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直流输电_百度文库

作者:365手机版客户端 发布时间:2021-01-26 14:09 点击数:

  直流输电_电力/水利_工程科技_专业资料。直流输电 主要由换流站(整流站和逆变站)、直流线路、交流侧和直流侧的电力滤波器、无功补偿装 置、 换流变压器、 直流电抗器以及保护、 控制装置等构成 (见图直流输电系统的基本构成) 。 其中换流站是直

  直流输电 主要由换流站(整流站和逆变站)、直流线路、交流侧和直流侧的电力滤波器、无功补偿装 置、 换流变压器、 直流电抗器以及保护、 控制装置等构成 (见图直流输电系统的基本构成) 。 其中换流站是直流输电系统的核心,它完成交流和直流之间的变换。 目 录 1 基本释义 2 优点 3 缺点 4 发展历史 5 直流输电崛起的标志 6 应用 7 直流输电设备 1. 7.1 直流屏 2. 7.2 直流电源 1 基本释义 【词语】:直流输电 【注音】:zhíliúshūdiàn 【英文简称】:DC 【释义】:将发电厂发出的交流电,经整流器变换成直流电输送至受电端,再用 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。 主要应用于远 距离大功率输电和非同步交流系统的联网,具有线路投资少、不存在系统稳定问 题、调节快速、运行可靠等优点。 2 优点 直流输电与交流输电相比有以下优点: ①当输送相同功率时, 直流线路造价低, 架空线路杆塔结构较简单, 线路走廊窄, 同绝缘水平的电缆 直流输电 可以运行于较高的电压; ②直流输电的功率和能量损耗小; ③对通信干扰小; ④线路稳态运行时没有电容电流, 没有电抗压降,沿线电压分布较平稳,线路本身 无需无功补偿; ⑤直流输电线联系的两端交流系统不需要同步运行, 因此可用以实现不同频率或 相同频率交流系统之间的非同步联系; ⑥直流输电线本身不存在交流输电固有的稳定问题, 输送距离和功率也不受电力 系统同步运行稳定性的限制; ⑦由直流输电线互相联系的交流系统各自的短路容量不会因互联而显著增大; ⑧直流输电线的功率和电流的调节控制比较容易并且迅速,可以实现各种调节、 控制。如果交、直流并列运行,有助于提高交流系统的稳定性和改善整个系统的 运行特性。 3 缺点 直流输电的发展也受到一些因素的限制。首先,直流输电的换流站比交流系统的 变电所复杂、造价高、运行管理要求高;其次,换流装置(整流和逆变)运行中 需要大量的无功补偿,正常运行时可达直流输送功率的 40~60%;换流装置在运 行中在交流侧和直流侧均会产生谐波,要装设滤波器;直流输电以大地或海水作 回路时,会引起沿途金属构件的腐蚀,需要防护措施。要发展多端直流输电,需 研制高压直流断路器。 4 发展历史 以直流电流传输电能。 人们对电能的应用和认识是首先从直流开始的。法国物理 学家和电气技师 M.德普勒于 1882 年将装设在米斯巴赫煤矿中的 3 马力直流发电 机所发的电能,以 1500~2000 伏直流电压,送到了 57 公里以外的慕尼黑国际博览 会上,完成了第一次输电试验。此后在 20 世纪初,试验性的直流输电的电压、 功率和距离分别达到过 125 千伏、20 兆瓦和 225 公里。但由于采用直流发电机 串联获得高压直流电源, 受端电动机也是用串联方式运行,不但高压大容量直流 电机的换向困难而受到限制,串联运行的方式也比较复杂, 可靠性差,因此直流输 电在近半个世纪的时期里没有得到进一步发展。20 世纪 50 年代,高压大容量的 可控汞弧整流器研制成功,为高压直流输电的发展创造了条件;同时电力系统规 模的扩大, 使交流输电的稳定性问题等局限性也表现得更明显,直流输电技术又 重新为人们所重视。1954 年瑞典本土和哥德兰岛之间建成一条 96 公里长的海底 电缆直流输电线 兆瓦,是世界上第一条 工业性的高压直流输电线 年代后期可控硅整流元件的出现,为换流设备的 制造开辟了新的途径。30 年来,随着电力电子技术的进步,直流输电有了新的 发展。 到 80 年代世界上已投入运行的直流输电工程共有近 30 项,总输送容量约 2 万兆瓦,最长的输送距离超过 1 千公里。并且还有不少规模更大的工程正在规 划设计和建设中。 