直流输电原理
直流系统的工作原理
直流系统的工作原理
直流系统是一种电力传输和分配系统，其工作原理是将电能以直流电的形式从发电站传输到终端用户，通过电流的单一方向流动实现能量的交付和使用。
直流系统的工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 发电：直流电源可以是直接的化学能转化为电能的电池，也可以是经过变流装置将交流电转换为直流电的逆变器。
2. 电能传输：直流电从发电站通过输电线路传输到终端用户。
直流输电线路较交流输电线路损耗更小，因为直流电不会产生电流功率损耗和电磁感应损耗。
3. 电能分配：在直流系统中，将电能分配到不同的用户或负载上，可以通过开关或控制装置来控制电能的分配和开闭。
4. 长距离传输：直流系统在长距离传输中具有优势。
因为直流电的输电损耗较小，不会产生输电损耗的无功功率，并且能够减少输电线路的电磁辐射和串扰，提高传输效率。
5. 调节和控制：直流系统可以通过调节直流电压的大小来控制电能的传输和分配。
具有较高的可调节性和灵活性，可以适应不同负载需求和系统运行状态。
总的来说，直流系统的工作原理是通过将电能以直流电的形式
传输和分配，实现能量的交付和使用。
它具有较低的输电损耗，较高的传输效率和调节灵活性，在特定应用中具有一定的优势。
特高压直流输电技术
换流站国产化水平 提高后直流架空线 路
换流站建设费用
变电站建设费用
14
0 线路等价距离 线路等价距离 输电距离
-800kV DC
8
（二）直流输电技术的分类 • 按工程结构分类
分类I（按换流站数量分类） • 两端直流输电(或“点对点直流输电”) • 多端直流输电 分类II（按线路长度分类） • 长距离直流输电 • 背靠背直流输电 分类III（按电压等级分类） • （超）高压直流输电 • 特高压直流输电
由地下电缆向大城市供电；
交流系统互联或者配电网增容时，作为限 制短路容量的措施之一；
配合新能源输电。
13
交直流等价距离
直流输电的经济性及交直流经济比较：直流输电两侧换流站费用高， ￥1000元/kW；直流线路相对便宜： ￥250万—￥480万/km；与交流 输电的等价距离：600－800km。 换流站设备价格问题：整体成降价趋势： 输送距离超过一定值时， 交流需要增加中间站，加串补。线路的建设费用问题，整体趋势是 上涨，国外由于线路走廊需要征地，费用更高，等价距离更短。
特高压直流输电技术
1
直流输电技术基本原理
（一）直流输电技术的原理
（二）直流输电技术的分类
（三）直流输电技术的特点
2
（一）直流输电技术的原理
直流电概念（相对于交流大小和方向随时间周期变化） 直流输电工程是以直流电的方式实现电能传输的工程。直流电 必须经过换流（整流和逆变）实现直流电变交流电，然后与交流系 统连接。 直流输电工程构成（换流站、直流线路、接地极、通信与远动）
高压直流输电原理
高压直流输电原理高压直流输电是一种通过直流电进行能量传输的技术，它在长距离输电和特定场合下具有明显的优势。
其原理是利用变流器将交流电转换为直流电，通过输电线路将电能传输到目标地点，再通过逆变器将直流电转换为交流电。
高压直流输电技术已经在世界各地得到广泛应用，为电力输送提供了新的解决方案。
高压直流输电的原理主要包括三个方面，变流器、输电线路和逆变器。
首先是变流器，它是将交流电转换为直流电的关键设备。
变流器通过控制晶闸管或者其他功率半导体器件的导通和关断，实现对交流电的整流和逆变。
在直流电系统中，变流器能够实现对电压和频率的控制，保证电能的稳定输送。
同时，变流器还能实现对电能的调节和平衡，提高电能的利用效率。
其次是输电线路，它是高压直流输电的传输通道。
输电线路需要具备足够的绝缘强度和导电能力，以保证电能的稳定传输。
在高压直流输电系统中，输电线路通常采用特殊的材料和结构设计，以满足长距离输电和大功率输送的需求。
