高压直流输电换流站控制设备简介
换流站直流设备-高压直流输电技术第6章
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（c）交流滤波器分组接母线
� 投资较省，便于交流滤波器双极间的相互备用。
� 由于交流滤波器投切频繁，断路器故障率较高，会直接影响母线的故 障率；
交流滤波器 交流滤波器 交流滤波器
交流 主母线
交流滤波器 交流滤波器 交流滤波器
交流滤波器 交流滤波器 交流滤波器
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（d）交流滤波器接换流变压器单独绕组
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站址的选择原则
� 1）站址附近具备水运、铁运及卸货的条件； � 2）靠近公路； � 3）避开大型的公路桥梁； � 4）避开空中障碍物，如立交桥、隧洞等。
� 由设计院来制定大件运输的方案，估算运输的费用。 � 肇庆换流站（山根站址）：2400万元（水运为主） � 其它站址：3600万元（要加固多座桥梁；经过乡镇及村庄道路——修路
交流滤波器
交流滤波器
交流滤波器
交流滤波器
交 流 滤 波交器 流 滤 波 器
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交流滤波器 交流滤波器 交流滤波器
交流滤波器 交流滤波器 交流滤波器
交流滤波器 交流滤波器 交流滤波器
交流主母线
（a）
交流滤波器 交流滤波器 交流滤波器
交流滤波器 交流滤波器 交流滤波器
交流线路
交流 主母线
换流阀、换流变压器、平波电抗器、 交流开关设备、交流滤波器及交流无功补偿装置、
直流开关设备、直流滤波器、 控制与保护装置以及远程通信系统等。
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1
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高压直流换流站典型构成图
1—交流开关装置； 2—交流滤波器和无功补偿装置；3—换流变压器；
高压直流输电 HVDC主设备
换流T结构
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chap.2 HVDC主要设备
平波电抗器
油浸绝缘式 空气绝缘干式
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chap.2 HVDC主要设备
无功补偿装置
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chap.2 HVDC主要设备
SVC
静止无功补偿装置 （Static Var Compensator）
连续调节发出和吸收无功功率，调
节速度快，可用于抑制换流母线的 暂态电压波动。
如[挪威]斯卡格拉克海峡直流工程
（1000MW）安装一台±200Mvar 的SVC（1995年）。
SVC通常含：TSC、FC、TCR
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chap.2 HVDC主要设备
滤波器
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chap.2 HVDC主要设备
DCF配置
CN：中性点冲击电容器
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chap.2 HVDC主要设备
单极两端直流输电系统
双极方式HVDC原理图,
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chap.2 HVDC主要设备
2.5.2 交流滤波器
配置原则
类型不宜太多，2～3种为宜
分组（指大组）尽可能少
接入系统方式
ACF大组接换流母线，或接入3/2串；
ACF大组T接换流变压器进线；
ACF分组接换流母线，或接入3/2串；
ACF分组接换流变压器单独绕组。
接地极地电流对环境的影响
使变压器产生直流偏磁 对地下金属构件产生腐蚀
单极系统,
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chap.2 HVDC主要设备
