直流输电系统换流变压器短路阻抗的选择

换流站主回路参数关系到整个直流输电系统的运行性能和技术经济指标,是直流输电系统设计的主要部分。为此,针对直流输电系统换流站主回路中换流变压器短路阻抗的参数选择原则及方法进行了相关研究。综合考虑各项制约因素,归纳出选择换流变压器短路阻抗时所需遵循的原则,即满足晶闸管换流阀的浪涌电流水平要求、换流器消耗的无功功率最小、及换流站成本最低。重点推导了表征晶闸管换流阀最大短路冲击电流与换流变压器短路阻抗之间关系的公式,并定性分析了换流变压器短路阻抗的大小对换流站总体费用的影响。研究结果表明,换流阀的浪涌电流水平是选择短路阻抗时的决定性因素,换流变压器最佳短路阻抗值应根据换流阀的浪涌电流水平进行选择。最后,葛南直流输电工程的实例验证了所提出的换流变压器短路阻抗选择原则的合理性。     

高压直流输电系统主回路参数计算平台的研发

主回路稳态参数计算是直流输电工程设计的重要组成部分,对直流输电工程的进一步发展具有重要的实际意义。阐述主回路参数计算的目的,并根据直流输电的基本理论结合高压直流系统的特点,明确了进行高压直流输电系统主回路参数研究和设计时所必需的系统基本状况和系统数据。具体描述了在考虑这些因素和提供的原始数据下,利用直流输电的基本原理,对换流变压器、换流阀等一次设备的基本参数及运行特性进行计算。最后以实际的高压直流输电工程为例,进行了该计算平台功能正确性的测试。     

三沪直流输电系统主回路参数研究

以三峡-上海±500 kV 直流输电工程为依托, 对±500 kV 直流输电系统主回路参数进行计算和研究, 得出换流阀、换流变压器、平波电抗器的基本参数值。同时, 论述了各种参数设计依据的原则、各种参数所起的作用以及影响各种参数的因素, 为±500 kV 直流工程的各项研究提供前提条件。     

一种基于常规直流输电系统的混合直流改造方案

通过对现有的常规直流系统进行柔性化改造,将受端换流站改造为柔性直流换流站,是一种构成混合直流输电系统较为经济可行的方式。介绍了一种将现有常规直流受端换流站改造为柔性直流换流站的方案,将常规换流阀替换为柔性直流换流阀,保留并利用了原有的换流变压器、交流穿墙套管等设备,降低了改造成本。首先,对受端柔性直流换流站几种潜在的主接线方案进行了初步对比;在此基础上,对所提出的柔性化改造方案进行主回路参数设计。设计结果表明,所提出的改造方案能够显著降低对子模块电容、桥臂通流能力的要求,降低了换流阀的成本和体积。最后通过PSCAD/EMTDC仿真验证了该方案的可行性和主回路参数设计的正确性。     

扎鲁特—青州±800 kV特高压直流输电工程主回路参数设计

依据现有的直流工程设计方法以及该工程的输送容量大、直流电压等级高的特点,对蒙东扎鲁特—青州±800 kV/10 000 MW特高压直流输电工程主回路元件参数进行了设计。通过相关计算,给出了包括换流阀、换流变压器、直流线路等主要一次设备的参数和额定运行参数。建立了该工程整体Pscad仿真模型,进行了双极全压和双极降压70%方式下系统运行特性的仿真计算,验证了主电路参数设计的正确性,分析了直流线路电阻对系统运行特性的影响。为开展该特高压工程后续各项研究提供了参考。     

±1500 kV特高压直流输电系统主回路设计

为满足超远距离大容量电力输送需求,研究更高电压等级的直流输电技术是可行方案之一。文章重点对±1 500 kV电压等级直流输电系统主回路进行概念设计,提出适应±1 500 kV电压等级直流输电需求的3个12脉动换流器分层接入的主接线型式,并结合该接线型式特点提出了包括双极混合电压、双极2/3（1/3）电压等方式在内的多种直流运行方式;提出±1 500 kV特高压直流输电工程换流变压器、平波电抗器、直流滤波器和无功补偿设备等关键设备参数的可行方案。     

高压直流输电系统主回路参数稳态特性计算方法

首先阐述了进行高压直流输电系统主回路参数计算时所必需的系统基本状况和系统数据,然后分析讨论了换流变压器的短路阻抗和有载调压抽头调节范围的选取思路。根据目前实际高压直流输电工程中所采用的不同控制策略,分别论述了相应的主回路参数计算方法,并开发了自主知识产权的主回路参数计算软件;最后,以3个实际的高压直流输电工程为例,相对于Siemens公司和ABB公司相关软件的计算结果,进行了自主开发软件计算功能正确性的测试。测试结果表明,所开发的软件计算功能正确,可以用于今后高压直流输电工程的成套设计中。     

