抽水蓄能水轮发电机组背靠背启动
摘要：研究分析抽水蓄能发电机组的背靠背启动。列举模型和现场实测结果，并与希腊一家电厂的实例进行对比，分析影响该种启动的主要参数，得出了该过程的有关物理规律；还特别讨论了励磁和导叶开启过程的影响，以及驱动电机的转矩－转速特性曲线，揭示了正确选择确保启动成功的主要参数的方法。图6
关键词：背靠背启动；水轮发电机；抽水蓄能；热系数；启动
1引言
对于安装有可逆式水泵水轮机组的电站来说，通常至少有一台机需要在晚上作为水泵运行；而启动水泵所广为采用的方式就是同步(背靠背)启动，除此还有借助于启动电动机(小型电机机)的辅助启动，依靠或不依靠辅助设备的异步启动以及低频启动等。过去，许多电站常常要依靠启动电动机来启动具有叠片磁极且无阻尼绕组的同步电机，由于缺乏异步转矩，除低频启动外，这是唯一能够启动这种同步电机的方法；小型电动机启动方法特别适合于制动转矩较小的情况，其主要缺点是连续运行容易导致损失的增加；异步启动可用于经过专门设计的，转子能承受较大热应力的电机上，然而，为实现这一目标，其输电系统就必须能够承受异步启动所导致的电流冲击和电压骤降。
随着静励磁设备和变频器的推广，变频器启动的地位也变得很重要了。事实上，在过去的20年中，变频器启动法的使用已经有显著的增加，并已成为拥有两台机组以上的电站的首选启动方式。变频启动可分为完全启动即背靠背启动和定子相互连接的两台机在静止状态下开始起励两种方式；而部分变频启动只有当发电机转动之后电动机才开始起励。部分变频启动相对于背靠背启动的优点是在异步启动阶段不需要单独的励磁电源。
30多年前，Canay研究了同步电机的启动方式，并归纳了这些启动方式的特征、优点和缺点。异步启动所采取的方法符合非励磁电动机的稳态转矩－转速特性，并没有考虑脉冲转矩分量，只用一近似的转矩－转速特性对部分变频启动进行了研究，该种方法没有考虑发电机低速运转时出现的半转速转矩凹谷；此外，转矩仅被看作是转差变频的一个函数，结果过于简单。事实上，电动机的转矩与转差变频和发电机转速有关，且发电机和电动机的电机转矩被认为是相等的，这只有在同步以后才是准确的。
利用一个微分方程组描述了一个抽水蓄能电站机组背靠背启动的全过程，并对这些方程式用于希腊特撒罗斯(Thissavros)电站进行了实例模拟。将模拟结果同现场实测进行了对比，二者非常一致。发电机和电动机的制动功率从现场效率试验推导而出，具体的模拟中考虑了启步转矩，而且，在此过程中，也曾努力去理解这一物理现象并研究其启动过程中的变形、物理关系以及成功率。
2模拟模型
图1是两台通过升压变压器和高压输电线背靠背连接的机组在进行变频启动时的基本电路配置。驱动电机G由其水轮机驱动，而从动电机M的水泵水轮机的导叶关闭，并已排水。这两台电机均在静止状态下起励，然后再打开驱动水轮机的导叶，电机G开始加速。假如对两台机给一个设定的励磁电流，而从动电机的加速转矩又足够大，则后者在几个振荡循环内就会实现与驱动电机的同步，且两电机随后同步运行直至达到同步转速。
可将从动电机M扩展为包括两台变压器和两台机组之间的所有连接线，变压器和输电线被模拟成一个R－L串联电路。根据电机通用理论，可得出每台机固定坐标系中对纵轴和横轴的方程式，并考虑线电流和线电压坐标变换方程式，可得出：
选择模型2(1)，用励磁绕组的一个线圈和当量阻尼绕组的每轴一个线圈代表每一台机，由此可以得出，如果在上述一些方程式中引入一个附加参数，使励磁绕组和阻尼绕组之间的电感与另外两个不同，则可以获得更加准确的转子特性参量值。但是，该电感Lfkd通常并非由制造厂提供，而且试验测量也没有现成的可以接受的标准。不过，Lfkd相对于目标来说没有必要：由于趋肤和近似效应，电阻被认为与频率无关，这种假设已被测量结果以及其它研究人员的经验所验证。对于电机的状态空间表达式，采用了励磁电流以及纵轴和横轴线电流：if，id，iq，ikd和ikq。对于机械系统，用电角度δ和角速度ω表示当量电动机。当从动电机M的定子电流消去以后，根据方程式(1)，则描述系统的微分方程式可得出矩阵形式：
式中：A，B和D为常数，容量分别为12×12，12×12和12×1，矩阵C包含的项是转速的函数，X是状态空间变化矢量：
式中：Tmg是驱动电机G的水轮机机械转矩，Telg和Telm分别为驱动和从动电机的电气转矩，Tbrg和Tbrm分别为二者的制动转矩。
对于驱动电机G的纵轴和横轴电压表达式，将通过方程式(1)以及从动电机M的dq模
型所得出电压值方程式来求证。经过一些代数运算之后，这些电压分量可表示为所选择的状态参量的函数。转矩损失可通过真机效率试验结果计算获得。它们还可以进一步表示为转速、端电压和线电流的函数。方程式(2)的最终形式可写成：
式中：a为系统矩阵的常数部分，容量为12×12；f (X)为非线性部分(12×1)；b为扩展矩阵(12×12)；u为输入的变量矢量(12×1)。
水轮机施加于驱动电机上的机械转矩Tmg是导叶开度GVO和转速ωg的函数，该函数由制造厂提供，由模型试验验证。输入变量矢量包含发电机和电动机的励磁电压以及水轮机产生的机械转矩。选择合适的励磁方式与励磁时间以及导叶开启规律是决定是否能成功启动而不会对机组产生过大应力的唯一因素。
3研究实例
特撒罗斯水电站位于希腊北部的内斯特斯河上，装有3台相同的12MVA立式可逆式混流机组，净水头为92～157m，转速214r/min。投运初期，由于轴向负荷过大导致了机组推力轴承损坏，后采用了聚四氟乙烯涂层的新轴承更换。特撒罗斯水电站通常在晚上以一台机组启动另外一台或多台机组作抽水运作。在水轮机制造商进行的模型试验中，模型转速采用115r/s，基准半径为0.465 82m，净水头30m。转矩－转速特性由四象限特性测量确定，如图2所示，导叶开度也作为一个参数，无量纲转矩数ξ和圆周速度系数ku由下式得出：
式中：Tmg为电机G的转轮产生的转矩；R1e为基准半径；ρ为水的密度；g为重力加速度；H为净水头；ωg为角速度。
模型的转矩－转速特性曲线可以很容易地转换并运用于真机。一个三次多项式可用于大致描绘出该特性曲线(系数随GVO变化而变化)：
式中：ai是GVO的函数。
发电机和电动机的制动功率通过现场变频试验以及推力和导轴承损失、风损、铁心、定子和杂散损失等推算得出。与转速有关的个别分量遵循IEC41/1991规程，因此，最终的制动功率可用方程式表述：
式中：ω是角速度与其标称值之比。第1个与转速有关的项是推力轴承损失；第2项是上、下导轴承损失；第3项是风阻损失，与电压有关的项是铁心损失，与电流有关的项是杂散和铜损；发电机组制动转矩必定包括一个附加项，以模拟其从零转速启动的阻力，从实时现场测量结果可以得出这样的结论，发电机G的启动需要一个0.172pu的起步转矩，该项被认为会随转速上升而急剧减小；考虑到电动机，方程式(7)还应包括另外一项，用以表示水泵在无水状态下旋转的功率损失。与转轮有关的该反向转矩Tres,m随转速平方呈线性变化，现场测量到了其在标称转速时的值为0.044 1pu，而在同步调相运行方式下零转速时实时测量的值为0.016 5pu。如图3所示。
