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高压直流输电系统换流变压器与换流阀设计高压直流输电系统换流变压器与换流阀设计规范1.1 换流变压器在高压直流输电系统中，换流变压器是最重要设备之一。
在整流站，用它将交流系统和直流系统隔离，通整流装置将交流电能转换为高压直流电能，再利用直流输电线路传输；在逆变站，通过逆变装置将直流电能再转换为交流电能，再通过换流变压器输送到受端交流系统；从而实现不同交流系统的联络。
1.1.1 换流变压器功能与特点换流变压器功能有：1、降低交流侧谐波电流，特别是降低了5、7次谐波电流，这是由于绕组接法为YNyn0和YNd11，提供相位差为30°的12脉波交流电压；2、作为交、直流系统的电气隔离，可削弱侵入直流系统的交流侧过电压幅值；3、限制故障电流，换流变压器的阻抗限制了阀臂短路和直流母线上短路时的故障电流，使换流阀免遭损坏；4、通过换流变压器可实现直流电压较大幅度的分档调节。
由于换流变压器的运行与换流器的换相所造成的非线性密切相关，所以换流变在漏抗、绝缘、谐波、直流偏磁、有载调压和试验等方面与普通电力变压器有不同的特点。
(1)短路阻抗为了限制当阀臂及直流母线短路时的故障电流以免损坏换流阀的晶闸管元件，换流变压器应有足够大的短路阻抗。
但短路阻抗也不能太大，否则会使运行中的无功损耗增加，需要相应增加无功补偿设备，并导致换相压降过大。
大容量换流变压器的短路阻抗百分数通常为12%~18%。
(2)绝缘换流变压器阀侧绕组同时承受交流电压和直流电压。
由两个6脉动换流器串联而形成的12脉动换流器接线中，由接地端算起的第一个6脉动换流器的换流变压器阀侧绕组直流电压垫高0. 25U d(U d为12脉动换流器的直流电压)，第二个6脉动换流器的阀侧绕组垫高0. 75Ud，因此换流变压器的阀侧绕组除承受正常交流电压产生的应力外，还要承受直流电压产生的应力。
另外，直流全压起动以及极性反转，都会造成换流变压器的绝缘结构远比普通的交流变压器复杂。
柔性直流输电技术的特点及应用前景分析陕西省长安大学附属学校 贾勇鑫【摘要】柔性直流输电技术可以建设出灵活、坚强、高效的电网结构，是充分发挥可再生能源优势的有效途径，代表着直流输电领域的发展和研究方向，已在全世界得到了广泛的发展和应用。
本文先介绍了柔性直流输电系统的构成，重点介绍了模块化多电平换流器的结构、子模块结构以及换流器的波形特点，从功率控制、输送容量、可靠性、输电距离等角度，分析了柔性直流输电系统的优点和缺点，分析展望了柔性直流输电系统的应用前景。
【关键词】柔性直流输电；模块化多电平换流器；分布式电源；孤岛供电0 引言高压直流(high voltage direct current, HVDC)输电已经广泛应用在远距离大容量输电、海底电缆输电和非同步联网等工程领域，目前世界范围内已投运了100多个直流输电工程。
高压直流输电在我国“西电东送，全国联网”发展战略中，起着举足轻重的作用。
在实际工程应用中，电力电子技术快速发展，取得了一系列新的研究成果，柔性直流作为电力领域中的新一代前沿科技，为电网中的诸多问题提供了优异的解决方案，为进行输电方式变革和建设坚强电网提供了有利的保障。
1990年，加拿大McGill大学Boon-Teck等学者最早提出了基于电压源型换流器的高压直流输电这一概念。
基于电压源型换流器的高压直流输电可以通过控制电压源换流器中全控型电力电子器件——绝缘栅双极型晶体管 (Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)的开断，调节系统电压，从而控制系统交流侧功率水平，因此可以进行功率输送和稳定电网，从而可以避免现有输电技术存在的许多问题，国内称之为柔性直流输电。
较早时期的柔性直流输电工程中，系统拓扑结构方面采用的是两电平或三电平换流器，这种系统在运行过程中的缺点是谐波含量高、开关损耗大，但是目前的实际工程对系统电压等级和容量水平的要求不断提高。
2001年，德国慕尼黑联邦国防军大学R.Marquart和A.Lesnicar共同提出了模块化多电平换流器（modular multilevel converter, MMC）拓扑，该拓扑结构通过将子模块进行标准化，然后将其进行串联，从而较为方便地实现系统的高压大容量化，输出多电平效果的电压，系统的谐波性能优异。