同时，输电线路还需要考虑环境因素和安全要求，确保电能传输的可靠性和稳定性。
最后是逆变器，它是将直流电转换为交流电的关键设备。
逆变器通过控制晶闸管或其他功率半导体器件的导通和关断，实现对直流电的逆变和变频。
在直流电系统中，逆变器能够实现对电压和频率的控制，保证电能的稳定输出。
同时，逆变器还能实现对电能的调节和平衡，提高电能的利用效率。
综上所述，高压直流输电原理是通过变流器将交流电转换为直流电，通过输电线路将电能传输到目标地点，再通过逆变器将直流电转换为交流电的技术。
这种技术在长距离输电和特定场合下具有明显的优势，为电力输送提供了新的解决方案。
随着技术的不断发展，高压直流输电将在未来得到更广泛的应用，为能源领域的发展带来新的机遇和挑战。
常规直流输电的基本原理
常规直流输电的基本原理
常规直流输电的基本原理可以概括为以下几点:
一、直流输电的概念
直流输电是利用直流电压对电能进行长距离传输的过程。
与交流输电相比,直流输电线路结构简单,但也存在一定缺点。
二、直流输电的基本结构
直流输电系统主要包括发电机、变流站、输电线路、受电变流站和负载几个部分。
发变电站将交流电转换为直流电,经过输电线路,最后转换回交流电为负载供应电力。
三、直流输电的工作原理
1. 发电机组发出三相交流电。
2. 变流站将交流电整流为直流电,升高电压。
3. 高压直流电沿输电线路输送,减少电能损耗。
4. 接收变流站将直流电再转换为交流电,供应给用户。
5. 整个系统采用回馈控制调节电流、电压,保证稳定运行。
四、直流输电的优势
1. 线路投资减少,传输损耗小。
2. 可实现交联互济不同系统。
3. 输电容量可通过电压调节实现,易扩容。
4. 可采用先进的直流电网技术。
五、直流输电的劣势
1. 换流站投资和损耗较大。
2. 难以实现直接供电,需要变流设备。
3. 输电距离受电压等级限制。
4. 缺乏经验,维护转换设备复杂。
总之,直流输电可降低线路损耗,但更适合远距离跨区传输。
随着技术进步,直流输电会发挥更大优势。
直流输电系统的原理及应用
直流输电系统的原理及应用1. 引言直流输电系统是一种电力传输系统，通过直流电流传输能量。
与交流输电系统相比，直流输电系统具有许多优势，例如传输距离远、输电损耗小、占地面积小等。
本文将介绍直流输电系统的工作原理及其应用。
2. 直流输电系统的工作原理直流输电系统主要包括以下组成部分：2.1 直流发电机直流输电系统的起点是直流发电机。
直流发电机将机械能转换为直流电能，并输出给直流输电系统。
2.2 直流变流器站直流变流器站是直流输电系统的重要组成部分。
它将交流电能转换为直流电能，并进行输电。
2.3 直流输电线路直流输电线路负责将直流电能从发电机传输到负载端。
直流输电线路通常采用高压高温的超导线。
2.4 直流换流器站直流换流器站位于直流输电线路的终点，将直流电能转换为交流电能，供给负载端使用。
3. 直流输电系统的优势与传统的交流输电系统相比，直流输电系统具有以下优势：3.1 传输距离远直流输电系统能够传输更远的距离而不会引起明显的传输损耗。
这是因为直流电在传输过程中几乎没有导线阻抗和电阻损耗。
3.2 输电损耗小相对于交流输电系统，直流输电系统的输电损耗更小。
这是因为直流电能不会造成电流的涡流损耗和电容损耗。
3.3 占地面积小直流输电系统的输电线路所需占地面积相对较小，这使得直流输电系统在城市地区和环境受限区域中应用更加方便。
3.4 可靠性高直流输电系统具有较高的可靠性，能够提供更稳定的电能供应。
这是因为直流输电系统可以更好地控制电流和电压。
4. 直流输电系统的应用直流输电系统在以下领域中得到广泛应用：4.1 远距离输电直流输电系统可以用于跨越远距离的能量传输。
例如，直流输电系统被用于跨越大洋进行海底电缆输电。
4.2 城市供电直流输电系统在城市供电方面也有应用。
它可以提供更稳定的电能供应，减少电压波动和电能浪费。
4.3 可再生能源直流输电系统可以有效地集成可再生能源。
