直流输电基础知识

1、2022/5/21内容内容 直流输电的基本概念 直流输电的应用 直流输电与交流输电的比较 直流输电的基本概念（系统构成）直流输电的基本概念（系统构成） 直流输电系统一次电路主要由整流站、直流线路和逆变站直流输电系统一次电路主要由整流站、直流线路和逆变站3 3部分组成，其示意图如下所示。部分组成，其示意图如下所示。 直流输电的基本概念直流输电的基本概念 图中交流电力系统图中交流电力系统和和用直流电系统也可以是同步发电用直流电系统也可以是同步发电机，图中已设定交流电力系统为机，图中已设定交流电力系统为为送电端，为送电端，为受电端。为受电端。 这个直流输电系统是这样工作的：由交流系统这个直流输电系统

2、是这样工作的：由交流系统送出交流送出交流功率给整流站的交流母线，经换流变压器功率给整流站的交流母线，经换流变压器1 1，送到整流器，把，送到整流器，把交流功率变换成直流功率，然后由直流线路把直流功率输送给交流功率变换成直流功率，然后由直流线路把直流功率输送给逆变站内的逆变器，逆变器将直流功率变换成交流功率，再经逆变站内的逆变器，逆变器将直流功率变换成交流功率，再经换流变压器，把交流功率送入受电端的交流电力系统换流变压器，把交流功率送入受电端的交流电力系统。 直流输电的基本概念直流输电的基本概念直流输电的基本概念直流输电的基本概念直流输电的基本概念直流输电的基本概念直流输电的基本概念直流输电的基

3、本概念直流输电的发展和应用直流输电的发展和应用 交流输电线路的容许输送功率和距离受两端交流交流输电线路的容许输送功率和距离受两端交流系统之间同步运行稳定性问题的制约，而直流输电系统之间同步运行稳定性问题的制约，而直流输电不存在这样的问题，因此在远距离大功率输电时，不存在这样的问题，因此在远距离大功率输电时，直流输电得到了广泛应用。直流输电得到了广泛应用。 直流输电的发展和应用直流输电的发展和应用 输送相同的功率，直流电缆的费用比交流省。此输送相同的功率，直流电缆的费用比交流省。此外，由于交流电缆存在较大电容电流，海底电缆长外，由于交流电缆存在较大电容电流，海底电缆长度超过度超过40km时，采用

4、直流输电功率是经济上还是技时，采用直流输电功率是经济上还是技术上都较为合理。因此，海底电缆送电是直流输电术上都较为合理。因此，海底电缆送电是直流输电的主要用途之一。的主要用途之一。 直流输电的发展和应用直流输电的发展和应用3、交流电力系统之间的非同步连络、交流电力系统之间的非同步连络 直流输电的发展和应用直流输电的发展和应用 两个交流系统如用交流线路互联，除了可能两个交流系统如用交流线路互联，除了可能出现上述同步运行稳定性问题所带来的问题。其出现上述同步运行稳定性问题所带来的问题。其中较为突出的问题是必须更换一批遮断容量不足中较为突出的问题是必须更换一批遮断容量不足的断路器，或是增设一定数量的

5、限流装置。如果的断路器，或是增设一定数量的限流装置。如果用直流输电线路实现联网分割的目的，由于它的用直流输电线路实现联网分割的目的，由于它的控制系统具用调节快、控制性能好的特点，可以控制系统具用调节快、控制性能好的特点，可以有效地限制短路电流，使其基本保持原来水平。有效地限制短路电流，使其基本保持原来水平。 直流输电的发展和应用直流输电的发展和应用 大城市人口稠密、电力负荷集中，随着城市大城市人口稠密、电力负荷集中，随着城市现代化建设的发展，向城市供电的走廊越来越拥现代化建设的发展，向城市供电的走廊越来越拥挤。此外，环境保护的要求也日趋严格，进入城挤。此外，环境保护的要求也日趋严格，进入城市的

6、供电线路发展趋向要求采用高电压、地下输市的供电线路发展趋向要求采用高电压、地下输入方式。在供电距离达到一定长度时，用高压直入方式。在供电距离达到一定长度时，用高压直流电缆向城市供电更为经济，同时直流输电方式流电缆向城市供电更为经济，同时直流输电方式还可以作为限制城市供电网短路电流增大的措施还可以作为限制城市供电网短路电流增大的措施。 直流输电的发展和应用直流输电的发展和应用直流输电系统类型和工作机理直流输电系统类型和工作机理直流输电系统类型和工作机理直流输电系统类型和工作机理直流输电线路直流输电线路直流输电线路直流输电线路v 经济方面比较经济方面比较 直流输电一般采用双极中性点接地方式，因此直