并联换流器高压直流输电主回路与主接线研究

针对双换流器并联直流系统开展主回路参数设计与主接线结构研究,首先介绍了换流站内2组12脉动换流器并联的直流系统主要的运行与接线方式;然后根据直流输电基本理论并结合并联换流器自身特点,考虑控制方式的变化,开展直流主回路设计,对换流变压器、换流阀等主设备进行详细的参数计算;最后针对几类典型并联接线结构,从可靠性、占地面积、工程实施难度等方面综合比选,并结合换相失败故障工况下的仿真研究,最终给出推荐的换流站电气主接线方案。     

换流变压器冷却系统电源自动切换回路分析

换流变压器冷却系统由若干组冷却器组成,各组冷却器要能够循环备用,以保证换流变压器安全运行。对南方电网4条高压直流输电线路的换流变压器冷却系统电源自动切换回路进行了分析,结果显示：云广直流系统的最为完善,其余3条的均有不足。天广直流系统的换流变压器冷却系统两路电源不能够手动切换,贵广Ⅰ回、贵广Ⅱ回直流系统的换流变压器冷却系统电源自动切换回路设计未考虑继电器粘连情况。     

直流输电系统的动态模拟

设计了高压直流输电动态模拟系统,该模拟系统的目的是为了校验应用于工程的直流控制保护系统,并进行理论研究。根据模拟总体设计原则,对主接线、换流变、换流阀、直流场、交直流滤波器、线路大地回路进行了模拟。模拟系统不仅能模拟正常运行的各种工况,还可以模拟交直流滤波器内部故障、输电线路故障、换流阀故障、换流变压器等各种故障情况,直观地反映了这些设备上的各种电压、电流量,包括它们的谐波和暂态过程,对控制保护的测试达到了预期的效果。     

灵州-绍兴±800kV特高压直流输电工程主回路参数设计

特高压直流输电技术是目前解决远距离、大容量输电以及电网非同步互联的一种重要手段。主要针对灵州-绍兴±800 k V直流输电工程中的交直流系统参数、平波电抗器、换流变压器以及换流阀的多项参数进行计算,为系统设备参数的选择提供一定的参考。结合平波电抗器在电流斜率因数上的要求,选取300 m H平波电抗器并提供两种具体方案,同时对灵州换流站和绍兴换流站换流变压器的短路阻抗、相对感性电压降、容量以及直流电压限值等参数进行校核。     

基于振动信号分析法的换流变压器振动特性及其影响因素研究

换流变压器是高压直流输电中的核心设备之一,其由于绕组和铁心缺陷所引起的机械故障对整个直流输电系统的稳定持续运行造成了严重的危害。文中从换流变压器的的结构特点及在直流输电系统中的工作原理出发,结合宝鸡换流站的站内接线及站内换流变压器的结构特点,采用振动信号分析法对换流变压器振动特性及影响因素进行了理论研究。利用换流变压器振动监测系统对宝鸡换流站中的换流变压器进行了长期现场测试,为振动信号分析法在换流变压器故障检测中的应用提供了一定的基础支撑。     

向—上特高压直流输电工程换流变压器充电失败分析

向家坝—上海（简称向-上）±800kV特高压直流输电工程第3阶段系统调试初期,复龙换流站极Ⅰ高端换流变压器前3次充电均未成功。文中基于换流阀阀基电子设备（VBE）在换流变压器充电后启动的自检功能及其原理,结合换流阀冷却主回路的主副水泵切换逻辑与换流变压器在充电过程中产生的励磁涌流情况,深入分析了换流变压器充电失败原因,...     