图4和图5分别是转速上升和端电压升高模拟结果与时间的关系并与现场实际测量结果进行了对比。
很明显，偏差极小，小于5％。偏差是由电气参数以及转矩－转速特性的不确定度引起的。从发电机组导叶开始打开算起整个过程历时约90s。
图6表示传输给电动机的功率的变化。除50～70s范围外，模拟和实测结果比较一致。在这段时间内励磁电流从2.02重新调至1.8pu，但在模拟中未对AVRs瞬变进行全面的模拟。
变频启动的优点是启动过程非常平稳，转子上不会出现过量的热应力。当励磁电流比要求的最小励磁电流高出50％时，转子阻尼回路的能量消耗最低。
4物理现象分析
启动过程可细分为两个阶段，二者分别有各自不同的规律。
4.1第一阶段
第一阶段从驱动机组的导叶开始打开直至两机组几乎已经相互同步时为止。必须注意的是，驱动电机本身在最初的时候并没有开始运转，只有当其转轮的机械转矩Tmg大于起步转矩时才开始启动。为使电动机开始运转，其电转矩Telm必须大于反向转矩：
式中：Tres.m为电动机机组在零转速时的反身转矩。(8)式在某一发电机转速ωg时得到满足，此时传递给电动机的电转矩足够大，图7就是该转矩与发电机转速的相对曲线：很明显，Telm在前半个周期内加速上升，而在后半个周期内刚好相反。这种现象在电动机的整个静止状态时间内一直持续不变，但当其频率随电动机的转差频率升高而升高时，脉冲转矩的幅值增大；这种现象会持续下去直至两机经过几个振荡循环达到同步为止。就在这个异步阶段，由于阻尼电流的产生，两个转子产生热应力。可将这两个惯性系统可看成一当量惯性Heq，当量转矩Teq强迫其同步：
式中：h=Hm/Hg，是电动机与发电机惯性常数之比。
两机要同步，整个时间范围内的当量转矩平均值必须减小，从而出现近似方程：
如果机组相同，这就意味着在同步的情况下，电转矩等于驱动电机机械转矩Tmg的1/ 2，而G和M的加速转矩大约等于该驱动转矩的1/2。如果驱动电机比电动机小得多，比如说h等于20，则在同步时，电转矩与驱动电机机械转矩Tmg会大致相等，而G和M的加速转矩对于启动过程加速运行来说就显得太小。
4.2第二阶段
实现同步运行(在试验中为启动以后10s)后，两机的加速运行平稳，二者的加速度相等：因此，对两机相同的情况则加速转矩也相等。可得出下面的方程式：
而下面的方程式更适用于两机不相同的情况：
可看出，同步阶段的加速转矩等于机械转矩与电动机机组阻力转矩差值的1/2。对于两机相同的情况，更适合于方程式：
这意味着，由于励磁电流的值近似于启动成功的励磁电流值，则两台机的加速度就不会受其影响，而只受水轮机的机械转矩及水泵阻力转矩影响。事实上，利用背靠背方式对特撒罗斯水电站机组启动进行的模拟表明励磁电流在1.327～2.112pu的范围内均是成功的；但还应注意的是，励磁电流较低会导致阻尼电流和热应力升高，尤其对电动机转子更是如此。
由于异步过程的时间比同步阶段短，可得出这样的结论，成功的背靠背启动过程主要取决于驱动水轮机所产生的机械转矩与水泵转动时的制动转矩之差。为了加快同步，就必须增加驱动水轮机的机械转矩，也就必须增加导叶开启速率，当然，这种速率还受到水力因素的限制；另一个办法是降低水泵机组的制动转矩，这需要对转轮室充气压水及采用高压油顶起措施。
端电压实际上与励磁电流和转速成正比
此外，知道发电机的功率在算术上与电动机的功率相等，从公式
对具有不同惯性常数的机组，更通用的公式为，
可看出：在该阶段与端电压相同的线电流分量主要取决于发电机机械转矩特性，因为它与励磁电流成反比例；对于惯性比较高的机组，很明显压水后转轮的阻力转矩的影响可以忽略不计。
考虑到在所有的实际运用中，都要求电动机作同步调相运行，其阻力矩至少相当于其额定值的5％，需要一台功率不小于该电动机额定功率1/20的驱动电机，前提是其互联电阻很小。由于所选择的驱动电机容量较小，在同步阶段，启动过程较快，升速比较困难。
5结论
介绍了一种研究可逆式水电机组的变频启动的方法，该方法的基础是开发出非线性微分方程组以表示整个系统。
将方程组的有效性与实时现场测量结果进行了验证，结果发现励磁电流的最小值约等于1.3pu，而最大值可达到最小值的两倍。成功的启动所需要的最佳励磁电流位于极限范围的上限，在那种情况下，电动机转子上的热应力较低。
驱动电机所产生的机械转矩是整个启动过程的决定性因素，而水泵的阻力转矩必须尽量的小。启动过程的优化可通过完善导叶开启过程来实现，该开启过程使驱动机械转矩在时间上的演变与允许的水力和电气极限值一样。确定开启规律时还应考虑驱动水轮机转轮的转矩－转速特性。
为了正确模拟抽水蓄能水轮发电机组背靠背启动，还必须知道两机的起步转矩，水泵阻力转矩与转速的关系，以及驱动电机的转矩－转速特性。
背靠背工程 1 灵宝背靠背换流站（我国第一个联网背靠背直流输电工程） 灵宝背靠背高压直流输电BTB-HVDC(Back To Back-High V oltage Direct Current transmission)工程是直流设备国产化的试验示范工程，从成套设计和设备制造，以及系统调试完全自主完成。 工程额定直流功率360 MW，直流额定电压为±120kV，直流额定电流为3kA，功率可双向传输。交流系统电压等级分别为华中侧220 kV、西北侧330 kV，换流站电气主接线如图1所示。220 kV交流场包括：1组电抗器、2组HP3滤波器、3组HP12/24滤波器、2组并联电容器、进线1回、换流变压器支路1回。330 kV交流场包括：1组电抗器、1组HP3滤波器、3组HP12/24滤波器、3组并联电容器、进线1回、换流变压器支路1回。换流变压器采用单相三绕组形式，单台容量均为143.6 MV A,每侧的3台换流变压器通过外部连线实现Yy12、Yd11接线，和换流阀一起构成12脉动桥。直流系统额定电压120 kV，两侧阀通过直流母线串接平波电抗器相连。 图1 灵宝换流站主接线 另外该工程在世界上首次实现了两侧换流阀分别采用光触法和电触发晶闸管阀，首次采用南瑞继保PCS9500和许继DPS2000这两套直流控制保护系统轮流进行的工作模式。
2 高岭背靠背换流站 高岭背靠背换流站实现了东北和华北两大电网之间的直流互联，工程2008年投入运行。其主要作用是相互提供调峰容量和互为备用容量。东北—华北背靠背现在规模为1500 MW，随着电网规模的扩大，远期规模为3000MW。 东北—华北背靠背工程站址选在高岭变电站，换流站与东北主网的电气联系比较薄弱。工程接线方式具有2个独立的单元，每个单元输送750 MW功率，直流电压为±125 kV，直流电流为3 000 A，选用单相三绕组变压器每台变压器容量为300 MVA。背靠背工程东北侧4回500 kV交流线路，分别为沙河营变电所2回，绥中电厂两台800MW发电机组通过2回500kV交流线路接入换流站。华北侧2回500 kV交流线路接入500 kV姜家营变电所。其输电线路模型如图2所示。 图2 高岭背靠背直流输电系统模型 3 中俄500kV直流背靠背联网跨国输电线路 中俄500kV跨国输电线路目前是中国从境外购电电压等级最高的跨国输电线路，是黑龙江电力公司及黑河地区电网继110kV布黑线（布拉戈维申斯克至黑河一次变）、220kV布爱线（布拉戈维申斯克至爱辉变）后的第3条跨国输电线路。
