高壓直流輸電原理與應(yīng)用

內(nèi)容概要

　　本書介紹高壓直流輸電基本原理和工程應(yīng)用，內(nèi)容共11章，涉及直流輸電的基本概念和原理、換流電路工作原理、換流站及主設(shè)備、直流輸電線路、諧波與濾波器、直流系統(tǒng)的控制和保護(hù)、直流系統(tǒng)的功率損耗及可靠性評(píng)估、特高壓直流輸電以及直流輸電新技術(shù)。
　　本書主要供電氣工程專業(yè)碩士研究生、工學(xué)碩士研究生，以及電氣工程及其自動(dòng)化等相關(guān)專業(yè)的本科生教學(xué)和科研使用，并可供直流輸電工程的設(shè)計(jì)與運(yùn)行人員參考。

書籍目錄

第1章緒論
1.1直流輸電的發(fā)展歷史
1.1.1早期電力傳輸技術(shù)回顧
1.1.2高壓直流輸電技術(shù)的發(fā)展
1.1.3高壓直流輸電的基本概念
1.1.4國(guó)外高壓直流輸電工程代表性案例
1.1.5高壓直流輸電在中國(guó)的發(fā)展
1.2高壓直流輸電的基本接線方式
1.2.1單極線路方式
1.2.2雙極線路方式
1.2.3背靠背換流方式
1.2.4多端方式
1.3直流輸電的優(yōu)缺點(diǎn)
1.3.1直流輸電的優(yōu)勢(shì)
1.3.2直流輸電的不足
1.3.3直流輸電的應(yīng)用場(chǎng)合
習(xí)題1
第2章?lián)Q流電路的工作原理
2.1晶閘管與相控?fù)Q流
2.1.1晶閘管的特性
2.1.2換流電路
2.1.3多橋換流器
2.2整流器的工作原理
2.2.1理想情況下的工作原理
2.2.2考慮觸發(fā)延遲角的情況
2.2.3同時(shí)考慮觸發(fā)延遲角和換相電感的情況
2.2.4換流裝置的功率因數(shù)
2.3逆變器的工作原理
2.3.1觸發(fā)延遲角與直流電壓的關(guān)系
2.3.2逆變器的運(yùn)行
2.3.3換相失敗的概念
2.3.4換相失敗的影響因素
2.3.5換相失敗的預(yù)防措施
2.4直流輸電的運(yùn)行方式及其穩(wěn)態(tài)特性
2.4.1直流輸電工程的額定值
2.4.2直流輸電的運(yùn)行方式
2.4.3穩(wěn)態(tài)工況的計(jì)算
2.4.4換流器的功率特性
2.4.5換流器的無功功率特性
習(xí)題2
〖1〗
高壓直流輸電原理與應(yīng)用
目錄〖2〗
第3章?lián)Q流站及其主設(shè)備
3.1換流站概況
3.1.1主設(shè)備及其功能
3.1.2換流站的平面布置
3.2晶閘管換流器
3.2.1性能要求
3.2.2晶閘管閥的結(jié)構(gòu)
3.2.3晶閘管的觸發(fā)方式
3.3換流變壓器
3.3.1換流變壓器的特點(diǎn)
3.3.2換流變壓器的選擇
3.3.3換流變壓器的選型方案
3.4平波電抗器
3.4.1平波電抗器的結(jié)構(gòu)和功能
3.4.2平波電抗器的選擇
3.5無功補(bǔ)償裝置
3.5.1靜態(tài)無功補(bǔ)償裝置
3.5.2動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置
3.6換流站的工程實(shí)例
習(xí)題3
第4章高壓直流輸電線路
4.1概況
4.1.1桿塔
4.1.2直流線路絕緣子
4.1.3直流電纜線路
4.2架空線路的運(yùn)行特性
4.2.1電暈效應(yīng)
4.2.2電場(chǎng)效應(yīng)
4.2.3電暈損耗
4.2.4屏蔽效應(yīng)與派生效應(yīng)
4.2.5無線電干擾
4.2.6可聽噪聲
4.3架空線路的參數(shù)選擇
4.3.1額定電壓
4.3.2導(dǎo)體截面
4.3.3分裂導(dǎo)線數(shù)
4.3.4直流輸電線路工程實(shí)例
4.4大地回路
4.4.1電磁效應(yīng)
4.4.2熱力效應(yīng)
4.4.3電化效應(yīng)
4.4.4陸地接地電極