例如，直流输电系统可以将风能和太阳能转化为直流电能，并输送到电网上供应。
±800千伏特高压直流输电原理
近年来，随着能源互联网的不断发展，±800千伏特高压直流输电技术备受关注。
本文将从深度和广度两个方面，全面评估这一技术，并撰写一篇有价值的文章，以便读者更加深入地理解这一主题。
一、技术原理1.1 ±800千伏特高压直流输电的基本概念在电力输电领域，直流输电和交流输电各有优势和劣势。
直流输电具有输电损耗小、输电距离远等优点，因此被广泛应用于大距离、大功率的电力输送。
而±800千伏特高压直流输电技术，作为直流输电的一种重要形式，其基本原理在于通过将正负极之间的电压差维持在±800千伏，实现远距离、大容量的电力输送。
1.2 输电线路的构成和特点在±800千伏特高压直流输电技术中，输电线路是其核心组成部分。
该技术的输电线路通常由直流电源、换流站、传输线路、换流站和接收端设备组成。
其中，直流电源部分包括换流变压器、滤波器等设备，而传输线路则采用高压直流输电线路，这些设备共同构成了±800千伏特高压直流输电系统。
二、技术应用2.1 ±800千伏特高压直流输电在国内外的应用目前，±800千伏特高压直流输电技术已经在国内外得到了广泛应用。
在我国，±800千伏特高压直流输电已经在西北等地区实现了大规模的应用，为区域间的大容量输电提供了有效的技术支持；在国际上，类似的技术也被广泛应用于远距离、大容量的国际输电项目中，为全球能源互联网建设提供了有力的技术支撑。
2.2 技术的优势和挑战在实际应用中，±800千伏特高压直流输电技术具有诸多优势，如输电损耗小、占地面积少、造价低等，但同时也面临着技术难度大、设备成本高等挑战。
在实际应用中需要充分权衡其优势和挑战，以实现最佳的技术应用效果。
三、个人观点±800千伏特高压直流输电技术作为直流输电的一种重要形式，其在能源互联网建设中具有重要意义。
我认为，随着我国能源互联网的不断发展，±800千伏特高压直流输电技术将在未来得到更加广泛的应用，并为我国电力系统的高效、安全运行做出更大的贡献。
直流输电 原理
直流输电原理
直流输电是一种电力传输方式，以直流电作为传输介质。
与交流输电相比，直流输电具有一些独特的原理和特点。
直流输电的原理是利用直流电的恒定电压和电流特性，在输电过程中减小能量的损耗和损失。
直流电的电流不会随时间而变化，因此电流的损耗较小，能够减少电线的导线负载和电流导线的损耗。
另外，直流电的功率因数接近1，电压和电流之间的相位差较小，能减少线路的无功功率损耗。
直流输电采用高压传输，可以大大减小输电线路的电流，从而降低电阻损耗。
此外，直流输电还能提供稳定的电流和电压，适合远距离的电力传输。
直流输电还能避免交流电输电过程中的电磁干扰问题，提高电力传输的稳定性和可靠性。
为了实现直流输电，需要使用直流输电装置，如直流输电变压器和直流输电线路。
直流输电变压器能够将高压直流电转换为低压直流电，以适应不同的功率需求。
直流输电线路一般使用大直径的电缆，以减小线路电阻，降低能量损耗。
总的来说，直流输电利用直流电的恒定特性，减小能量的损耗和损失，提高电力传输的效率和可靠性。
它具有适应远距离输电、降低能量损耗和提高电力传输稳定性的优势，因此在一些特殊的需求和场景下得到广泛应用。
高压直流输电原理
高压直流输电原理高压直流输电原理是指利用直流电源将高电压直流电能输送到远距离的用户端。
与传统的交流输电相比，高压直流输电的优点在于能够减少输电线损耗、提高电网稳定性及线路承载能力等方面，因此被广泛应用于现代电网建设中。
高压直流输电的基本原理是利用变压器将交流电源转换为直流电源，并将直流电源通过直流输电线路传输到需要用电的地方。
这个过程中，需要使用特殊的换流器来实现直流电能与交流电能之间的转换。
具体来说，高压直流输电的电路包括两部分，即直流换流站和直流输电线路。
直流换流站的基本功能是将来自交流电源的电能转换为直流电能，并且控制直流电能在输电线路上的传输。