高压直流输电与特高压交流输电的优缺点比较 从经济方面考虑，直流输电有如下优点： (1) 线路造价低。对于架空输电线，交流用三根导线，而直流一般用两根采用大地或海水作回路时只要一根，能节省大量的线路建设费用。对于电缆，由于绝缘介质的直流强度远高于交流强度，如通常的油浸纸电缆，直流的允许工作电压约为交流的3倍，直流电缆的投资少得多。 (2) 年电能损失小。直流架空输电线只用两根，导线电阻损耗比交流输电小；没有感抗和容抗的无功损耗；没有集肤效应，导线的截面利用充分。另外，直流架空线路的“空间电荷效应”使其电晕损耗和无线电干扰都比交流线路小。 所以，直流架空输电线路在线路建设初投资和年运行费用上均较交流经济。 直流输电在技术方面有如下优点： (1) 不存在系统稳定问题，可实现电网的非同期互联，而交流电力系统中所有的同步发电机都保持同步运行。直流输电的输送容量和距离不受同步运行稳定性的限制，还可连接两个不同频率的系统，实现非同期联网，提高系统的稳定性。 (2) 限制短路电流。如用交流输电线连接两个交流系统，短路容量增大，甚至需要更换断路器或增设限流装置。然而用直流输电线路连接两个交流系统，直流系统的“定电流控制”将快速把短路电流限制在额定功率附近，短路容量不因互联而增大。 (3) 调节快速，运行可靠。直流输电通过可控硅换流器能快速调整有功功率，实现“潮流翻转”(功率流动方向的改变)，在正常时能保证稳定输出，在事故情况下，可实现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。在交直流线路并列运行时，如果交流线路发生短路，可短暂增大直流输送功率以减少发电机转子加速，提高系统的可靠性。 (4) 没有电容充电电流。直流线路稳态时无电容电流，沿线电压分布平稳，无空、轻载时交流长线受端及中部发生电压异常升高的现象，也不需要并联电抗补偿。 (5) 节省线路走廊。按同电压500 kV考虑，一条直流输电线路的走廊～40 m，一条交流线路走廊～50 m，而前者输送容量约为后者2倍，即直流传输效率约为交流2倍。 下列因素限制了直流输电的应用范围： (1) 换流装置较昂贵。这是限制直流输电应用的最主要原因。在输送相同容量时，直流线路单位长度的造价比交流低；而直流输电两端换流设备造价比交流变电站贵很多。这就引起了所谓的“等价距离”问题。 (2) 消耗无功功率多。一般每端换流站消耗无功功率约为输送功率的40%～60%，需要无功补偿。 (3) 产生谐波影响。换流器在交流和直流侧都产生谐波电压和谐波电流，使电容器和发电机过热、换流器的控制不稳定，对通信系统产生干扰。 (4) 缺乏直流开关。直流无波形过零点，灭弧比较困难。目前把换流器的控制脉冲信号闭锁，能起到部分开关功能的作用，但在多端供电式，就不能单独切断事故线路，而要切断整个线路。 (5) 不能用变压器来改变电压等级。 直流输电主要用于长距离大容量输电、交流系统之间异步互联和海底电缆送电等。与直流输电比较，现有的交流500 kV输电(经济输送容量为1 000 kW、输送距离为300～500 km)已不能满足需要，只有提高电压等级，采用特高压输电方式，才能获得较高的经济效益。
一、 1.两端直流输电系统怎样构成的，有哪些主要部分？ 主要构成：整流站，逆变站和直流输电线路三部分。 2.两端直流输电系统的类型有哪些，系统接线方式如何？ 单极系统 双极系统 背靠背系统 3.直流输电的优点是什么？ ●直流输电架空线路只需正负两极导线、杆塔结构简单、线路造价低、损耗小； ●直流电缆线路输送容量大、造价低、损耗小、不易老化、寿命长，且输送举例不受限制； ●直流输电不在交流输电的稳定问题，有利于远距离大容量送电； ●采用直流输电实现电力系统之间的非同步联网； ●直流输电输送的有功功率和换流器消耗的无功功率均可由控制系统进行控制，可以改善 交流系统的运行性能； ●在直流电的作用下，只有电阻起作用，电感电容均不起作用，可很好的利用大地这个良 好的导电体； ●直流输电可方便进行分期建设、增容扩建，有利于发挥投资效益； ●输送的有功、无功功率可以手动或自动方式进行快速控制，有利于电网的经济运行合现 代化管理。 4.直流输电的缺点是什么？ ●直流输电换流站比交流变电所的设备多、结构复杂、造价高、损害大、运行费用高、可 靠性也差； ●换流器对交流侧来说，除了负荷（在整流站）或电源（在逆变站）是一个谐波电流源以 外，还是一个谐波电流源，会畸变交流电流波形，需装设交流滤波器；换流器对至直流侧来说，除了是电源（在整流站）或负荷（在逆变站）以外，它还是一个谐波电压源，它会畸变电压波形，在直流侧需装设平波电抗器合直流滤波器； ●晶闸管换流器在就进行换流时需消耗大量的无功功率，在换流站需装设无功补偿设备； ●直流输电利用大地（海水）为回路而带来一些技术问题； ●直流断路器没有电流过零可以利用，灭弧问题难以解决。 5.直流输电的应用有哪些？ ●远距离大容量输电 ●电力系统联网 ●直流电缆送电 ●现有交流输电线路的增容改造 ●轻型直流输电 6.直流输电的工程目前有哪些？其输送距离、输送电压等级、输送容量各为多少？两端换流站各为哪里？ 舟山直流输电工程输送距离54km，输送电压等级±100kv，输送容量为100MW，整流站在浙江省宁波附近的大碶镇，逆变站在舟山本岛的鳌头浦； 葛洲坝——南桥直流输电工程，距离1045km，电压等级±500kv，容量1200MW，整流站在葛洲坝水电站附近的葛洲坝换流站，逆变站在上海南桥换流站； 天生桥——广州直流输电工程，距离960km，电压等级±500kv，容量1800MW，整流站在天生桥水电站附近的马窝换流站，逆变站在广州的北郊换流站； 嵊泗直流输电工程，距离66.2km，电压等级±50kv，容量6MW，可以双向送电，整流站在