4.4.5海岸電極和海水電極
4.4.6接地極線路工程實(shí)例
習(xí)題4
第5章高壓直流系統(tǒng)的諧波和濾波器
5.1諧波的基本概念
5.1.1諧波源與諧波
5.1.2諧波的指標(biāo)
5.1.3直流輸電的諧波
5.2換流裝置交流側(cè)的特征諧波
5.2.1換流變壓器閥側(cè)線電流
5.2.2換流變壓器交流側(cè)線電流
5.2.3雙橋12脈動(dòng)換流變壓器交流側(cè)線電流
5.3換流裝置直流側(cè)的特征諧波
5.3.1換流器直流側(cè)的諧波電壓
5.3.2換流器直流側(cè)的諧波電流
5.4交流濾波器
5.4.1并聯(lián)交流濾波器的阻抗特性
5.4.2交流濾波器的選擇設(shè)計(jì)
5.4.3交流濾波器的配置
5.4.4交流濾波器的工程實(shí)例
5.5直流濾波器
5.5.1直流濾波器的配置
5.5.2直流濾波器的工程實(shí)例
5.6有源濾波器
5.6.1基本構(gòu)成與原理
5.6.2接線方式的選擇
5.6.3混合有源直流濾波系統(tǒng)
5.6.4直流有源濾波器的工程實(shí)例
習(xí)題5
第6章高壓直流系統(tǒng)的控制
6.1概述
6.1.1分層控制模式
6.1.2基本控制要求
6.2基本控制方式
6.2.1定電流控制
6.2.2定電壓控制
6.2.3定觸發(fā)角控制
6.2.4定熄弧角控制
6.3功率控制和頻率控制
6.3.1定功率控制
6.3.2定頻率控制與功率/頻率控制
6.4兩側(cè)換流器控制的配合特性
6.4.1理想控制特性
6.4.2控制特性不穩(wěn)定的對(duì)策
6.4.3低壓限流與觸發(fā)角限制
6.4.4換流站的控制特性
6.4.5潮流翻轉(zhuǎn)控制
6.4.6直流系統(tǒng)的啟?？刂?br />6.4.7換流變壓器分接頭切換控制
6.5基本的脈沖觸發(fā)控制方式
6.5.1分相控制方式
6.5.2等距離脈沖相位控制方式
6.6極控系統(tǒng)
6.6.1極控系統(tǒng)設(shè)備配置及其主要功能
6.6.2換流器動(dòng)作順序
6.6.3非正常閉鎖的控制
6.7直流站控系統(tǒng)
6.7.1直流站控系統(tǒng)的主要功能
6.7.2系統(tǒng)無功功率控制
6.7.3直流系統(tǒng)控制級(jí)別
6.8交流站控系統(tǒng)
6.8.1交流站控系統(tǒng)的主要功能
6.8.2交流場(chǎng)設(shè)備其他功能的實(shí)現(xiàn)方式
習(xí)題6
第7章高壓直流輸電的保護(hù)
7.1高壓直流輸電系統(tǒng)保護(hù)的配置原則與動(dòng)作策略
7.1.1高壓直流輸電系統(tǒng)故障種類
7.1.2直流輸電系統(tǒng)保護(hù)配置原則
7.1.3直流系統(tǒng)保護(hù)動(dòng)作策略
7.2換流站保護(hù)的配置
7.2.1主要保護(hù)配置
7.2.2其他輔助保護(hù)
7.2.3極控保護(hù)
7.3換流器的保護(hù)
7.3.1換流器的故障分析
7.3.2換流器的保護(hù)配置
7.4高壓直流輸電線路的保護(hù)
7.4.1直流線路故障類型
7.4.2直流線路故障過程
7.4.3高壓直流線路保護(hù)的要求與配置
7.4.4直流線路行波保護(hù)
7.4.5直流線路的主要后備保護(hù)
7.4.6直流線路故障恢復(fù)順序
7.5換流站的過電壓與防護(hù)
7.5.1換流站交流側(cè)過電壓
7.5.2換流站直流側(cè)過電壓
7.5.3換流站過電壓保護(hù)
7.5.4換流站過電壓保護(hù)和絕緣配合
7.5.5換流站防雷保護(hù)
7.6直流輸電線路的過電壓與防雷保護(hù)
7.6.1直流線路過電壓
7.6.2直流輸電線路的耐雷性能
7.6.3高壓直流線路的防雷保護(hù)措施
7.7直流輸電系統(tǒng)過電壓保護(hù)和絕緣配合
7.7.1過電壓保護(hù)和絕緣配合