2.7 接地极
变压器直流偏磁
Ψ
Ψ’ A ’ A O ’ I ’ I
I 直流偏磁时的 励磁电流
O
t 正常励磁电流
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chap.2 HVDC主要设备
直流输电换流站的原理
直流输电换流站的原理直流输电换流站（HVDC变流站）是高压直流输电系统的一个重要组成部分。
它的主要作用是将交流电转换为直流电，或者将直流电转换为交流电，以实现不同电压等级之间的能量传输。
直流输电换流站在全球范围内被广泛应用于长距离电力传输、异地互联以及直流电网的构建等方面。
以下将详细介绍直流输电换流站的原理。
直流输电换流站主要由换流变压器、用于控制直流侧电流的可控整流器和用于控制交流侧电压的可控逆变器等基本部分组成。
它通过控制和调节这些部件的工作状态和参数，实现交直流之间的互换。
首先，换流变压器是直流输电换流站的核心部件之一。
它负责将高压交流电连接到换流站的交流侧，并将其转换为低压交流电。
同时，换流变压器还承担着升降电压的作用，使得直流电源和负载之间的电压匹配。
换流变压器通常采用三相铁芯变压器结构，其中包含交流侧绕组、直流侧绕组和中性点连接器等。
换流变压器的设计和制造对于直流输电系统的性能和效率具有重要影响。
其次，可控整流器是直流输电换流站的关键设备之一。
它通过控制可控硅等半导体器件的导通和关断，将交流电转换为直流电。
可控整流器不仅能够实现电压的控制，还可以实现变流器的功率因数调节。
可控整流器通常采用双向可控硅和并联整流器等结构，以适应不同的输电能力和电压等级。
同时，可控整流器还需要配备控制和保护系统，以确保整流器的安全可靠运行。
另外，可控逆变器也是直流输电换流站的重要组成部分。
可控逆变器通过控制可控硅等半导体器件的导通和关断，将直流电转换为交流电。
可控逆变器不仅可以实现电压的控制和调节，还可以实现直流系统的频率调节。
可控逆变器通常采用多电平逆变器和子模块化逆变器等结构，以提高逆变器的输出质量和效率。
此外，还需要配备控制和保护系统来充分调节和保护直流输电换流站的正常运行。
控制系统主要负责对直流侧电流、直流侧电压、交流侧电流和交流侧电压等参数进行实时检测和控制。
保护系统主要负责对直流输电换流站的设备和线路进行监测和保护，以确保直流输电换流站的安全可靠工作。
换流站的主要设备及作用 -回复
换流站的主要设备及作用-回复换流站是电力系统中的重要组成部分，主要用于改变交流电与直流电之间的相互转换。
在现代电力系统中，换流站具有关键的作用，能够帮助电力系统灵活运行，并提供可靠的电力传输和分配。
本文将详细介绍换流站的主要设备及其作用。
一、换流站的基本概念换流站是指用于交流电变为直流电或直流电变为交流电的场所，具有电力系统中重要的功能。
根据系统需要，换流站可以发挥不同的作用，如电网互联、电力输送、电能调节等。
在不同类型的电力系统中，换流站的配置和设备也有所不同，但其基本原理和工作机制是相似的。
二、主要设备及其作用1. 变压器变压器是换流站中的关键设备之一，用于将高压交流电转换为适用于换流站的低压电源。
变压器通过变换磁场和电压比例来实现电能的转换。
在换流站中，变压器起着调节电压和功率分配的作用，确保交流电能有效地进入换流设备。
2. 整流器整流器是将交流电转换为直流电的设备。
它由一组可控硅器件组成，能够通过控制开关角度来改变电流的方向和大小。
整流器的主要作用是将来自变压器或电力系统的交流电转换为直流电，并将其输出到直流侧的功率电网。
3. 逆变器逆变器是将直流电转换为交流电的设备。
它由一组可控硅器件和晶闸管组成，通过控制开关角度和频率来改变电流的方向和大小。
逆变器的主要作用是将直流电源转换为适用于交流电网的电源，并实现功率传输、储备和其他功能。
4. 互感器互感器在换流站中扮演着重要的角色，用于测量电流和电压等参数。
互感器能够将高电压或大电流的系统参数转换为适合测量和控制的低电压或小电流。
通过互感器的测量和反馈，系统能够实时监控和控制电力系统的运行状态。
5. 控制系统换流站的控制系统是整个设备的核心，负责监测、控制和保护换流站的运行。
控制系统配备了各种传感器、计算机和通讯设备，能够实时获取系统参数，并将其用于控制设备的运行。
通过控制系统，运营人员可以实时掌握换流站的运行状态，并进行远程监控和调度。
6. 调度设备调度设备是用于调度和管理电力系统的设备，包括调度计算机、自动化控制系统和通讯设备等。
直流输电换流站..
