換流器及直流控制保護設(shè)備

前言

　　高壓直流輸電技術(shù)起步在20世紀(jì)50年代，到80年代，全世界共建成了30項直流輸電工程，直流輸電在電網(wǎng)中發(fā)揮了重要作用，直流輸電控制保護技術(shù)得到進一步的發(fā)展和完善。邁入90年代以后，隨著電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)和控制理論的迅速發(fā)展，高壓直流輸電技術(shù)日益完善，可靠性得到提高?！　∥覈绷鬏旊娂夹g(shù)同樣是在80年代得到發(fā)展的，建成了我國自行研制的舟山直流輸電工程（±100千伏，100兆瓦，55千米）和代表當(dāng)時世界先進水平的葛洲壩一上海（簡稱葛上）±500千伏直流輸電工程。90年代，隨著三峽工程的建設(shè)，三常、三廣、三滬直流工程相繼投運。2004年，我國第一個背靠背直流工程，同時又是一個直流設(shè)備國產(chǎn)化示范工程——靈寶背靠背直流工程順利建成，標(biāo)志著中國已經(jīng)逐漸成為世界上運行直流工程數(shù)量最多、容量最大、線路最長的直流輸電大國?！　?jù)預(yù)測，至2010年全國發(fā)電裝機總?cè)萘繉⑦_到8，4億千瓦左右，2020年將突破12億千瓦左右。將新建電源的電能安全、穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟地送出是我國電網(wǎng)建設(shè)的基本任務(wù)，并應(yīng)在此基礎(chǔ)上逐步改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、推進全國聯(lián)網(wǎng)，這使得電網(wǎng)的發(fā)展比電源建設(shè)更具挑戰(zhàn)性。特別是在西電東送工程中，直流輸電本身適宜遠距離輸送、送電容量大、易于控制和調(diào)節(jié)的特點將發(fā)揮極其重要的作用。根據(jù)《國家電網(wǎng)公司特高壓電網(wǎng)規(guī)劃》，到“十一五”末，規(guī)劃投產(chǎn)的直流背靠背工程包括東北華北背靠背、靈寶背靠背（擴建）、中俄背靠背、福建廣東背靠背四個項目，以及德陽一寶雞、呼盟一遼寧、晉東南一江蘇、寧東一濰坊、蒙古一天津、俄羅斯一遼寧、西藏一青海、葛滬改造八個項目。到“十一五”末，國網(wǎng)公司系統(tǒng)直流輸電工程將達到17個、換流站28個，輸送容量達到4005萬千瓦。到“十二五”末，國家電網(wǎng)公司將有8個直流系統(tǒng)建成投產(chǎn)，包括向家壩一上海、寧東一濟南、四川一湖南、錦屏一江蘇、蒙古一唐山、溪洛渡一湖南、溪洛渡一浙江、蒙古一山東。直流工程總數(shù)將達到25個、換流站44個，輸送容量達到8085萬千瓦?！笆濉逼陂g，國家電網(wǎng)公司規(guī)劃建設(shè)投產(chǎn)的直流系統(tǒng)還有14個，直流輸電工程將達到39個、換流站72個，輸送容量達到18745萬千瓦。國內(nèi)南方電網(wǎng)公司在運的天生橋一廣州、安順—肇慶、興仁一深圳三個直流輸電工程，總輸送容量780萬千瓦，此外在“十一五”末還將完成云廣特高壓直流輸電工程，總輸送容量達到1420萬千瓦。

內(nèi)容概要

本書為《高壓直流輸電崗位培訓(xùn)教材》叢書之一，介紹了換流器和直流控制保護的相關(guān)知識。主要內(nèi)容包括：換流器的結(jié)構(gòu)、閥控系統(tǒng)，換流器的試驗與檢修，直流控制保護基本原理，HVDC控制保護功能要求，南瑞、許繼控制保護系統(tǒng)，以及控制保護自動化系統(tǒng)。    本書可供高壓直流輸電崗位運行、檢修技術(shù)人員及管理人員參考，也可作為相關(guān)專業(yè)院校師生的參考書。