直流输电系统的特点 与交流输电相比,直流输电具有非同步联络能力、无稳态电容电流、线路输送容量大、网损小、功率容易控制等优点[2]。目前,直流输电因其技术和经济上的独特优势,在远距离大容量输电和大区联网两方面已得到了十分广泛的应用。直流输电系统的换流器是由电子开关器件构成的,具有短时的过负荷能力,其输出变量(直流电压和电流)可以快速调节,因而可以通过快速改变直流输电系统传输功率的设定值,来改善交流系统的动态性能。作为电力系统动态调节的手段,直流输电系统最重要和最常用的功能是阻尼低频振荡I3,礴】和提高电力系统的暂态稳定性15-7〕。直流系统的传输容量通常很大,与大型发电厂相当,若能加以适当的控制,它可对交流系统的暂态稳定提供有力的支持。因此,若假定未受扰动的交流端能够提供所需的直流功率改变,则直流系统可提供给受扰动端很大的功率支持。扰动端很大的功率支持。 尽管如此,直流输电系统也有自己的一些弱点。例如,作为一种频率不敏感负荷,相应于交流系统中的某一扰动,直流系统本身并不为发电机提供同步功率,相反,它还会对发电机提供负的阻尼转矩;又如,当交流电压下降时,以定熄弧角工作的逆变器的功率因数会下降,继而引起交流电压的下降,并有可能导致交流系统发生电压失稳;另外,为换流器提供无功补偿的电容器和滤波器也会对交流电压的恢复产生不利影响。交直流输电系统中交直流间的相互作用十分复杂,当交流系统较弱或交流系统负荷较重时,系统的运行便可能产生一系列问题,如逆变器发生换相失败、直流系统在扰动后难以快速恢复、产生交流过电压,还可能引起谐波不稳定等问题18-1“]。此外,直流输电系统对交流系统中发生的故障相当敏感,当逆变站交流母线电压下降10%一15%时就将不可避免地导致逆变器换相失败,这意味着直流系统功率输送的短时中断,因此要求这时的直流系统能快速进行自我恢复以缓解交流系统内功率的不平衡。当多条直流输电线路落点于同一交流系统时,便形成了多馈入直流输电系统(multi-谊比eddirectcurrent,缩写为NnDC)[,’〕。与单馈入直流输电系统相比,MD〕C具有更大的输送容量和更为灵活的运行方式,但同时也带来了一些特殊问题。比如,如何才能更好地对多个直流输电子系统进行调制,以改善交流系统的暂态性能;各直流输电子系统逆变站间的电气距离为多少时,才不至于引起多个换流器同时发生换相失败;如果各直流输电子系统馈入到交流系统的总功率较大,是否会引起电压失稳;不同直流输电子系统间的恢复控制是否需要协调,等等[ll]。总之,当2个或多个换流站交流母线间的电气联系较强时,交直流系统之间、直流与直流系统之间的相互作用很强,某些不良的相互作用可能会导致系统整体性能的下降,甚至威胁到系统的安全稳定运行。夸1.1.2直流输电技术在我国的应用现状目前,直流输电技术在我国已得到了较广泛的应用,如80年代末投产的葛洲坝至上海南桥的直流输电工程和2000年投运的广西天生桥至广东的直流输电工程,此外,还有于1988年投运的完全采用我国自己技术研制生产的舟山直流输电工程等。随着三峡电力系统的建成,又将有2条直流线路落点于华东电网,加上原有的葛洲坝一南桥直流线路,一个多馈入交直流电力系统的格局将在华东和华中电网中形成。在南方电网中,到2004年和2005年,三峡至广东和贵州安顺至广东的两条直流输电线路也将投入运行,这样,将会有两条嵌于同步网中的直流输电线路和一条嵌于异步网中的直流输电线路同时落点于广东电网,该情形在世界上也属罕见。与此同时,直流输电技术的广泛应用也将带来 直流输电系统的特点 与交流输电相比,直流输电具有非同步联络能力、无稳态电容电流、线路输送容量大、网损小、功率容易控制等优点[2]。目前,直流输电因其技术和经济上的独特优势,在远距离大容量输电和大区联网两方面已得到了十分广泛的应用。直流输电系统的换流器是由电子开关器件构成的,具有短时的过负荷能力,其输出变量(直流电压和电流)可以快速调节,因而可以通过快速改变直流输电系统传输功率的设定值,来改善交流系统的动态性能。作为电力系统动态
±800KV特高压直流输电系统全电压启动过电压研究 黄源辉，王钢，李海锋，汪隆君 （华南理工大学电力学院，广东广州510640） 摘要：全电压启动过电压是直流输电中直流侧最严重的过电压情况。本文以PSCAD/EMTDC为工具，以正在建设的云广±800kV特高压直流输电系统参数为依据，建立全电压启动过电压仿真计算模型。对各种全电压启动情况进行了仿真计算，讨论了各种因素对全电压启动的影响，并与±500KV HVDC系统的全电压启动过电压作了比较，获得了一些具有实用价值的结论。 关键词：±800KV；特高压直流输电；全电压启动；过电压 0引言 为满足未来持续增长的电力需求，实现更大范围的资源优化配置，中国南方电网公司和国家电网公司提出了加快建设特高压电网的战略方针[1]。随着输电系统电压等级的升高，绝缘费用在整个系统建设投资中所占比重越来越大。对于±800KV特高压直流输电系统，确定直流线路和换流站设备的绝缘水平成为建设时遇到的基本问题之一。在种类繁多的直流系统内部过电压中，全电压误启动多因为的过电压是其中最严重和最重要的一种。它的幅值最大，造成的危害最大，在选择直流设备绝缘水平和制订过电压保护方案时往往以此为条件[2]。因此，对特高压直流系统的全电压启动过电压进行研究和分析具有很大的实际意义。 为降低启动过程的过电压及减小启动时对两端交流系统的冲击，直流输电的正常启动应严格按照一定的顺序进行[3]。正常情况下，在回路完好、交直流开关设备全部投入且交流滤波器投入适量等条件满足后（α≥90°），先解锁逆变器，后解锁整流器，按照逆变侧定电压调节或定息弧角调节规律的要求，由调节器逐步升高直流电压至额定值，即所谓的“软启动”。然而由于某些原因（如控制系统异常），两端解锁过程紊乱，逆变侧换流器尚未解锁而整流侧却全部解锁，此时若以较小的触发角启动，全电压突然对直流线路充电，由此直流侧会产生非常严重的过电压。 1云广直流系统简介 南方电网正在建设的云南-广东特高压直流系统双极输送功率5000MW，电压等级为±800kV，直流线路长度约1438km，导线截面为6×630mm2，两极线路同杆并架。送端楚雄换流站通过2回500kV 线路与云南主网的昆西北变电站相连，西部的小湾水电站（装机容量4200MW，计划2009年9月首台机组投产，2011年全部建成）和西北部的金安桥水电站（总装机2400MW，计划2009年12月首台机组投产，2011年全部建成）均以2回500kV线路接入楚雄换流站。受端穗东换流站位于广东省增城东部，500kV交流出线6回，分别以2回500kV线路接入增城、横沥和水乡站[4]。楚雄换流站接入系统如图1所示。 图1 楚雄换流站接入系统 云南-广东特高压直流系统交流母线额定电压为525kV，整流侧无功补偿总容量为3000MV Ar，逆变侧无功补偿总容量为3040MV Ar。平波电抗器电感值为300mH，平波电抗器按极母线和中性母线平衡布置，各为150mH。直流滤波器采用12/24双调谐方式。避雷器使用金属氧化物模型。每极换流单元采用2个12脉动换流器串联组成。 2云广直流系统模型 本文以PSCAD/EMTDC为工具，以南方电网建设中的云南-广东±800kV特高压直流系统参数为依据，建立了全电压启动过电压仿真计算模型。换流站内的单极配置如图1所示。
柔性直流输电 一、常规直流输电技术 1. 常规直流输电系统换流站的主要设备。常规直流输电系统换流站的主要设备一般包括：三相桥式电路、整流变压器、交流滤波器、直流平波电抗器和控制保护以及辅助系统(水冷系统、站用电系统)等。 2. 常规直流输电技术的优点。 1）直流输送容量大，输送的电压高，最高已达到800kV，输送的电流大，最大电流已达到4 500A；所用单个晶闸管的耐受电压高，电流大。 2）光触发晶闸管直流输电，抗干扰性好。大电网之间通过直流输电互联（背靠背方式），换流阀损耗较小，输电运行的稳定性和可靠性高。 3）常规直流输电技术可将环流器进行闭锁，以消除直流侧电流故障。 3. 常规直流电路技术的缺点。常规直流输电由于采用大功率晶闸管，主要有如下缺点。 1）只能工作在有源逆变状态，不能接入无源系统。 2）对交流系统的强度较为敏感，一旦交流系统发生干扰，容易换相失败。 3）无功消耗大。输出电压、输出电流谐波含量高，需要安装滤波装置来消除谐波。 二、柔性直流输电技术