直流换流站需要包括两个换流变压器、两个同步换流器（在技术上也称为“桥式换流器”）和一个直流滤波器。
在高压直流输电中，直流换流站的主要作用是将交流输电变压器的输出变为高电压直流电源，并通过同步换流器实现换流器的控制。
同时，为了保证输电线路上的电压稳定，需要使用直流滤波器将直流电能的负载电流平滑化。
在直流输电线路上，电流呈单向流动，因此不会像交流输电线路那样产生电磁场损耗。
这也是高压直流输电具有很高能量传输效率的原因之一。
与传统的交流输电相比，高压直流输电具有以下优点：1. 低损耗：由于直流电能的传输过程中，不会产生电阻损耗和电磁场损耗，因此与交流输电相比，高压直流输电具有更低的能量损失。
2. 高稳定性：由于高压直流输电线路电流呈单向流动，因此不会产生交流谐波，从而增加了电网的稳定性。
3. 可控性强：采用同步换流技术实现直流输电线路电压和电流的控制，可以实现对电力系统的精确控制。
4. 适应性强：高压直流输电线路可以穿越各种地形，包括山地、草原等地形，而不像交流输电线路那样容易受到周围环境的影响。
总之，高压直流输电技术是一种具有广泛应用前景的现代输电技术。
在未来的电网建设中，将逐渐取代传统的交流输电技术，成为电力系统的主要输电方式之一。
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17
6 脉动桥触发脉冲序列示意
18
稳态直流电流
19
整流换流器直流电压
20
整流侧直流电压波形 （不考虑换相阻抗）
21
换相过程电流、电压
UM=(UA+UB)/2
UA UB UC
M+
N-
22
阀1向阀3换相过程中， 直流M端电压变化情况
23
换相过程的直流电压
24
C
A
B
C
A
B
相
电
压Байду номын сангаас
整
（UA+UB ）/2 直
R R为直流回路电阻，主要包括：直流线路电阻、平波
电抗器电阻、接地极引线电阻及接地极电阻。
42
整流侧 逆变侧
直流输电基本原理
直流功率 Pd
双极 单极 双极 单极
P d ? 2U d 1Id P d ? U d1Id
P d ? 2U d 2 Id P d ? U d 2Id
43
换流带来的问题
（1）换流器需要消耗大量无功； （2）换流在交流侧产生谐波电流、在直流侧
? 阀电压、换相电压、直流电压
? 整流、逆变
? 触发角、换相角、熄弧角
5
换流设备的基本构成 （1）换流基本元件（可控硅） （2）换流基本单元（ 6脉动换流阀）
6
换流基本元件（可控硅）
正面为阴极
背面为阳极
阳极(A)
控制极
门极(控制 极G)
阴极(K)
7
反向闭 锁状态
可控硅基本特性
导通状态 闭锁状态
33
直流系统主回路
双端直流系统运行时，整流器作为电源侧 , 逆变器作为负荷侧。
34
整流器点火角的影响
35
直流电压与 ? 角的关系
36
12脉动换流桥接线
Y/D接线方式 Y/Y接线方式
相角差为30 °
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12脉动桥触发脉冲及电压情况
触发脉冲顺序： Y/D 6脉动阀1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 – 1； Y/Y 6脉动阀1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 – 1。 Y/Y阀比Y/D阀触发滞后30 °。 12脉动阀直流电压波形比6脉动阀直流电压波形更加平整。
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换流器交流测电流
Y/Y桥阀侧电流
Y/D桥阀侧电流
12脉动换流桥电流
39
换流器交流测电压
40
直流电压 Ud 公式
整流侧 U d1 ? N 1 ( 1 .35 ? U 1 ? cos ?
