高压直流输电课后习题答案

高压直流输电技术授课方案《高压直流输电技术》思虑题及答案一.高压直流输电发展三个阶段的特色？答：11954年从前——试验阶段；参数低；采纳低参数汞弧阀；发展速度慢。21954年~1972年——发展阶段；技术提升很大；直流输电拥有多方面的目的（如水下传输；系统互联；远距离、大容量传输）。1972年~此刻——鼎力发展阶段；采纳可控硅阀；几乎所有是超高压；单回线路的输电能力比前一阶段有了很大的增添；发展速度快。二.高压直流输电的基本源理是什么？答：直流输电线路的基本源理图见图1.3所示。从沟通系统向系统输电能时，换流站CS1把送端系统送来的三相沟通电流换成直流电流，经过直流输电线路把直流电流（功率）输送到换流站CS2，再由CS2把直流电流变换成三相沟通电流三.高压直流输电怎样分类？答：分两大类：单极线路方式；单极线路方式；采纳一根导线或电缆线，以大地或海水作为返回线路构成的直流输电系统。单极两线制线路方式；将返回线路用一根导线取代的单极线路方式。双极线路方式；双极两线中性点两头接地方式；双极两线中性点单端接地方式；双极中性点线方式；“背靠背”（back-to-back）换流方式。.高压直流输电的优弊端有哪些？答：长处：1输送同样功率时，线路造价低；线路有功耗费小；适合海下输电；没有系统的坚固问题；能限制系统的短路电流；调理速度快，运转靠谱弊端：1换流站的设备较昂贵；换流装置要耗费大批的无功；换流装置是一个谐波源，在运转中要产生谐波，影响系统运转，所以需在直流系统的沟通侧和直流侧分别装设沟通滤波器和直流滤波器，进而使直流输电的投资增大；换流装置几乎没有过载能力，所以对直流系统的运转不利。因为当前高压直流断路器还处于研制阶段，所以阻截了多端直流系统的发展。以大地作为回路的直流系统，运转时会对沿途的金属构件和管道有腐化作用；以海水作为回路时，会对航海导航仪产生影响。.为何输送同样功率时，直流输电线路比沟通输电线路造价低？答：因为（1）关于架空线路，沟通输电平常采纳了三根导线而直流只要一根或二根导线，在输送第1页共6页高压直流输电技术授课方案同功率的条件下，直流输电可节俭大批的有色金、钢材、绝缘子和线路金具，同时也能够减少大批的运输安装费。（2）直流输电对其线路走廊，铁搭高度，占地面积等方面比沟通输电优胜。（3）关于电缆线路，直流电缆与沟通电缆比较，其投资费和运转费都更加经济。六.高压直流输电的适用范围有哪些？答：（1）远距离大功率输电；（2）海底电缆送电；（3）不同样频次或同频次非周期运转的沟通系统之间的联系；（4）用地下电缆向大城市供电；（5）沟通系统互联或配电网增容时，作为限制短路电流的举措之一；（6）配合新能源供电。七.什么是交直流输电比较的经济等价距离？答：在输送功率同样或靠谱性指标相当的条件下，直流输电与沟通输电比较，固然换流站的投资比变电站的投资要高，但直流输电线路的投资比沟通输电线路的投资要低。假如当输电距离增添到一个定值时，采纳直流输电线路所节俭的开销，恰好能够赔偿换流站所增添的开销，这个距离叫交直流输电比较的经济等价距离。.可控硅元件伏安特色中，反向击穿电压、正向转折电压的见解是什么？答：反向击穿电压：反向击穿单桥整流器中的晶闸管阀所需的电压。.可控硅阀从关断状态转入导通状态必然具备的两个条件是什么？答：（1）晶闸管元件承受的正向电压（即阳极电位高于阴极电位）（2）控制极要获得触发脉冲信号。十.简述理想状态下整流器的换相过程及工作原理？答：1换相过程开始时刻V1、V2导通，沟通电源的线电压为eac，经过导通的阀加在直流输出端M、N上，直流母线M、N上的直流输出电压为eacac经过ωt=60o时，过C3点，eb>ea=e-eV3承受正向电压而导通，V1承受反向电压而截止。