7.7.2過電壓保護(hù)和絕緣配合的工程實(shí)例
習(xí)題7
第8章直流輸電系統(tǒng)的損耗計(jì)算
8.1概述
8.1.1直流輸電線路的損耗
8.1.2接地極系統(tǒng)的損耗
8.1.3直流換流站的損耗
8.2晶閘管閥的損耗
8.2.1閥損耗分量
8.2.2閥的總損耗
8.3其他設(shè)備的損耗
8.3.1換流變壓器的損耗
8.3.2并聯(lián)電容器組的損耗
8.3.3交流濾波器的損耗
8.3.4直流濾波器的損耗
8.3.5平波電抗器的損耗
8.3.6輔助設(shè)備和站用電的損耗
8.3.7PLC濾波器的損耗
8.4功率損耗計(jì)算的工程實(shí)例
8.4.1貴廣一回/二回直流系統(tǒng)的損耗計(jì)算
8.4.2計(jì)算結(jié)果分析
習(xí)題8
第9章高壓直流輸電的可靠性評(píng)估
9.1基本概念
9.1.1目標(biāo)、任務(wù)和評(píng)估手段
9.1.2可靠性準(zhǔn)則
9.1.3高壓直流輸電系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)
9.1.4提高高壓直流輸電系統(tǒng)的可靠性措施
9.2可靠性評(píng)估的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
9.2.1馬爾可夫方程
9.2.2頻率?持續(xù)時(shí)間法
9.3等值模型法
9.3.1子系統(tǒng)及等值模型
9.3.2子系統(tǒng)狀態(tài)空間圖的建立及等效模型
9.3.3組合模型和整個(gè)高壓直流輸電系統(tǒng)的狀態(tài)空間圖
9.4交直流并聯(lián)輸電系統(tǒng)的可靠性評(píng)估
9.4.1運(yùn)算條件
9.4.2交直流并聯(lián)輸電系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)
9.4.3交直流并聯(lián)輸電系統(tǒng)可靠性的蒙特卡洛模擬
9.4.4計(jì)算實(shí)例
習(xí)題9
第10章特高壓直流輸電
10.1概況
10.1.1特高壓輸電的定義
10.1.2推動(dòng)特高壓輸電發(fā)展的因素
10.1.3特高壓直流輸電在中國(guó)的發(fā)展
10.1.4特高壓直流輸電的技術(shù)難點(diǎn)
10.2特高壓直流系統(tǒng)的工程實(shí)例
10.2.1主回路接線方式
10.2.2換流閥
10.2.3換流變壓器
10.2.4濾波器
10.2.5接地極
10.2.6控制系統(tǒng)與保護(hù)
10.3特高壓直流對(duì)受端系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的影響
10.3.1電壓穩(wěn)定的概念
10.3.2電壓穩(wěn)定與無功補(bǔ)償
10.3.3大型受端電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定問題
10.3.4特高壓直流對(duì)受端系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的影響
10.4特高壓直流輸電的過電壓與絕緣配合
10.4.1直流輸電系統(tǒng)過電壓保護(hù)
10.4.2換流站電氣設(shè)備的絕緣配合
習(xí)題10
第11章現(xiàn)代高壓直流輸電新技術(shù)
11.1電壓源換流器的換流原理與柔性直流輸電
11.1.1電壓源換流器與IGBT
11.1.2柔性直流輸電與傳統(tǒng)直流輸電的差異
11.1.3柔性直流輸電的應(yīng)用
11.2多端直流輸電
11.2.1多端直流輸電的發(fā)展現(xiàn)狀
11.2.2多端直流輸電的關(guān)鍵技術(shù)