?
3
?
X r1 I d )
逆变侧 U d 2 ? N 2 ( 1 . 35 ? U 2 ? cos ?
?
3
?
10
6脉换流阀触发、换相顺序
11
交流侧 相电压
交流侧 线电压
换相电压-----整流侧
12
整流侧阀电压、触发角α
13
交流侧 线电压
交流侧 相电压
换相电压-----逆变侧
14
逆变侧阀电压、触 发角α、熄弧角γ
15
阀电压----换流阀两端电压
16
各成
阀6 轮脉
流动
导桥
通的
时端
，电
阀压 电
压
形
3
直流系统主设备
—— 换流阀 —— 换流变压器 —— 平波电抗器 —— 交流滤波器 —— 直流滤波器
—— 直流场设备 —— 直流控制保护系统 —— 接地极
4
直流输电基本原理——换流原理
要解决以下几个问题： ? 换流是什么意思？ ? 换相是什么意思？ ? 直流系统如何将电能从一端送到另一端？
要掌握以下几个概念：
可控硅正常导通的条件： 1.阳极电压必需高于阴
极电压，即阀电压为 正； 2.在控制极上加上所需 的触发脉冲。 可控硅正常关断的条件： 1.电流减小过零； 2.阀电压持续一段时间为零 或为负。
8
可控硅级结构
均压 回路
阻尼回路 可控硅 可控硅 控制单元 9
换流基本单元（ 6脉动换流桥）
共阴极
共阳极
桥臂
产生谐波电压； （3）换流设备应力与常规交流设备有区别； （4）大地回线，接地极的要求； （5）直流系统逆变侧易发生换相失败。
44
换相基本概念小结
? 可控硅的基本特性； ? 换流阀电压； ? 直流电压的建立； ? 两端换流器形成的直流电流回路。
45
流
CB AB AC BC BA CA CB AB AC BC 流 电
侧
压
直
流
线 电
电
压
压
波
形
25
阀电流
26
整流侧阀直流电流波形
27
整流侧阀1阳极/阴极间的电压
28
逆变换流器直流电压
29
逆变器直流电压波形示意
30
逆
变
侧
直
流
电
压
波
形
31
逆变侧阀电压
32
双端直流系统换流阀接线情况
双端直流系统运行时，双端换流阀连接不是同 极性相连。根据可控硅单向导通的特性，同极性相 连将无法形成通路。
X r2 I d )
N1、N2表示整流侧和逆变侧每极中的6脉动换流器数,如: 6脉动 换流器N1、N2取1，12脉动换流器N1、N2取2。
U1、U2表示整流侧和逆变侧换流变压器阀侧空载线电压有效值。
Xr1、Xr2表示整流侧和逆变侧每相的换相电抗 (换流变的漏抗+阀 的电抗) 。
41
直流输电基本原理 直流电流 Id Id ? U d 1 ? U d 2
直流输电原理
1
直流输电系统 (direct current transmission system)
直流输电是在送端将交流电经整流器变换 成直流电输送至受端，再在受端用逆变器将直 流电变换成交流电送到受端交流电网的一种输 电方式。以直流方式实现电能传输的系统称为 直流输电系统。
2
双极大地回线方式