V2，V3导通；经过ωt=120o时，过C4点，ec>eaV4承受正向电压而导通，V2承受反向电压而截止。V3，V4导通；经过ωt=180o时，过C5点，ec>ebV5承受正向电压而导通，V3承受反向电压而截止。V4，V5导通；随后每隔60o挨次换相一次，这样周而复始，工作原理联系最高沟通电压的晶闸管将导通，电流由此流出；联系最低沟通电压的晶闸管也将导通，电流由此返回；经过依据必然序次的晶闸管的“通”与“断”，将沟通电压变换成脉动的直流电压。十一.在理想状态下，依据整流器的电压波形，导出均匀直流电压公式。答：取单桥整流器在理想状况下一周期的六分之一电压波形进行积分，这段面积为：A66Vd1

2Ecostdt2Esint|62E，将A除以3即所获得这类状况下直流电压的均匀值：6A1.35E.3十二.在考虑触发延缓角的换相过程中，为何调整α角能够改变直流功率的输出？答：在考虑触发延缓角的换相状况下，均匀直流电压公式V1.35Ecos，能够看出在考虑到0d第2页共6页高压直流输电技术授课方案的状况下，与0时比较，直流输电电压改变了一个cos，调理值，可改变Vd，进而改变直流输出功率十三.为何换流器不论是整流仍是逆变，换流器都将从系统汲取无功功率？答：在忽视换流器的耗费时沟通功率必然等于直流功率，即Cosφ=Cosα;当α=0o时，电流的基频重量Ia,与相电压ea同相位。有功功率P=EaIaCosφ为正，无功功率Q=EaIaSinφ为零；当α=0o↗90o时P减小，Q增大；当α=90o时P为零，Q增到最大；当α=90o↗180o时P变成负，其绝对值增大，Q仍为正，但幅值减小；当α=180o时P达到负的最大值，Q为零。所以，换流器不论是整流仍是逆变，换流器都将从系统汲取无功功率。十四.分析换流器从某一组阀导通状态转为另一组阀导通状态的基本源则是什么？答：在任何一个阀开始或停止的刹时，电路就从一个线性电路改为另一个线性电路，并且在这刹时，依据电路的开闭定律，经过电感的电流是连续的，不会突变，所以在这刹时此后的另一个电路中的任一电感支路电流的初值应等于这刹时之间的电路中的同一支路的电流的终值。十五.换相点流与换相电压的见解。答：供给换相的电源的二相短路电流称为换相电流，供给换相电流的沟通电压称为换相电压。十六.在α>0，μ>0的状况下，为何直流输出电压产生了一个电压降？答：因为因为换相惹起直流电压均匀值的变化量V正比于Id，所以换相的效应也就相当于直流侧有一等效电阻Ra，惹起直流输出电压的降落。十七.为使整流状态转为逆变状态，需要哪两个条件？答：1为使整流状态转为逆变状态，需要的两个条件为：改变直流电压的极性；加大延缓角，使α>90o。2整流范围为：0o<α<90o逆变范围为：90o<α<180o十八.延缓触发角变化范围是多少？整流、逆变各在什么范围内？答：延缓触发角变化范围为090,90180：整流时090；逆变时90180。十九.要使逆变器导通的充分必需条件是什么？答：（1）在直流母线上加一个足够大的直流电压，以战胜反电势的作用。（2）在直流电压小于沟通反电势的瞬市价时，为了保持电流的连续，直流回路中要有充分大的电感，利用存储在磁场中的能量帮助电流连续导通而不中止。二十.换流站的主要设备有哪些？答：换流器、换流变压器、沟通断路器、直流电抗器、阻尼器、滤波器、无功赔偿装置、过电压保护器、电压互感器和电流互感器、接地电阻、调理装置、继电保护装置、高频拥堵装置。二十一.直流电抗器的作用是什么？