11.2.3新型多端直流輸電技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
11.3電容換相換流器
11.3.1工作機(jī)理
11.3.2運(yùn)行特性
11.3.3無功功率特性
11.3.4串、并聯(lián)電容器組的基波無功功率
11.3.5CCC的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償度
習(xí)題11
附錄部分專業(yè)詞匯對(duì)照表
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　7.6.3 高壓直流線路的防雷保護(hù)措施　　與交流輸電線路相同，高壓直流線路的防雷防護(hù)措施主要從兩方面考慮：　?。?）減小避雷線保護(hù)角以減少發(fā)生雷擊線路的繞擊閃絡(luò)率。由于高壓直流線路只有兩極導(dǎo)線，若避雷線采用負(fù)保護(hù)角，不會(huì)因2根避雷線的距離拉大而產(chǎn)生中相繞擊問題，這一點(diǎn)與單回交流線路不同。故在不特別加大線路工程造價(jià)的情況下，建議高壓直流線路避雷線盡可能采用小的保護(hù)角，或通過計(jì)算確定不同地形條件下避雷線的保護(hù)角。　?。?）增加線路絕緣和減小桿塔接地電阻以減少發(fā)生雷擊線路反擊閃絡(luò)率。對(duì)高壓直流線路，因耐污和電磁環(huán)境的要求，線路絕緣子較長(zhǎng)，且導(dǎo)線極間距較大，使單回線路絕緣水平較高。但對(duì)于同塔雙回的高壓直流線路，由于上導(dǎo)線對(duì)下橫擔(dān)的距離不受其他因素控制，為降低桿塔造價(jià)，往往設(shè)計(jì)得較小，此處是雷擊閃絡(luò)的薄弱點(diǎn)?！　奈覈?guó)±500kV高壓直流輸電運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)可知，發(fā)生雷擊閃絡(luò)故障主要以繞擊為主，故高壓直流線路的防雷措施重點(diǎn)應(yīng)放在防線路繞擊方面。旁直流輸電系統(tǒng)過電壓保護(hù)和絕緣配合。　　7.7.1 過電壓保護(hù)和絕緣配合　　高壓直流輸電系統(tǒng)中換流站過電壓保護(hù)和絕緣配合的目的，是合理地選擇最合適、費(fèi)用最節(jié)省的過電壓保護(hù)配置方案，并使所有設(shè)備能安全、可靠地運(yùn)行。直流輸電系統(tǒng)絕緣配合為使絕緣故障率降低到經(jīng)濟(jì)上和運(yùn)行上可以接收的水平，綜合考慮直流輸電系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的過電壓、保護(hù)裝置的特性和設(shè)施的絕緣特性，以合理地確定各種設(shè)備與設(shè)施的絕緣水平為主要內(nèi)容的過電壓防護(hù)與絕緣的綜合設(shè)計(jì)。按設(shè)計(jì)對(duì)象來分，直流輸電系統(tǒng)絕緣配合包括直流輸電線路的絕緣配合和換流站的絕緣配合?！　。?）直流輸電線路絕緣配合。直流架空線路的絕緣配合的主要內(nèi)容包括選擇線路絕緣子串的絕緣水平，確定線路絕緣子的型式與每串的片數(shù)，確定桿塔的空氣間隙等；直流電纜線路絕緣配合的內(nèi)容主要是選擇直流電纜本體及附件的絕緣水平。無論是哪一類線路，其絕緣水平均應(yīng)同時(shí)滿足線路上出現(xiàn)的長(zhǎng)期運(yùn)行電壓、內(nèi)部過電壓和雷電過電壓三方面的要求?！　。?）換流站絕緣配合，其主要內(nèi)容包括過電壓防護(hù)措施與避雷器配置方案的確定，各種避雷器特性參數(shù)的選擇，換流站內(nèi)各種設(shè)備絕緣水平的確定?！　　?/pre>








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