7、流线路仅需直流输电一般采用双极中性点接地方式，因此直流线路仅需2根导线，而三相交流线路则需根导线，而三相交流线路则需3根导线，在同样截面和绝缘水平根导线，在同样截面和绝缘水平条件，条件，2根导线的直流线路所能输送的功率和根导线的直流线路所能输送的功率和3根导线的交流线路根导线的交流线路所能输送的功率几乎是相等的。也就是说，直流架空线路与交流所能输送的功率几乎是相等的。也就是说，直流架空线路与交流架空线路相比，直流线路只需架空线路相比，直流线路只需2根导线，有色金属和绝缘子、金根导线，有色金属和绝缘子、金具都比交流线路节省约具都比交流线路节省约1/3；而且还减轻了杆塔的自重，可节约钢；而且还减轻

8、了杆塔的自重，可节约钢材；由于只有材；由于只有2根导线，还可减少线路走廊的宽度和占地面积。根导线，还可减少线路走廊的宽度和占地面积。所以直流输电线路的单位长度造价比交流线路有较大的幅度的降所以直流输电线路的单位长度造价比交流线路有较大的幅度的降低。一些统计资料表明；在输送相同功率和距离的条件下，直流低。一些统计资料表明；在输送相同功率和距离的条件下，直流架空线路的投资一般为交流架空线路投资的架空线路的投资一般为交流架空线路投资的60%70%。 直流输电与交流输电的比较直流输电与交流输电的比较v 技术方面比较技术方面比较q 直流输电的优点直流输电的优点 1）直流输电不存在两端交流系统之间同步运行

9、稳定性问题）直流输电不存在两端交流系统之间同步运行稳定性问题。其输送容量和距离不受同步运行稳定性的限制，利用远。其输送容量和距离不受同步运行稳定性的限制，利用远距离大容量送电，用直流联网可以避免电磁环网而引起线距离大容量送电，用直流联网可以避免电磁环网而引起线损增大，并可避免某些线路因此而引起的电流越限，以至损增大，并可避免某些线路因此而引起的电流越限，以至于影响安全运行。于影响安全运行。 直流输电与交流输电的比较直流输电与交流输电的比较 2 2）用直流输电联网，便于分区调度管理，用利于故障时交）用直流输电联网，便于分区调度管理，用利于故障时交流系统间的快速紧急支援和限制事故扩大。可不因联网后

10、流系统间的快速紧急支援和限制事故扩大。可不因联网后扩大的容量而调换遮断容量更大的交流断路器。扩大的容量而调换遮断容量更大的交流断路器。 3 3）直流输电控制系统响应速、调节精确、操作方便、能实）直流输电控制系统响应速、调节精确、操作方便、能实现多目标控制。能按设定值实现定电流、定功率和频率调现多目标控制。能按设定值实现定电流、定功率和频率调节，能抑制直流线路故障电流，实行健全系统对故障系统节，能抑制直流线路故障电流，实行健全系统对故障系统的紧急支援；也能实现振荡阻尼和次同步振荡的抑制。的紧急支援；也能实现振荡阻尼和次同步振荡的抑制。 直流输电与交流输电的比较直流输电与交流输电的比较 4 4）直

11、流输电线路沿线电夺分布平衡，没有电容电流，不需）直流输电线路沿线电夺分布平衡，没有电容电流，不需并联电抗补偿。并联电抗补偿。 5 5）两端直流输电便于分极分期建设及增容护建，有利于及）两端直流输电便于分极分期建设及增容护建，有利于及早发挥效益。早发挥效益。 直流输电与交流输电的比较直流输电与交流输电的比较q 直流输电的缺点直流输电的缺点 1 1）换流器在工作时需要消耗较多的无功功率。）换流器在工作时需要消耗较多的无功功率。 2 2）可控硅元件的过载能力较低。）可控硅元件的过载能力较低。 3 3）直流输电以大地或海水作回流电路时，对沿途地面地）直流输电以大地或海水作回流电路时，对沿途地面地下或海水的金属设施，如金属构件、金属管道、电缆等造下或海水的金属设施，如金属构件、金属管道、电缆等造成腐蚀。同时还会对通信