1. 柔性直流输电系统换流站的主要设备。柔性直流输电系统换流站的主要设备一般包括：电压源换流器、相电抗器、联结变压器、交流滤波器和控制保护以及辅助系统(水冷系统、站用系统)等。 2. 柔性直流输电技术的优点。柔性直流输电是在常规直流输电的基础上发展起来的，因此传统的直流输电技术具有的优点，柔性输电大都具有。此外，柔性输电还具有一些自身的优点。 1）潮流反转方便快捷，现有交流系统的输电能力强，交流电网的功角稳定性高。保持电压恒定，可调节有功潮流；保持有功不变，可调节无功功率。 2）事故后可快速恢复供电和黑启动，可以向无源电网供电，受端系统可以是无源网络，不需要滤波器开关。功率变化时，滤波器不需要提供无功功率。 3）设计具有紧凑化、模块化的特点，易于移动、安装、调试和维护，易于扩展和实现多端直流输电等优点。 4）采用双极运行，不需要接地极，没有注入地下的电流。 3. 柔性直流输电技术的缺点。系统损耗大（开关损耗较大），不能控制直流侧故障时的故障电流。在直流侧发生故障的情况下，由于柔性直流输电系统中的换流器中存在不可控的二极管通路，因此柔性直流输电系统不能闭锁直流侧短路故障时的故障电流，在故障发生后只能通过断开交流侧断路器来切除故障。可以使用的最佳解决方式是通过使用直流电缆来提高系统的可靠性和可用率。 三、常规直流输电技术和柔性直流输电技术的对比
交、直流输电的优缺点 直流输电的优势 直流输电的再次兴起并迅速发展，说明它在输电技术领域中确有交流输电不可替代的优势。尤其在下述情况下应用更具优势： （1）远距离大功率输电。直流输电不受同步运行稳定性问题的制约，对保证两端交流电网的稳定运行起了很大作用。 （2）海底电缆送电是直流输电的主要用途之 一。"输送相同的功率，直流电缆不仅费用比交流省，而且由于交流电缆存在较大的电容电流，海底电缆长度超过40km时，采用直流输电无论是经济上还是技术上都较为合理。 （3）利用直流输电可实现国内区网或国际间的非同步互联，把大系统分割为几个既可获得联网效益，又可相对独立的交流系统，避免了总容量过大的交流电力系统所带来的问题。 （4）交流电力系统互联或配电网增容时，直流输电可以作为限制短路电流的措施。这是由于它的控制系统具有调节快、控制性能好的特点，可以有效地限制短路电流，使其基本保持稳定。 （5）向用电密集的大城市供电，在供电距离达到一定程度时，用高压直流电缆更为经济，同时直流输电方式还可以作为限制城市供电电网短路电流增大的措施。 4直流输电与交流输电的技术比较 4．1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的稳定性问题，其输送能量与距离不受同步运行稳定性的限制； （2）用直流输电联网，便于分区调度管理，有利于在故障时交流系统间的快速紧急支援和限制事故扩大；
（3）直流输电控制系统响应快速、调节精确、操作方便、能实现多目标控制； （4）直流输电线路沿线电压分布平稳，没有电容电流，不需并联电抗补偿； （5）两端直流输电便于分级分期建设及增容扩建，有利于及早发挥效益。 4．2直流输电的缺点 （1）换流器在工作时需要消耗较多的无功功率； （2）可控硅元件的过载能量较低； （3）直流输电在以大地或海水作回流电路时，对沿途地面地下或海水中的金属设施造成腐蚀，同时还会对通信和航海带来干扰； （4）直流电流不像交流电流那样有电流波形的过零点，因此灭弧比较困难。 5直流输电与交流输电的经济比较 （1）直流架空线路投资省。直流输电一般采用双极中性点接地方式，直流线路仅需两根导线，三相交流线路则需三根导线，但两者输送的功率几乎相等，因此可减轻杆塔的荷 重，减少线路走廊的宽度和占地面积。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三分之 二。" （2）直流电缆线路的投资少。相同的电缆绝缘用于直流时其允许工作电压比用于交流时高两倍，所以在电压相同时，直流电缆的造价远低于交流电缆。 （3）换流站比变电站投资大。换流站的设备比交流变电站复杂，它除了必须有换流变压器外，还要有目前价格比较昂贵的可控硅换流器，以及换流器的其它附属设备，因此换流站的投资高于同等容量和相应电压的交流变电站。
背靠背直流输电系统 背靠背直流输电系统（back to back DC transmission system）是输电线路长度为零的直流输电系统。这种类型的直流输电主要用于两个非同步运行（不同频率或相同频率但非同步）的交流电力系统之间的联网或送电，也称为非同步联络站。背靠背直流输电的整流站设备和逆变站设备通常装在一个换流站内，也称为背靠背换流站。在背靠背换流站内，整流器和逆变器的直流侧通过平波电抗器相连，构成直流侧的闭环回路；而其交流侧则分别与联接电网的连接点相连，从而形成两个电力系统的非同步联网。被联电网之间交换功率的大小和方向均由控制系统快速方便地进行控制。为了降低换流站产生的谐波，通常选择12脉动换流器作为基本换流单元。 系统的特点 ①背靠背直流输电的直流侧可以选择低电压大电流（因无直流输电线路，直 流侧的损耗较小），可充分利用大截面晶闸管的电流值，同时与直流电压有关的设备（如换流变压器，换流阀，平波电抗器等）绝缘也相应较低，从而使这些设备的造价明显降低。②由于整流器和逆变器均装设在一个阀厅内，直流侧谐波可全部控制在阀厅内，而不会产生对通信的干扰，从而可降低直流侧滤波的要求。 通常可省去直流滤波器，同时平波电抗器值也可选择的较小。③利用背靠背直流输电系统，除可方便快速地调节有功功率以外，还可比利用远距离直流输电更加方便地进行无功功率的调节，从而更有利于改善被联交流电网的电压稳定性。 因此，背靠背直流输电的造价低，设备制造难度小，运行的灵活性好，是进行非同步联网的最佳选择。 系统的现状 背靠背直流输电工程近期的发展较快，到1998年世界上已有24项背靠背直流输电工程投入运行，在美国、加拿大、日本、印度、俄罗斯，西欧地区等均有应用。灵宝工程是我国建设的第一个背靠背直流工程，用于华中电网和西北电网联接，额定容量为360MW，额定直流电压120kV，额定直流电流3000A，所有设备完全自主设计制造。高岭背靠背换流站实现了东北和华北两大电网之间的直流互联，工程2008年投入运行。其主要作用是相互提供调峰容量和互为备用容量。 东北—华北背靠背现在规模为1500 MW，随着电网规模的扩大，远期规模为3000MW。 中俄500kV跨国输电线路目前是中国从境外购电电压等级最高的跨国输电线路，是黑龙江电力公司及黑河地区电网继110kV布黑线（布拉戈维申斯克至黑河一次变）、220kV布爱线（布拉戈维申斯克至爱辉变）后的第3条跨国输电线路。中俄500kV跨国输电线路黑龙江大跨越工程，从俄罗斯侧1号塔至中国侧4号塔止，档距分别为501m、1276m和568m，全部采用耐张杆塔设计。跨江塔为俄方2号