新型直流输电系统典型扰动暂态响应特性

采用新型换流变压器及其感应滤波技术的直流输电系统在拓扑电路结构上不同于现有任何形式的直流输电联结方式。文中基于CIGRE直流输电标准测试系统模型及其主电路参数,根据新型换流变压器及其感应滤波系统的技术特点,设计了一套与标准测试系统主电路参数相一致的新型直流输电模型测试系统,并对新系统和传统系统在实际工程中所可能遭受到的各种典型扰动及其暂态响应特性进行了详细的仿真计算。仿真结果表明,采用直流输电标准控制模式的新型直流输电系统进一步提升了对直流输送功率的调节裕度,具有较好的暂态稳定性,在遭受各种典型扰动时均能够稳定、充裕地运行。     

一种用于高压换流阀晶闸管TCU的取能装置关键技术研究

在高压直流输电系统中,换流阀是高压直流输电系统的核心设备,TCU作为换流阀功率器件晶闸管的触发控制单元,对晶闸管的可靠触发起到至关重要的作用,TCU工作时需要从外部获取能量。文中提出了一种高压换流阀晶闸管TCU取能装置,能量来源于市电,采用工频隔离变压器、高压绝缘电缆及绝缘套进行高低电位隔离;分析介绍了该取能装置的设计要点、总体设计结构及原理、磁环参数计算、晶闸管TCU内部取能回路的工作原理及使用外部电源为TCU提供取能电源的电源参数;最后通过换流阀运行试验合成回路对高压换流阀晶闸管TCU的取能装置进行了试验验证,试验结果显示文中提出的取能装置能够满足高压直流晶闸管阀TCU在晶闸管常规运行、雷电冲击环境下及低电压工作工况下的取能要求。     

新型换流变压器的谐波电流分析与计算

介绍了一种新型换流变压器,利用新型换流变压器绕组接线的特点,提出了一种全新的滤波和无功补偿方案。简要分析了新型换流变压器谐波屏蔽原理。针对高压直流输电系统中谐波分布的特点,对基于新型换流变压器的直流输电系统中绕组及滤波支路谐波电流进行了详细的分析计算,通过对比仿真结果,表明了谐波电流理论分析计算的正确性,为新型换流变压器绕组线规的选择及滤波器参数设计提供了科学数据。     

特高压直流输电的技术特点与工程应用

阐述了特高压直流输电技术具有送电距离远、送电容量大、控制灵活和调度方便等特点,以及在我国应用的迫切性和应用的广阔前景。文中较详细地介绍了特高压直流输电基本参数的选择、换流站的主接线方案选择、换流站主设备(如换流变压器、换流阀、换流变压器套管、穿墙套管等)的选用和配置问题,以及电磁环境问题。研究分析表明,±800kV特高压直流输电的工程应用不存在不能克服的技术问题。文中指出,特高压直流输电工程的电磁环境指标目前可以按±500kV直流的限值来控制。     

换流变压器绝缘结构分析

换流变压器的绝缘结构是换流变压器的核心技术,关系到换流变压器和直流输电系统的安全运行.换流变压器在直流系统中的特殊工况,决定了其主绝缘、阀侧出线装置承受了不同于交流变压器的电压作用.笔者从换流变压器绝缘结构中承受的电压入手,分析了绝缘结构中电压分布以及不同绝缘材料在不同电压下的作用与配合.随着特高压直流输电技术的发展及...     

基于自耦补偿与谐波屏蔽换流变压器的直流输电系统仿真研究

为揭示自耦补偿与谐波屏蔽(新型)换流变压器电磁暂态瞬变过程,模拟直流输电系统中新型换流变压器网侧与阀侧端口电压、电流的输入、输出特性以及交直流之间的相互 作用,利用仿真软件Matlab分别建立了用于6脉动与12脉动直流输电系统的新型换流变压器仿真模型,并将其应用到直流输电系统动态仿真中。仿真结果表明：新型换流变压器取代传统换流变压器在一定程度上优化了直流输电系统的结构,通过对变压器第三绕组的零阻抗设计及绕组抽头处滤波器参数的合理配置,既能降低换流变压器网侧谐波含量、有效减少谐波与无功对换流变压器的损耗,又改善了换流变压器阀侧的线电压与相电流,有利于换流器可靠换相与正常运行。     

高压直流输电换流变压器参数确定方法

换流变压器是直流输电系统中必不可少的重要设备, 其参数选择的合适与否关系整个直流输电系统的运行性能和技术经济指标。根据换流阀的浪涌电流水平,结合交流侧最大三相短路容量和直流系统的额定直流电压、电流计算最小的换流变压器短路阻抗,在数学上推导了短路阻抗的计算公式,避免了工程上反复迭代的过程。实际工程采用的短路阻抗值在此基础上考虑一定的裕度,然后基于该值再计算阀侧额定电压、额定容量等参数。以整流侧定电流逆变侧定电压控制方式为例,考虑系统参数及相关的测量误差,详细论述了换流变压器最小最大档位的计算过程。最后通过一个工程实例验证了该计算方法的合理性。