5 直流输电崛起的标志 在 20 世纪 30~50 年代,人们探索用各种器件构成换流器作为直流高电压电源, 以替代直流发电机, 从而研制了可控汞弧阀换流器,为发展高压大功率直流输电 开辟了道路,自 1954 年世界上第一个商业性的直流输电工程—果特兰岛直流输 电工程建成以来, 直流输电又重新被人们所重视并迅速崛起, 20 世纪 70 年代, 随着可控硅技术的突飞猛进的发展,高压直流输电的技术优势也日趋明显,因此 说果特兰岛直流输电工程的成功商业应用标志着直流输电的崛起。[1] 6 应用 直流输电目前主要用于 5 个方面: ①远距离大功率输电; ②联系不同频率或相同频率而非同步运行的交流系统; ③作网络互联和区域系统之间的联络线(便于控制、又不增大短路容量); ④以海底电缆作跨越海峡送电或用地下电缆向用电密度高的大城市供电; ⑤在电力系统中采用交、直流输电线的并列运行,利用直流输电线的快速调节, 控制、改善电力系统的运行性能。 随着电力电子技术的发展,大功率可控硅制造技术的进步、价格下降、可靠性提 高,换流站可用率的提高,直流输电技术的日益成熟,直流输电在电力系统中必 然得到更多的应用。当前,研制高压直流断路器、研究多端直流系统的运行特性 和控制、发展多端直流系统、研究交直流并列系统的运行机理和控制,受到广泛 的关注。 许多科学技术学科的新发展为直流输电技术的应用开拓着广阔的前景, 多种新的 发电方式──磁流体发电、 电气体发电、 燃料电池和太阳能电池等产生的都是直 流电,所产生的电能要以直流方式输送,并用逆变器变换送入交流电力系统;极 低温电缆和超导电缆也更适宜于直流输电,等等。今后的电力系统必将是交、直 流混合的系统。 7 直流输电设备 直流屏 直流屏[1]通用名为智能免维护直流电源屏,简称直流屏,通用型号为 GZDW。简单 地说,直流屏就是提供稳定直流电源的设备。(在输入有 380V 电源时直接转化 为 220V,在输入(市电和备用电)都无输入时,直接转化为蓄电池供电——直 流 220V:实际上也可以说是一种工业专用应急电源)。发电厂和变电站中的电 力操作电源现今采用的都是直流电源, 它为控制负荷和动力负荷以及直流事故照 明负荷等提供电源,是当代电力系统控制、保护的基础。直流屏由交配电单元、 充电模块单元、降压硅链单元、直流馈电单元、配电监控单元、监控模块单元及 绝缘监测单元组成。主要应用于电力系统中小型发电厂、水电站、各类变电站, 和其他使用直流设备的用户(如石化、矿山、铁路等),适用于开关分合闸及二 次回路中的仪器、仪表、继电保护和故障照明等场合。 直流屏是一种全新的数字化控制、保护、管理、测量的新型直流系统。监控主机 部分高度集成化,采用单板结构(All in one),内含绝缘监察、电池巡检、接 地选线、电池活化、硅链稳压、微机中央信号等功能。主机配置大液晶触摸屏, 各种运行状态和参数均以汉字显示,整体设计方便简洁,人机界面友好,符合用 户使用习惯。直流屏系统为远程检测和控制提供了强大的功能,并具有遥控、遥 调、遥测、遥信功能和远程通讯接口。通过远程通讯接口可在远方获得直流电源 系统的运行参数, 还可通过该接口设定和修改运行状态及定值,满足电力自动化 和电力系统无人值守变电站的要求; 配有标准 RS232/485 串行接口和以太网接口, 可方便纳入电站自动化系统。 直流电源 直流电源[2](DC power)有正、负两个电极,正极的电位高,负极的电位低,当 两个电极与电路连通后, 能够使电路两端之间维持恒定的电位差,从而在外电路 中形成由正极到负极的电流。 单靠水位高低之差不能维持稳恒的水流,而借助 于水泵持续地把水由低处送往高处就能维持一定的水位差而形成稳恒的水流。 与 此类似,单靠电荷所产生的静电场不能维持稳恒的电流,而借助于直流电源,就 可以利用非静电作用 (简称为“非静电力”)使正电荷由电位较低的负极处经电 源内部返回到电位较高的正极处,以维持两个电极之间的电位差,从而形成稳恒 的电流。因此,直流电源是一种能量转换装置,它把其他形式的能量转换为电能 供给电路,以维持电流的稳恒流动。 直流电源中的非静电力是由负极指向正极的。当直流电源与外电路接通后,在电 源外部(外电路),由于电场力的推动,形成由正极到负极的电流。而在电源内 部(内电路),非静电力的作用则使电流由负极流到正极,从而使电荷的流动形 成闭合的循环。


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