快乐气球运 五年级组活动方案 活动目的： 通过综合性活动，使学生在积极的参与中体验合作与交往的快乐，进一步感悟孩子教育的观念，加强与孩子的沟通，融洽与孩子的关系，更好地引导孩子健康成长。引导同学们积极参与形式多样、内容丰富的活动，在少年儿童中发掘、推广健康、文明、有益的以“团队合作”为主要内容的拓展游戏活动，让他们在游戏中获得快乐的体验，创新的乐趣，进而增强合作互助的团队观念，养成良好的生活习惯，促进其和谐、全面发展。 活动主题：快乐气球接力赛 活动口号：“快乐游戏，团结合作，时尚生活”“我自信我参与我积极 活动时间：2009年10月30日（下雨推迟） 活动地点：雁山植物园 活动对象:五年级全体师生。 活动准备：学生每人自备2个气球、秒表、绳子 活动项目： 一、快乐气球 游戏规则： 1、各班派7对选手（14人），两个人背对夹球，横向前进。运球至终点，绕过椅子回到起点,下对选手接力。最先回到起点的队伍胜出。 2、在跑动过程中气球不能落地, 不能用手触摸气球, 不能挤爆气球.中途球落地返回起点。如果气球爆炸返回起点，重新夹球继续前进。 二、齐心合力运气球 游戏规则: 1.每班派7对选手（14人）. 两人背靠背, 手挽手, 夹着气球, 预备令起, 运球至终点。中途设置了障碍，选手必须团结合作，共同穿越障碍至终点，再从终点处穿过障碍回到起点，最先回到起点的队伍胜出。
2. 要求同上。 3、行进过程中，2个选手要共同进退，不得分离。 三、团结合作乐气球 游戏规则： 1、每班派出7对选手（14人），其中任意7人与相邻的班级互换组成参赛选手，手手相联，背背相对，团结合作运球，方法同上。最先回到起点的队伍胜出，加入其它班级的选手就代表该班级。 2. 要求同上。 注意事项： 1、活动前各班分好组，准备好气球。 2、活动要注意安全，不能嬉笑打闹，要避免发生扭伤、碰伤等危险。 3、各班组织好纪律，设计活动口号。 4、要求全体学生发扬体育精神，友谊第一，比赛第二。 5、各班发扬团结合作精神，不得有私心，不得破坏安定团结。
直流输电系统可靠性统计填报 及指标计算的规定（试行） 第一章总则 第一条根据《直流输电系统可靠性评价规程》(DL/T989-2005)，制定本管理规定。 第二条本管理规定对《直流输电系统可靠性评价规程》(以下简称《规程》)的有关条款作了详细解释，对执行《规程》的一些要求作了明确规定，补充制定了特高压直流输电系统、背靠背直流输电系统的可靠性统计评价的具体办法。 第三条本规定自2012年1月1日起执行，适用于我国境内的所有直流输电系统可靠性统计、分析、评价工作。 第二章《规程》中有关术语和定义的解释及补充第四条直流输电系统可靠性统计对象是指《规程》定义的统计范围内的直流输电系统的元件设备或者元件设备的组合。例如单个系统、单个换流站、单极、一个单元、一个阀组等可以作为统计对象，多个系统、多个换流站、多个单元、多个阀组等也可以作为统计对象。 第五条第2.1条对于直流输电系统统计对象的使用状态，定义新（改、扩）建直流输电系统或系统的一部分自正式商业投运之日起，作为可靠性的统计对象，即进入使用状态，直流输电系统在改、扩建期间不计入使用状态（不参加可靠性统计与指标计
算，这里的改扩建指对直流输电系统原有设施、工艺条件进行大规模改造或扩充性建设）。若改（扩）建后直流输电系统基本参数发生变化，需要修改直流系统注册信息，“投运日期”相应改为改、扩建后投运之日，改、扩建时间和前后参数变化在“系统信息”中备注清楚。 第六条第2.1.2.3条双极停运，定义对于双极系统中系统两个极在同一时间由同一原因引起的停运。只有一极的系统不适用此类状态。双极停运可分为双极计划停运、双极强迫停运、双极备用停运。 第七条对于单极停运，定义为双极系统中其中一极的单独停运，两个极由不同原因引起的重叠停运或者由于之前的故障导致另外一极停运的情况计为两个单极停运，单极具有多个阀组的直流输电系统同一级的阀组由相同的原因引起的同时停运计为单极停运。单极停运可分为单极计划停运、单极强迫停运、单极备用停运。 第八条对于阀组停运，定义为单极具有多个阀组的直流输电系统单个阀组的单独停运，多个阀组由不同原因引起的重叠停运或者由于之前的故障导致其它阀组停运的情况计为多个单独的阀组停运。由单阀组构成单极的系统不适用此类状态。阀组停运可分为阀组计划停运、阀组强迫停运、阀组备用停运。 第九条对于全部单元停运，定义为背靠背系统全部单元在同一时间由同一原因引起的停运。只有一个单元或多个单元间在直流系统控制上没有联系的背靠背直流输电系统不适用此类状态。全部单元停运可分为全部单元计划停运、全部单元强迫停运、全
三大特高压直流输电线路背景资料 一、特高压直流线路基本情况 ±800kV复奉直流线路四川段起于复龙换流站，止于377#塔位，投运时间2009年12月，长度187.275km，铁塔378基，途径四川省宜宾市宜宾县、高县、长宁县、翠屏区、江安县、泸州市纳溪区、江阳区、合江县共8个区县，在合江县出境进入重庆境内。线路全部处于公司供区，途径地市公司供电所35个。接地极线路79公里，铁塔189基。±800kV 复奉线输送容量6400MW。 ±800kV锦苏直流线路四川段起于锦屏换流站，止于987#塔位，投运时间2012年12月，长度484.034km，铁塔988基，自复龙换流站起与复奉线同一通道走线，途径四川省凉山州西昌市、普格县、昭觉县、美姑县、雷波县、云南省昭通市绥江县、水富县、宜宾市屏山县、宜宾县、高县、长宁县、翠屏区、江安县、泸州市纳溪区、江阳区、合江县共16个区县，在合江县出境进入重庆境内。线路处于公司供区长度268.297公里、铁塔563基，途径地市公司供电所44个；另有0036#-0344#、0474#-0493#区段（长度153.268公里、铁塔320基）处于地方电力供区，0494#-0598#区段（长度62.469公里、铁塔105基）处于南方电网供区。接地极线路74公里，铁塔207基。±800kV锦苏线输送容量7200MW。
±800kV宾金直流线路工程四川段起于宜宾换流站，止于365#塔位，试运行时间2014年03月，长度182.703km，铁塔366基，途径四川省宜宾市宜宾县、珙县、兴文县、泸州市叙永县、古蔺县共5个区县，在古蔺县出境进入贵州境内。线路全部处于公司供区，途径地市公司供电所22个。接地极线路101公里，铁塔292基。±800kV宾金线输送容量8000MW。 线路名称线路长度 （km） 杆塔数量投运时间 途径区县数 量 途径属地公 司供电所 ±800kV 复奉直流 187.275 378 2009.12 8 35 复龙换流站 接地极线路 79.106 189 ±800kV 锦苏直流 484.034 988 2012.12 16 44 锦屏换流站 接地极线路 74.147 207 ±800kV 宾金直流 182.703 366 2014.03（试 运行）5 22 宜宾换流站 接地极线路 101.174 292
