直流输电工程技术论文

1直流技术

1.1直流输电系统构成

糯扎渡直流输电系统的构成主要由整流站（普洱换流站）、逆变站（江门换流站）和直流输电线路构成，江门换流站在糯扎渡工程中必要时也可作为整流站向云南普洱换流站送电，实现功率反送。直流输电工程有双极方式、单极大地回线方式、单极金属回线方式、单极双导线并联大地回线方式等多种运行方式，糯扎渡直流工程采用双极（正极和负极）两端中性点接地方式，利用正负两极导线和两端换流站的正负两极相连，构成直流侧闭环回路。两端接地极所形成的大地回路，可作为输电系统的备用导线，正常运行时，直流电流的路径为正负两根极线。正负两极在地回路中的电流方向相反，地中的电流为两极电流的差值。两极中的任一极均能构成一个独立的运行单极输电系统（如糯扎渡工程2013年9月3日投运的极2阀组2系统）。

1.212脉动换流器

江门换流站采用的12脉动换流器是由两个6脉动换流器在直流侧串联而成，其交流侧通过换流变压器的网侧绕组并联。换流变压器的阀侧绕组一个为星形接线，另一个为三角形接线，从而使得两个6脉动换流阀的交流侧得到相位相差30°的换相电源。12脉动换流器由V1-V12共12个换流阀组成，在每一个工频周期内有12个换流阀轮流导通，它需要12个与交流系统同步的间距为30°的按序触发脉冲。12脉冲换流器的优点之一就是其直流电压的质量好，所含谐波成分少。其直流电压为两个换相电压相差30°的6脉冲换流器的直流电压之和，在每个工频周期内有12个脉动数，称为12脉动换流器。直流电压中仅含有12k次的谐波，而每个6脉动换流器直流电压中含有6（2k+1）次谐波，因此彼此的相位相反而相互抵消，有效的改善了直流侧的谐波性能。12脉动换流器的另一个优点是其交流电流质量好，谐波成分少。交流电流中仅含12k+1次谐波，每个6脉动换流器交流电流中的6（2k-1）次谐波在两个换流变压器之间环流，不进入交流电网，12脉动换流器的交流电流中不含这些谐波，有效的改善了交流侧的谐波性能。

1.3换流阀

换流阀作为“心脏”存在于直流输电系统中，江门换流站换流阀采用400+400kV配置，0-400kV为低端阀厅，400-800kV为高端阀厅，当直流输电线路电压升至800kV时，高、低端阀厅同时投运，如果任何一个阀厅出现问题，另一个桥可在400kV的电压下继续运行，此时输电线路电压为400kV。每个12脉动桥包括2个串列的6脉动桥。每个6脉动桥包括3个200kV直流电压的双重阀塔，每个双重阀塔由2个单阀组成，单阀由2个晶闸管组件组成，每个双重阀塔包含4个晶闸管组件。一个晶闸管组件包括两个阀段，每个阀段由15个晶闸管单元、一台阀电抗器（限制晶闸管开通时电流突增和关断状态下瞬态dU/dt）、一台均压电容（均衡阀塔内电压、为RPU提供电源）组成。一个晶闸管单元包括晶闸管、TVM、直流均压电阻（均衡晶闸管上的电压）、阻尼电阻（减少阻尼电容和电感引起的震荡，承担阻尼电容电流）、阻尼电容（吸收晶闸管关断时的冲击电压）等元件。

1.4阀基电子（VBE）

阀基电子（VBE）设备：对换流阀晶闸管进行触发与监视，将各阀连接至控制和保护系统，包括晶闸管控制与监视系统（TC&M）模块，光发射和接收模块，控制保护恢复模块（RPU），电源模块和接口。晶闸管控制与监视系统（TC&M）：接收来自极控制盒保护的信号，将这些信号转换成触发晶闸管的脉冲和对每个阀段内的控制脉冲，这些脉冲通过光发射板或RPU接口板转换为光脉冲，通过光缆送到每只晶闸管和RPU。光发射板：从TC&M接收信号，将其转换为触发光脉冲。光接收板：接收每个TVM的回报信号，将信号传送到TC&M系统。晶闸管电压检测（TVM）：检查晶闸管的闭锁能力、检测晶闸管能否开通、检测晶闸管导通结束时刻、检测晶闸管的过电压保护电路是否能够正常工作。反向恢复保护单元（RPU）：每个阀段有一块RPU板，RPU板串联到阀组件均压电容上，RPU板工作电源取自均压电容两端，晶闸管关断且处于反向恢复时，VBE发送信号，如果RPU监测到阀段上正向电压的上升速率超过允许值，就会向该阀组件中的MSC发出触发光脉冲，控制阀段内所有晶闸管的导通。多路星形光耦合器（MSC）：每个晶闸管组件安装有一台多路星形耦合器MSC，MSC包含两个单元，一个单元对应一个阀段，MSC接收三路激光二极管发出的光脉冲，并均匀发送到与其相连的光触发晶闸管。

2结束语

直流输电以其功耗小、造价低、电压分布平稳、输送距离远、功率和电流的调节控制容易等特点，近些年被大面积应用到电网中。但与交流输电相比，直流输电起步较晚，因此直流输电原理、设备运行原理等很难像交流输电技术一样被每个监理人员所熟知。对于监理工作而言，协调是重点、专业技术是根本，而对系统（设备）原理的掌握则是对知识的拓展、专业水平的提升。

作者：侯铁铸 单位：广东创成建设监理咨询有限公司