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交流滤波器连接
a、交流滤波器大组直接接在换流站交流母线上
优点：滤波器及主母线可靠性 高，便于双极间相互备用 缺点：滤波器分组开关操作频 繁，故障率可能高
12级继电2班
3
交流滤波器连接
b、交流滤波器大组直接接在换流变压器的进线回路上
优点：交流滤波器按极对称布置
缺点：不便于双极间相互备用
换 流 站 主 接 换流站主接线 线
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换流变压器与换流阀连接
优点：1）可利用阀厅内良好的运行环境来减小换流变压器阀侧套管的爬距；
2）可防止换流变压器阀侧套管的不均匀湿闪；
单边套管插入
3）可省掉从换流变压器到阀厅电气引线的单独穿墙套管。 双边套管插入 与单边雷同 缺点：1）阀厅面积显著增大，增加了阀厅及其附属设施的造价及 年运行费用； 脱开阀厅布置 2）增加了换流变压器的制造难度； 与单边相反
12级继电2班
3
交流滤波器连接
c、交流滤波器分组直接接在换流站交流母线上
优点：投资省，便于交流滤波器 双极间互相备用 缺点：投切频繁，断路器故障率 较高，会直接影响母线的故障率
12级继电2班
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交流滤ห้องสมุดไป่ตู้器连接
d、交流滤波器分组直接接在换流变压器单独的绕组上
优点：可与无功补偿装置共用， 可降低滤波器造价，投资省 缺点：换流变压器结构复杂
3）换流变压器的运行维护条件较差； 4）换流变压器的备用相更换不方便。
换流站主接线
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交流滤波器连接 交流滤波器接入系统的四种方式
a、交流滤波器大组直接接在换流站交流母线上 b、交流滤波器大组直接接在换流变压器的进线回路上 c、交流滤波器分组直接接在换流站交流母线上 d、交流滤波器分组直接接在换流变压器单独的绕组上
特高压直流输电换流阀控制系统应用
特高压直流输电换流阀控制系统应用摘要：换流阀作为换流站中的关键设备，能实现交流电与直流电之间相互转换。
换流阀控制系统主要功能是触发、监视和保护换流阀。
以±800kV特高压东方换流A5000换流阀为背景，介绍换流阀控制系统的原理及配置方式，对阀控单元及晶闸管控制单元的重点功能进行详细分析。
针对实际运行中需要重点关注的阀控接口信息，给出归纳与总结，为今后换流阀系统的运行维护及消缺处理提供参考。
关键词：特高压直流输电系统；换流阀；晶闸管；换流阀控制；接口技术特高压直流输电技术是指采用直流电压进行输电的技术。
直流输电作为特高压输电的一种形式，是目前解决高电压、大容量、远距离输电和电网互联问题的重要手段。
随着电力系统的需求扩大和电力电子技术不断发展，特高压直流输电技术日渐成熟，换流站作为特高压直流输电的龙头，其可靠性要求特别高，尤其是换流站的核心元件换流阀，由成千上万个元部件组装，结构复杂，安装难度高。
1.特高压直流输电1.1特高压直流输电性能特点特高压直流输电的原理为：发电系统发出交流电，升压后，送电端的换流器将交流电整流为高压直流电，通过直流输电线路将高压直流电输送到受电端，受电端再通过换流器将直流电逆变成交流电，最终送入送电端的交流电网[1]。
与交流输电相比，直流输电技术具有线路造价低、输送容量大、输电距离远、控制灵活、节省输电走廊占地的特点。
因此我国电力远距离大规模输送必然选择特高压直流输电技术[2]。
1.2主接线方式我国±800kV特高压直流输电换流阀采用双12脉冲阀串联结构，如图1所示。