直流输电系统基本调节论文 1.1直流输电系统可以从如下两个方面调节输送的直流电 和直流功率： 1)调节整流器的触发滞后角或逆变器的触发超前角，即调节加到换流阀控制极或栅极的触发脉冲的相位，简称控制极调节。 2)调节换流器的交流电势，一般靠改变换流变压器的分接头来实现。 用控制极进行调节，不但调节范围大，而且非常迅速，是直流输电系统的主要调节手段。调节换流变压器分接头则速度缓慢且范围有限，所以只作为控制极调节的补充。 1.2控制极调节方式 控制极调节通常采用两种调节方式：整流侧均采用定电流调节方式，逆变侧常采用定关断余裕角调节或定电压(直流)调节方式之一。 1)定电流定关断余裕角调节 一般在整流器上都装有定电流调节装置，自动地保持电流为定值。定电流调节不但可以改善直流输电的运行性能。同时也可以限制过电流和防止换流器过载，所以它是直流输电系统基本的调节方式。定电流调节的基本原理是把系统实际电流和电流整定值进行比较，当出现差别时，便改变整流器的触发角，使差值消失或减少，以保持等于或接近于。图3.2(a)表明它的工作原理和稳态特性。设原运行点为A，整流器触发角，直流电流为。若由于某种原因逆变侧交流电压从下降到，而整流器又无自动调节时，则新的运行点将移到B’’’’点，电流大于。当装有电流调节器时，则在它的作用下，。角迅速地增大到，使工作点从A 移向B，最后稳定在B点，电流便恢复到Ida。同理，逆变侧的电压升高或整流侧的交流电压波动时，也能保持等于。可见在电流调节器的作用下，运行点将在垂直线AB上移动。直线AB即整流器定电流调节器的伏安特性，称为定电流特性。定电流特性有一定的范围，当逆变侧交流电压上升或整流侧交流电压下降超过某一定值时，即使电流调节器将角减少到上限值，电流也不能恢复正常，因而整流器被限制在=特性上运行。这时系统运行在定特性和定特性的交点上(C点)，这时即使成稳定运行，也容易引起电流大幅度波动，为了保证逆变器的安全运行，减
游乐园活动策划技术指导文件 一、活动主题：同欢乐、共游园 二、活动意义： “弘扬中国传统中秋文化，举办一次具有校园特色的游园会”——本次活动作为新学期开学面向全体新生的第一个大型活动，为了展现我校大学生积极向上、生气活泼的精神风貌，丰富广大学生的业余文化生活，增强广大学子的团队合作精神和同学间的凝聚力，也为了提高我系的综合素质，展现系部的风采与活力。 三、活动地点：号教学楼 四、活动进度：待定 五、参与人员：旅游系学生 六、活动内容: 1、主持人开场 2、游园活动：每个部负责一个摊位，每个摊位负责两个游戏项目，顺利通过游戏的参与者可获一张奖劵，根据奖劵的数量兑换不同的奖品。 七、游戏项目及规则： 1、夹气球跑：两人一组，一男一女背靠背夹住一只气球在起点向终点跑，终点还要放一个椅子，到了终点两人一组，一男一女背靠背夹住一只气球在起点向终点跑，终点还要放一个椅子，到了终点要把气球放到椅子上然后坐爆，再返回起
点继续夹气球。如果在跑动时气球落地，两人要从起点重新出发。在同样进度内哪组爆破的气球最多哪组胜出。一般爆破气球的任务都是先生完成，女士此时要尽快返回起点准备好气球，在跑动时，两人双臂最好能挽在一起，始终夹住气球。要把气球放到椅子上然后坐爆，再返回起点继续夹气球。如果在跑动时气球落地，两人要从起点重新出发。在同样进度内哪组爆破的气球最多哪组胜出。一般爆破气球的任务都是先生完成，女士此时要尽快返回起点准备好气球，在跑动时，两人双臂最好能挽在一起，始终夹住气球。获胜者可得两张奖券。 道具：气球一包、椅子两张 2、察言观色：六我一组，分成两小队，每队三我，三我喝水，其中有一杯白开水中加入了白醋，另外三我根据三我的表情来猜出哪个同学喝到掺了白醋的白开水，猜对的同学就能得到一张奖券。然后，两个小队调换角色！喝过水的同学来猜，猜过了的就表演喝水！获胜者可得一张胜券。 道具：白醋一瓶、个玻璃杯、一张桌子 3、呼啦圈大挑战：在一分钟内，摇呼啦圈不掉下得票。摇一个呼拉圈得张票，摇二个呼拉圈得张奖劵，摇三个呼拉圈得张奖劵。 道具：乌拉圈个。 4、最佳搭档：两人一组，一人蒙住眼睛，原地转三圈，然后在另一人的指导下越过障碍到达终点，指导者只能发出指令，不能接触搭档，蒙眼者在行进的过程中不能触碰到障碍物。违者出局。获胜者可得一张奖劵。 道具：焟烛根、打火机一个，课桌三张 5、吹焟烛：点起五根焟烛，在一定距离前划一个倒八字，学生并须两脚按八字的距离张开，并能吹熄前方五根焟烛的可得一张奖券。
《高压直流输电技术》思考题及答案 一.高压直流输电发展三个阶段的特点？ 答：1 1954年以前——试验阶段； 参数低；采用低参数汞弧阀；发展速度慢。 2 1954年~1972年——发展阶段； 技术提高很大；直流输电具有多方面的目的（如水下传输；系统互联；远距离、大容量传输）。 3 1972年~现在——大力发展阶段； 采用可控硅阀；几乎全是超高压；单回线路的输电能力比前一阶段有了很大的增加；发展速度快。 二.高压直流输电的基本原理是什么？ 答：直流输电线路的基本原理图见图1.3所示。从交流系统 向系统 输电能时，换流站CS1把送 端系统送来的三相交流电流换成直流电流，通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交流电流 三.高压直流输电如何分类？ 答：分两大类： 1 单极线路方式； A.单极线路方式； 采用一根导线或电缆线，以大地或海水作为返回线路组成的直流输电系统。 B.单极两线制线路方式； 将返回线路用一根导线代替的单极线路方式。 2 双极线路方式； A. 双极两线中性点两端接地方式； B. 双极两线中性点单端接地方式； C. 双极中性点线方式； D. “背靠背”（back- to- back）换流方式。 四.高压直流输电的优缺点有哪些？ 答：优点：1 输送相同功率时，线路造价低； 2 线路有功损耗小； 3 适宜海下输电； 4 没有系统的稳定问题； 5 能限制系统的短路电流； 6 调节速度快，运行可靠 缺点：1 换流站的设备较昂贵； 2 换流装置要消耗大量的无功； 3 换流装置是一个谐波源，在运行中要产生谐波，影响系统运行，所以需在直流系统的交流侧和直 流侧分别装设交流滤波器和直流滤波器，从而使直流输电的投资增大； 4换流装置几乎没有过载能力，所以对直流系统的运行不利。 5 由于目前高压直流断路器还处于研制阶段，所以阻碍了多端直流系统的发展。 6 以大地作为回路的直流系统，运行时会对沿途的金属构件和管道有腐蚀作用；以海水作为回路时， 会对航海导航仪产生影响。 五.为什么输送相同功率时，直流输电线路比交流输电线路造价低？ 答：因为（1）对于架空线路，交流输电通常采用了三根导线而直流只需一根或二根导线，在输送