答：1减少直流侧的沟通脉动重量，即起滤波作用；在最小电流运转时，使电流保持连续；当直流送电回路发生故障时能控制电流的上涨速度。二十二.阻尼器的作用是什么？答：（1）并联于换流器阀的阻尼器用来阻尼阀关断时惹起的振荡，控制相过电压。第3页共6页高压直流输电技术授课方案2）线路阻尼器用于阻尼线路在异样运转状况下发生的振荡。二十三.滤波器的作用是什么？答：（1）对沟通侧和直流侧进行滤波（2）为换流站供给一部分的无功功率二十四.晶闸管换流器对晶闸管元件的基本要求是什么？答：（1）耐压强度高；（2）载流能力强；（3）开通时间和电流上涨率（didt）的限制，即约为100A/s；（4）关断时间与电压上涨率（dvdt）的限制，即约为200V/s.二十五.换流阀片的额定电流怎样选择？答：依据是晶闸管升温的最高赞成值二十六.换流阀串联元件数怎样选择？答：用电压设计系数和电流设计系数作为选择晶闸管串并联数的依据。二十七.怎样采纳直流电抗器的电感值Ld?答：直流电抗器的作用：减少直流侧的沟通脉动量，小电流时保持电流的连续性以及当直流送电回路发生故障时，能控制电流的上涨速度，从作用来看，它的电感量Ld越大越好，但是Ld过大，当电流快速变化时在直流电抗器上产生的过电压di就越大，其余作为一个延时环节，Ld过大对tddtLd应尽量小。直流电流的自动调理不利，所以知足上述三项要求的前提下，直流电抗器的电感二十八.为何直流电缆比沟通电缆年运转开销低？答：电缆用于沟通时，除了心线的电阻耗费以外，还存在绝缘的介质耗费以及铅包和铠装中的磁应耗费，而用于直流侧，则基本上只有意线的电阻耗费且绝缘的老化也迟缓多，所以直流的年运转开销比相应的沟通电缆低。二十九.选择直流线路额定电压时应试虑哪些要素？答：在选择线路电压时，不只要考虑线路自己及两头换流站的所有开销并且要使所选择的导线截面和分裂数知足电线表面赞成电场强度要求，同时，还必然考虑线路的输送容量和电压应与阀桥的额定电压及电流相当合，以使线路和阀桥都要获得充分的利用。三十.为限制电晕耗费和无线电搅乱，额定电压的选择应知足什么要求？答：为了限制电晕耗费和无线电搅乱，选择的额定值还应依据临界电晕电压进行校验，知足额定电压小于临界电晕电压的要求。三十一.为何双极导线的电晕耗费要比两根极性相反的单极线路的电晕耗费之和要大？答：在单极直流电晕的状况下，整个电极空间充满着符号与导线极性同样的空间电荷，这将使导线周边的电场减弱起到优秀的“障蔽”作用，在双极状况下，因为在导线间同时存在着两种极性相反的离子被次消弱对方所造成的障蔽效应，所以双极导线的电晕耗费要比两根极性相反的单极线路的电晕耗费之和要大。三十二.采纳适用计算曲线法，怎样计算双极线路的整年电晕耗费电量？答：计算步骤为：确立双极线路采纳的子导线的截面；依据采纳的子导线的截面在双极直流线路电晕耗费适用计算曲线上用查值法查出单位公里电晕耗费量；用查出的单位公里电晕耗费量乘以线路长度、再乘以线路的年运转小时数，即为双极线路的整年电晕耗费电量。三十三.采纳大地回路的直流输电系统的接地电极分几种，陆地电极有几种型使？答：接地电极分为陆地电极和海岸电极；陆地电极分为直线棒、圆环和星形。三十四.为了除去直流线路对大地回路，对其余公用设备的不利影响，应采纳什么举措？答：最重要的举措是使接地电极的地点与相关设备保持足够的距离，若有必需，还能够够对地极埋设第4页共6页高压直流输电技术授课方案周边的金属构件采纳阴极保护或对地下金属物加涂绝缘层。三十五.换流器的特色谐波的见解答：一个脉波数为P的换流器，在它的直流侧产生的谐波次数为n=KP，在它的沟通侧产生的谐波数为n=KP1（K是任何正整数）由以上式子确立的谐波称为换流器的特色谐波。三十六.