其电压组合有±400kV+±400kV、±500kV+±300kV和±600kV+±200kV3种方式，一般情况下采用±400kV+±400kV组合。
运行中根据需要，双12脉冲阀主接线中需要配置旁路开关，以便根据运行情况而切换运行方式。
换流变电站设备介绍
四、高压直流 隔离开关
实物图
实物图
1.功用
直流隔离开关在分位置时，触头间有符合 要求的绝缘距离和明显的断开标志；在合位置 能承载正常回路条件下的电流及在规定时间内 条件下的电流的开关设备。
五、避雷器
实物图
实物图
1.作用
）
实物图（一）
实物图（二）
1.简介
GIS是气体绝缘全封闭组合电器的英文简 由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避 母线、连接件和出线终端等组成，这些设备或 部封闭在金属接地的外壳中，在其内部充有一 的SF6绝缘气体，故也称SF6全封闭组合电器。
2.应用及优点
GIS不仅在高压、超高压领域被广泛应用， 特高压领域也被使用。与常规敞开式换流站相 的优点在于结构紧凑、占地面积小、可靠性高 活、安装方便、安全性强、环境适应能力强， 量很小。
换流阀由晶闸管、阻尼电容、均压电容 阻、均压电阻、饱和电抗器、晶闸管控制单 件组成。其中，晶闸管是换流阀的核心部件 了换流阀的通流能力，通过将多个晶闸管元 得到希望的系统电压。
晶闸管散热所需的水冷散热器，既要给 热，又要充当结构件承压，还需导电和终身 严格的质量要求使得这种水冷散热器成为了 行业内水冷散热器的顶级产品。
三、高压直流 断路器
实物图
1.原理图
2.分类及特点
无源型叠加振荡电流方式：利用电弧电压随电流增大而 线性负电阻效应，在与电弧间隙并联的LC回路中产生自激振 弧电流叠加上增幅振荡电流，在总电流过零时实现遮断。
有源型叠加振荡电流方式：由外部电源先向振荡回路的 ，然后电容C通过电感L向断路器的电弧间隙放电，产生振荡 在原电弧电流之上，并强迫电流过零。这种方式容易产生足 振荡电流，开断的成功率较高。
换流站的主要设备及作用
换流站的主要设备及作用换流站主要设备包括变压器、换流变流器、断路器、电容器、滤波器等。
这些设备的作用是将来自交流电源的电流转换成直流电流或将直流电流转换为交流电流，以实现电力输送和稳定供电。
首先，变压器是换流站中最基本的设备之一。
它将来自输电网的高压交流电转换为适宜输送的低压交流电，或将来自直流电源的低压直流电转换为高压直流电。
变压器通过绕组在交流电磁场中感应电动势来实现电流的变压变流。
其次，换流变流器是换流站中另一个重要的设备。
它主要用于将交流电转换为直流电或将直流电转换为交流电。
换流变流器使用晶闸管、整流管等电子器件来进行电流的变换，可以实现不同电压、频率或相数之间的转换。
换流变流器的稳定性和效率对整个换流站的运行和电力传输起着关键作用。
换流站中的断路器主要用于控制电流的分断，以保护电力系统的安全运行。
断路器能够在电流过大或故障发生时迅速切断电路，避免设备过载或短路引发事故。
断路器分为高压断路器和低压断路器，根据电力系统的不同需要选择合适的断路器来保护电路。
电容器是一种存储电能的设备，用于补偿电力系统中的无功功率，提高功率因数。
电容器可以吸收和释放电能，使电力系统的电压保持稳定，减少电路的电能损耗。
在换流站中，电容器主要用于平衡直流电压的波动和改善电力系统的质量。
滤波器在换流站中的作用是滤除电力系统中的谐波和干扰信号。
谐波是电力系统中不同频率的电压和电流之间的干扰，会引起电力设备的过热和损坏。
滤波器通过选择性地通过和阻断不同频率的信号来净化电力系统的电流，确保电力质量的稳定和正常运行。
除了上述主要设备，换流站还包括监控系统、保护装置以及辅助设备如冷却系统、继电器等。