背靠背直流工程 背靠背工程 1 灵宝背靠背换流站（我国第一个联网背靠背直流输电工程） 灵宝背靠背高压直流输电BTB-HVDC(Back To Back-High V oltage Direct Current transmission)工程是直流设备国产化的试验示范工程，从成套设计和设备制造，以及系 统调试完全自主完成。 工程额定直流功率360 MW ，直流额定电压为±120kV ，直流额定电流为3kA ，功率 可双向传输。交流系统电压等级分别为华中侧220 kV、西北侧330 kV，换流站电气主接 线如图1所示。220 kV交流场包括：1组电抗器、2组HP3滤波器、3组HP12/24滤波器、2组并联电容器、进线1回、换流变压器支路1回。330 kV交流场包括：1组电抗器、1 组HP3滤波器、3组HP12/24滤波器、3组并联电容器、进线1回、换流变压器支路1回。换流变压器采用单相三绕组形式，单台容量均为143.6 MVA, 每侧的3台换流变压器通过 外部连线实现Yy12、Yd11接线，和换流阀一起构成12脉动桥。直流系统额定电压120 kV，两侧阀通过直流母线串接平波电抗器相连。 图1 灵宝换流站主接线 另外该工程在世界上首次实现了两侧换流阀分别采用光触法和电触发晶闸管阀，首次 采用南瑞继保PCS9500和许继DPS2000这两套直流控制保护系统轮流进行的工作模式。 2 高岭背靠背换流站 高岭背靠背换流站实现了东北和华北两大电网之间的直流互联，工程2019年投入运行。其主要作用是相互提供调峰容量和互为备用容量。东北—华北背靠背现在规模为1500 MW，随着电网规模的扩大，远期规模为3000MW 。 东北—华北背靠背工程站址选在高岭变电站，换流站与东北主网的电气联系比较薄弱。工程接线方式具有2个独立的单元，每个单元输送750 MW功率，直流电压为±125 kV， 直流电流为3 000 A，选用单相三绕组变压器每台变压器容量为300 MVA。背靠背工程东 北侧4回500 kV交流线路，分别为沙河营变电所2回，绥中电厂两台800MW 发电机组通 过2回500kV 交流线路接入换流站。华北侧2回500 kV交流线路接入500 kV姜家营变电所。其输电线路模型如图2 所示。 图2 高岭背靠背直流输电系统模型 3 中俄500kV 直流背靠背联网跨国输电线路
Changsha University of Science & T echnology Reader’s Association 中 外 文 化 交 流 晚会
Changsha University of Science & T echnology Reader’s Association 策划书 长沙理工大学图书馆 读者协会 一、活动宗旨 为了更好地繁荣校园文化、丰富同学的语言学习、推动读者协会的健康发展、促进校园精神文明建设。这次活动的主题是文化交流，使更多的人了解外语，了解外国文化，丰富我校同学的校园生活，为我校开展一个属于自己的并且在校内外有一定影响力的校园文化活动。 二、活动目的 我们希望通过这次活动可以更好地加强同学们对外国文化的学习热情，以此推动校园内文化修养的建设，使校园中的文化气息更加浓厚。 三、活动时间：2011年11月13日 四、活动地点：学生活动中心二楼 五、活动主办方：长沙理工大学图书馆 六、活动承办方：长沙理工大学读者协会
Changsha University of Science & T echnology Reader’s Association 七、活动流程： 1.17:30 工作人员到场，布置会场 2.19:00晚会正式开始 3.入场前15分钟先用PPT展示外国文化风情，并配有英文歌， 提升会场气氛。 4.主持人介绍到场嘉宾以及应邀前来的外国朋友 5.节目演出 6.中外学生同台互动 7.外国留学生介绍自己国家风土人情或讲诉留学生活心得体会 8.20:30晚会结束 六．活动宣传： 1.宣传时间：11月7日至11月13日 2.宣传内容: 在汀香园，甘怡园门口分别挂横幅 宣传栏上帖宣传海报 飞信通知协会各会员前来观看 3.向到场人员发放入场券 七．经费预算 横幅15*8米*2条=240 宣传海报40*5张=200
1两端直流输电系统怎样构成的，有哪些主要部分？ 主要构成：整流站，逆变站和直流输电线路三部分。 2.两端直流输电系统的类型有哪些，系统接线方式如何？ 双极系统 背靠背系统 3.直流输电的优点是什么？ 直流输电架空线路只需正负两极导线、杆塔结构简单、线路造价低、损耗小；直流电缆线路输送容量大、造价低、损耗小、不易老化、寿命长，且输送举例不受限制；直流输电不在交流输电的稳定问题，有利于远距离大容量送电；采用直流输电实现电力系统之间的非同步联网；直流输电输送的有功功率和换流器消耗的无功功率均可由控制系统进行控制，可以改善交流系统的运行性能；在直流电的作用下，只有电阻起作用，电感电容均不起作用，可很好的利用大地这个良好的导电体；直流输电可方便进行分期建设、增容扩建，有利于发挥投资效益；输送的有功、无功功率可以手动或自动方式进行快速控制，有利于电网的经济运行合现代化管理。 4.直流输电的缺点是什么？ 直流输电换流站比交流变电所的设备多、结构复杂、造价高、损害大、运行费用高、可靠性也差；换流器对交流侧来说，除了负荷（在整流站）或电源（在逆变站）是一个谐波电流源以外，还是一个谐波电流源，会畸变交流电流波形，需装设交流滤波器；换流器对至直流侧来说，除了是电源（在整流站）或负荷（在逆变站）以外，它还是一个谐波电压源，它会畸变电压波形，在直流侧需装设平波电抗器合直流滤波器；晶闸管换流器在就进行换流时需消耗大量的无功功率，在换流站需装设无功补偿设备；直流输电利用大地（海水）为回路而带来一些技术问题；直流断路器没有电流过零可以利用，灭弧问题难以解决。 5.直流输电的应用有哪些？ 远距离大容量输电电力系统联网直流电缆送电现有交流输电线路的增容改造轻型直流输电 6直流输电的工程目前有哪些？其输送距离、输送电压等级、输送容量各为多少？两端换流站各为哪里？ 舟山直流输电工程输送距离54km输送电压等级±100kv，输送容量为100MW，整流站在浙江省宁波附近的大碶镇，逆变站在舟山本岛的鳌头浦；葛洲坝——南桥直流输电工程，距离1045km，电压等级±500kv，容量1200MW，整流站在葛洲坝水电站附近的葛洲坝换流站，逆变站在上海南桥换流站；天生桥——广州直流输电工程，距离960km，电压等级±500kv，容量1800MW，整流站在天生桥水电站附近的马窝换流站，逆变站在广州的北郊换流站；嵊泗直流输电工程，距离66.2km，电压等级±50kv，容量6MW，可以双向送电，整流站在上海的芦潮港换流站，逆变站在嵊泗换流站；三峡——常州直流输电工程，距离860km，电压等级±500kv，容量3000MW，整流站在三峡电站附近的龙泉换流站，逆变站在江苏常州的政平换流站；三峡——广东直流输电工程，距离880km，电压等级±500kv，容量3000MW，整流站在湖北荆州换流站，逆变站在广东的惠州换流站；贵州——广东直流输电工程，距离960km，电压等级±500kv，容量3000MW，整流站在贵州安顺换流站，逆变站在广东的肇庆换流站； 灵宝背靠背直流输电工程，电压等级120kv，容量360MW