書籍目錄

序前言第一部分  換流器　第一章  換流器的結(jié)構(gòu)    第一節(jié)  換流器概述    第二節(jié)  換流器的設(shè)計要求    第三節(jié)  換流器元件參數(shù)    第四節(jié)  換流器結(jié)構(gòu)    第五節(jié)  晶閘管級的工作原理    第六節(jié)  陽極電抗器    第七節(jié)  冷卻器　第二章  閥控系統(tǒng)    第一節(jié)  硬件系統(tǒng)    第二節(jié)  軟件系統(tǒng)　第三章  試驗與檢修    第一節(jié)  型式試驗    第二節(jié)  常規(guī)試驗    第三節(jié)  預(yù)防性試驗    第四節(jié)  日常維護    第五節(jié)  特殊性檢修項目　附錄  運行公司使用換流器清單第二部分  直流控制保護　第四章  控制保護基本原理    第一節(jié)  概述    第二節(jié)  直流輸電的原理及其控制系統(tǒng)　第五章  HVDC控制保護功能要求    第一節(jié)  控制系統(tǒng)分層    第二節(jié)  基本控制策略    第三節(jié)  基本保護配置    第四節(jié)  附加控制功能    第五節(jié)  控制保護系統(tǒng)冗余    第六節(jié)  直流工程控制系統(tǒng)配置方案    第七節(jié)  直流工程直流保護配置方案　第六章  南瑞（ABB）控制保護系統(tǒng)工程實現(xiàn)    第一節(jié)  控制保護系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)    第二節(jié)  控制保護系統(tǒng)冗余實現(xiàn)    第三節(jié)  控制系統(tǒng)功能實現(xiàn)    第四節(jié)  保護系統(tǒng)功能實現(xiàn)    第五節(jié)  控制保護系統(tǒng)自檢功能　第七章  許繼（SIEMENS）控制保護系統(tǒng)工程實現(xiàn)    第一節(jié)  控制保護系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)    第二節(jié)  控制保護系統(tǒng)冗余實現(xiàn)    第三節(jié)  控制系統(tǒng)功能實現(xiàn)    第四節(jié)  保護系統(tǒng)功能實現(xiàn)　第八章  自動化系統(tǒng)    第一節(jié)  系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)    第二節(jié)  系統(tǒng)冗余實現(xiàn)    第三節(jié)  系統(tǒng)功能實現(xiàn)    第四節(jié)  服務(wù)器數(shù)據(jù)庫軟件    第五節(jié)  自動化工作子站

章節(jié)摘錄

　　第一部分 換流器　　第一章 換流器的結(jié)構(gòu)　　第一節(jié)換流器概述　　換流器是直流輸電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，它的作用是把交流電變換成直流電（稱為整流），或者把直流電變換成交流電（稱為逆變）。通常用來換流的有6脈動換流器和12脈動換流器，12脈動換流器由兩個6脈動換流器串聯(lián)而成。　　一、分類　　按照觸發(fā)原理的不同，換流器可分為LTT（Light Trigger Thyristor）換流器和ETY（Electric Triggel Thyristor）換流器。　　1．LTT換流器　　由光觸發(fā)晶閘管LTT組成的換流單元稱為LTT胛換流器。光觸發(fā)晶閘管的工作原理是在晶閘管門極區(qū)周圍有一個小光敏區(qū)，當(dāng)一定波長的光被光敏區(qū)吸收后，在硅片的耗盡層內(nèi)吸收光能而產(chǎn)生電子空穴對，形成注入電流使晶閘管元件觸發(fā)。這種觸發(fā)方式與電觸發(fā)方式相比，省去了控制單元的光電轉(zhuǎn)換、放大環(huán)節(jié)及電源回路，簡化了閥的輔助元件，改善了閥的觸發(fā)特性，提高了閥的可靠性。目前，光觸發(fā)晶閘管換流器已在我國靈寶背靠背換流站以及貴廣直流輸電工程中得到應(yīng)用?！　?．ETT換流器　　由電觸發(fā)晶閘管ETT組成的換流單元稱為ETT換流器。電觸發(fā)晶閘管工作原理是將閥控系統(tǒng)來的觸發(fā)信號轉(zhuǎn)化為光信號，由光纜將光信號傳送到每個晶閘管級，在門極控制單元把光信號再次轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)放大后觸發(fā)晶閘管元件。這種觸發(fā)方式利用了光電器件和光纖的優(yōu)良特性，實現(xiàn)了觸發(fā)脈沖發(fā)生裝置和換流閥之間低電位和高電位的隔離，同時也避免了電磁干擾，減小了各元件觸發(fā)脈沖的傳遞時差，使均壓阻尼回路簡化和小型化，同時還可使能耗減小、造價降低，是當(dāng)今直流輸電工程的主流。目前，電觸發(fā)晶閘管換流器在我國大多數(shù)直流輸電工程（三常、三廣、三滬等直流工程）中得到了非常廣泛的應(yīng)用。

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