监控系统能够实时监测和控制换流站的运行状态，保证安全和高效的运行。
保护装置能够检测电力系统中的故障并采取措施保护设备和人员的安全。
辅助设备则用于增强设备的使用寿命和稳定性。
总之，换流站的主要设备包括变压器、换流变流器、断路器、电容器、滤波器以及监控系统和保护装置等。
换流站交直流场一次设备讲解
换流站交直流场一次设备讲解换流站主要包括交流侧的换流变压器、整流装置、直流电压滤波器，以及直流侧的逆变装置、逆变变压器、交流滤波器等一系列设备。
换流变压器用于将高压的交流电转换为中压的交流电，而整流装置则将中压的交流电转换为直流电，直流电压滤波器用于平滑直流电压。
在直流侧，逆变装置将直流电转换为交流电，逆变变压器用于将低压的交流电转换为高压的交流电，交流滤波器用于对交流电进行滤波处理，使其符合输电要求。
此外，换流站还包括控制系统、保护系统等设备，用于对换流站设备进行监控、保护以及自动控制。
通过以上一系列设备的运作，换流站能够有效地实现交流电与直流电之间的转换，保证能量的高效输送。
在现代电力系统中，换流站已经成为不可或缺的一次设备，为电力输送提供了坚实的技术支持。
换流站是电力系统中非常重要的一环，它承担着交流系统和直流系统之间能量转换的重要任务。
交直流场一次设备的设计和运行对于电力系统的可靠性和稳定性都具有非常重要的意义。
下面将详细讲解换流站一次设备的相关内容。
首先，就是交流侧的换流变压器。
换流变压器是换流站中最重要的设备之一，其作用是将高压的交流电转换为中压的交流电。
在通常的换流站中，会使用多级换流变压器以增加系统的可靠性和减少损耗，因为高压的交流电需要降压才能进入整流装置进行转换。
而换流变压器的设计和运行对于电力系统的稳定性和安全性都具有非常重要的影响。
其次，整流装置是交流侧的另一个重要设备。
整流装置将中压的交流电转换为直流电。
通常情况下，整流装置采用可控硅器件作为电压调节器，以确保直流输出电压的稳定性。
而在现代换流站中，采用的整流装置多为模块化设计，使得设备更加紧凑、可靠以及维护更加容易。
直流电压滤波器是换流站中用于滤除直流电中的谐波和脉动的设备。
其作用是让直流输出电压更加稳定，以确保直流输电的稳定性和质量。
直流电压滤波器的性能直接影响到换流站的运行效果以及对电力系统的影响。
而在直流侧，逆变装置是整个换流站中最为重要的设备之一。
±800千伏特高压直流输电原理
±800千伏特高压直流输电原理
一、直流输电系统
直流输电系统是特高压直流输电的核心组成部分，主要由换流站、输电线路和控制系统等组成。
二、换流站设备
换流站设备是直流输电系统的关键设备，包括换流变压器、换流阀、直流滤波器、无功补偿装置等。
换流阀是换流站的核心设备，通过控制换流阀的开通和关断，可以实现直流电和交流电的转换。
三、输电线路
特高压直流输电的输电线路采用架空线路或电缆线路，具有传输距离远、输送容量大、电压等级高、输电效率高等优点。
四、控制系统
控制系统是直流输电系统的核心，它包括调节器、保护装置、测量装置等。
控制系统通过对输电线路的电压、电流等参数进行监测和控制，保证输电系统的稳定运行。
五、电力电子技术
特高压直流输电采用了大量的电力电子技术，包括脉宽调制技术、同步开关技术等。
这些技术的应用可以实现电力的高效传输和系统的稳定控制。
六、电磁环境
特高压直流输电的电磁环境影响较小，因为其采用直流输电方式,没有交流输电的谐波和无功功率等问题。
但是，在换流过程中会产生
一定的电磁噪声，需要采取措施进行降噪处理。
七、经济效益
特高压直流输电具有传输距离远、输送容量大等优点，可以大幅度降低电力传输的成本，提高能源利用效率。
同时，特高压直流输电还可以实现不同地区之间的电力互济，提高电力系统的整体效益。