控制级、单独控制级和换流阀控制级。（15）支流输电过负荷发三类：连续过负荷、短期过负荷、暂时过负荷。（16）直流输电降压运行以调触发角为主，以调换流器分接头为辅，主调增大触发角，时间约100ms～200ms，20％左右，时间约几秒。（17）±500kv直流输电工程降压运行范围一般为350kv－±400kv。（18）直流输电工程正常运行时，约为15°左右，增大角可降压，一般不超过40°。（19）6脉动换流器的Ud在一个工频周期内有6段正弦波电压，每段60°，12脉动换流器的Ud在一个工频周期内有12正弦拨电压，每段30°。（20）直流工程中最小直流电流Imind应大于或等于2倍连续电流临界值Idx。（21）连续电流临界值与平波电感值、换流器的触发角、换流器的脉动数有关，其中Ld越大，IdLx越大。（22）最方便的潮流反转方式是自己动调节两节两端换流站电流调节器的整定值，使原送端定值变为Ido，原受端定植变为Ido+△IM，一般直流工程△IM=10%Ido。（23）送端和受端工作曲线均为三段式，分别为定角，定电流，定角，工作A点，可以看出送端采用定电流，受端采用定角控制。（24）用电路理论证明潮流反转时间；T=CMdIU2。证明：ic=-C·dtdUC,定电流△IM放电和充电dddddUUUUUU2)(2-+t=TNI=-C·TUd2UdicCIc=MdoII∴T=CMdIU2+-表3-1双极直流输电工程各主要运行方式的输送能力序号双极直流输电工程运行方式直流电压（KV）直流电流（A）直流功率（MW）双极运行方式1双极全压对称方式±UdHIdH2PdH2双极降压对称方式kUUdHIdH2kUPdH3双极降压对称方式（同时降压低直流电流）：kUUdHKIIdH2kUKIPdH4双极电压不对称方式（不降低直流电流）UdH，kUUdHIdH（1+kU）PdH5双极电压不对称方式（同时降低直流电流）UdH，kUUdHKIIdHKI（1+kU）PdH6双极电压和电流均不对称方式UdH，kUUdHIdH，KIIdH（1+kUKI）PdH7双极全压电流不对称方式±UdHIdH，KIIdH（1+KI）PdH8双极降全压电流不对称方式±kUUdHIdH，KIIdHkU（1+KI）PdH单极运行1单极全压方式UdHIdHPdH2单极降压方式（不降低直流电流）kUUdHIdHkUPdH3单极降压方式（同时不降低直流电流）kUUdHKIIdHkUKIPdH注：UdH、IdH、PdH分别为每极的额定值电压、额定直流电流和额定直流功率；kU、KI分别为电压降低系数和电流降低系数，均小于1。三、计算题1、天—广线直流工程，UdH=±500kv，IdH=1800A，2PdH=1800MW，表3-1，给出kU=7%，KI=7%，求表3-1中各表达方式下的直流电压，直流电流，直流功率。解：（1）双极全压对称方式：U=UdH=±500kvI=IdH=1800AP=2PdH=1800MW（2）双极降压对称方式（不降低直流电流）：U=kUUdH=500×70%=350kv，I=IdH=1800A，P=2kUPdH=2×70%×900=1260MW（3）双极降压对称方式：（同时降压低直流电流）：U=kUUdH=350kvI=KIIdH=70%×1800=1260AP=2kUKIPdH=70%×70%×1800=882MW（4）双极电压不对称方式（不降低直流电流）：U=UdH=±500kv、U=±kUUdH=7%×（±500）=±350kv，IdH=1800AP=（1+kU）PdH=（1+70%）×900=1530MW（5）双极电压不对称方式（同时降低直流电流）：U=UdH=±500kv、U=±kUUdH=70%×（±500）=±350kv，I=KIIdH=70%×1800=1260AP=KI