减少换流器谐波的举措有哪些？答：减少换流器谐波的主要方法当前采纳增添脉波数和装设滤波器两种。三十七.换相角μ和延缓触发角α对谐波电流有什么影响？答：换相角和延缓角对谐振电流的影响：（1）换相角增大，谐振电流将降落，谐波次数越高，谐波电流降落得越快。（2）在必然的范围内，谐振电流降落的速度也随角的增大而加速。（3）每次谐波在360n周边时，谐波电流In降落到最小值，此后再略有增大。（4）假如为定值，各次谐波电流随不同样的值的变化是微小的。（5）在任何状况下，谐波电流有效值不会超出0.78Idn。三十八.并联滤波器与串联滤波器比较有什么长处？答：拥有以下长处：滤波见效好；串联滤波器必然经过主电路的所有电流，并对地采纳全绝缘，而并联滤波器的一端接地，经过的电流但是由它所滤除的谐波电流和一个比主电路小得多的基波电流，绝缘要求也低；在沟通状况下，并联滤波器除滤波外，此中的电容器还能够够同时向换流器供给无功功率。三十九.沟通滤波器按阻抗特色分为几种滤波器？答：可分为（1）单一谐滤波器；（2）双调谐滤波器；（3）高通滤波器四十.何谓滤波器的质量因数？滤波器的质量因数对滤波器有什么影响？答：滤波器的质量因数为：滤波器的电抗X0与电阻R(n)的比值。即Q=X0/R(n)滤波器的阻抗┃Z┃=当质量因数Q值越大，则谐振频次阻抗┃Z┃就越小，滤波见效就越好，同时有功功率的耗费也就越小。但是Q值也不可以够太大，不然系统频次的变化以及电感和电容受温度变化而变化时滤波器简单失调，影响滤波见效。四十一.怎样选择沟通滤波器的参数？答：沟通滤波器的选择第一应依据技术经济分析选择电容，此后依据要求的调谐频次计算出相应的电感，最后再依据最正确Q值确立电阻值，（按最小投资选择滤波器容量求取参数）。四十二.评定滤波器见效的准则是什么？答：评定滤波器见效能否适合的准则是经滤波此后完满没有谐波的有害影响。四十三.直流滤波器电容器的额定参数选择与沟通滤波器有什么不同样？答：直流滤波器电容器的额定参数是依据线路电压、滤波要乞降经济性决定的；而沟通滤波器电容器的额定参数是依据总的无功功率来确立。四十四.直流输电系统在稳态正常运转方式下运转参数有哪些？第5页共6页高压直流输电技术授课方案答：直流输电系统在稳态正常运转方式下运转参数有两头的直流电压、直流电流和输送功率。四十五.高压直流输电系统控制配置中主要有哪些控制？答：高压直流输电系统控制配置中有站控制、极控制、桥控制和阀单元控制。四十六.对高压直流输电控制系统的基本要求有哪些？答：（1）为了防备电流流过阀和其余载流元件出现危险的状况应限制电流的最大值；（2）要限制因为沟通系统的波形而惹起的直流电流的流动；（3）尽可能地防备逆变器相失败；（4）尽可能使功率因数保持较高的值；（5）为了使功率耗费最小，要求保持线路端电压恒定并且等于额定值；（6）为控制所输送的电能，有时则要求控制某一端的频次四十七.为何在高压直流输电系统的控制中要使功率因数保持较高值？答：（1）关于给定的阀和变压器的电流和电压额定值，要求尽可能高的保持换流器的功率额定值；（2）减少阀和阻力回路应力；（3）使接至换流器的沟通回路中所需的电流和铜耗达到最小值；（4）当换流器的负荷减少时，使换流器的沟通端的电压降到最小值。四十八.高压直流输电系统基本的控制方式有哪些？答：高压直流输电系统基本的控制方式有定电流控制、定电压控制、定越前角控制、定熄弧角控制和定延缓角控制。四十九.表达定电流的控制原理。答：定电流的控制原理以下：经过直流互感器丈量直流电流Id。将Id与电流整定值Id0（也称电流指令）进行比较。3)将Id与Id0进行比较的差值ε（称为偏差或偏差信号）输入控制放大器A