规范操作交直流高压试验变压器变压器操作规程交直流高压试验变压器是发电厂、供电局及科研单位等广阔用户的用来做交流耐压试验的基本试验设备，通过了国家质量监督局的标准，用于对各种电气产品、电器元件、绝交直流高压试验变压器是发电厂、供电局及科研单位等广阔用户的用来做交流耐压试验的基本试验设备，通过了国家质量监督局的标准，用于对各种电气产品、电器元件、绝缘材料等进行规定电压下的绝缘强度试验，考核产品的绝缘水平，发觉被试品的绝缘缺陷，衡量过电压的本领。
特别适用于电力系统、工矿企业、科研部门等对各种高压电气设备、电器元件、绝缘材料进行工频或直流高压下的绝缘强度试验。
是高压试验中必不可少的紧要设备。
交直流高压试验变压器使用方法（1）试验前,要将高压试验变压器的外壳“┻”端，电源掌控箱的接地端“┻”必需良好接地,否则将危及人身与设备的安全。
（2）操作前必需谙习高压试验变压器与电源掌控箱的电气原理接线图。
假如要做直流耐压与泄漏试验时，可先将高压硅或微安表旋在高压试验变压器的高压端。
（3）准备完毕，检查线路无误后，可合上总电源开关，此时绿色开关指示灯亮，表示电源已接通；同时绿色停止按钮上的指示灯也亮，假如不亮应把调压器手柄按逆时针方向返回零位,绿色停止按钮上的指示灯亮,否则起动按钮拒绝合闸。
（4）按下起动按钮，红色按钮指示灯亮，这时按顺时针每秒1.5～2千伏的速度均匀缓慢地旋动调压器手柄，高压渐渐上升并紧密注意电压表的指示及试品情况，直到调到所需试验高压为止。
（5）要测试产品的耐压试验时间，可拨动定时器所需定时时间再按下定时，即在规定的时间里测试产品耐压，然后报警告知，若被测产品被击穿,过流继电器自动跳闸，此时试品为不合格。
（6）如需保护被测产品免被击穿，可先在高压侧连续接保护球隙调整保护球放电电压为试验电压的1.15倍左右。
交直流高压试验变压器注意事项1、高压电器的绝缘试验的安全正确，除谙习本产品说明书外，必需按国家有关标准和规划进行；GB/T16927—1996《高压试验技术》DL/T596—1996《电力设备防备性试验规程》2、由于本系列产品的设计特点其及结构限制，在额定输出容量下的连续使用不能超过二小时。
高压直流输电系统换流变压器与换流阀设计规范1.1 换流变压器在高压直流输电系统中，换流变压器是最重要设备之一。
在整流站，用它将交流系统和直流系统隔离，通整流装置将交流电能转换为高压直流电能，再利用直流输电线路传输；在逆变站，通过逆变装置将直流电能再转换为交流电能，再通过换流变压器输送到受端交流系统；从而实现不同交流系统的联络。
1.1.1 换流变压器功能与特点换流变压器功能有：1、降低交流侧谐波电流，特别是降低了5、7次谐波电流，这是由于绕组接法为YNyn0和YNd11，提供相位差为30°的12脉波交流电压；2、作为交、直流系统的电气隔离，可削弱侵入直流系统的交流侧过电压幅值；3、限制故障电流，换流变压器的阻抗限制了阀臂短路和直流母线上短路时的故障电流，使换流阀免遭损坏；4、通过换流变压器可实现直流电压较大幅度的分档调节。
由于换流变压器的运行与换流器的换相所造成的非线性密切相关，所以换流变在漏抗、绝缘、谐波、直流偏磁、有载调压和试验等方面与普通电力变压器有不同的特点。
(1)短路阻抗为了限制当阀臂及直流母线短路时的故障电流以免损坏换流阀的晶闸管元件，换流变压器应有足够大的短路阻抗。
但短路阻抗也不能太大，否则会使运行中的无功损耗增加，需要相应增加无功补偿设备，并导致换相压降过大。
大容量换流变压器的短路阻抗百分数通常为12%~18%。
(2)绝缘换流变压器阀侧绕组同时承受交流电压和直流电压。
由两个6脉动换流器串联而形成的12脉动换流器接线中，由接地端算起的第一个6脉动换流器的换流变压器阀侧绕组直流电压垫高0. 25U d(U d为12脉动换流器的直流电压)，第二个6脉动换流器的阀侧绕组垫高0. 75U d，因此换流变压器的阀侧绕组除承受正常交流电压产生的应力外，还要承受直流电压产生的应力。
另外，直流全压起动以及极性反转，都会造成换流变压器的绝缘结构远比普通的交流变压器复杂。
(3)谐波换流变压器在运行中有特征谐波电流和非特征谐波电流流过。
随笔之十二-高压直流输电系统严同· 1 个月前直流输电是我个人比较偏好的一种输电方式了，试作总结一二，主要是高压直流输电（HVDC）。
一、高压直流输电概述高压直流输电：将三相交流电通过换流站整流变成直流电，然后通过直流输电线路送往另一个换流站逆变成三相交流电的输电方式。
高压直流输电原理图如下：•换流器（整流或逆变）：将交流电转换成直流电或将直流电转换成交流电的设备。
•换流变压器：向换流器提供适当等级的不接地三相电压源设备。
•平波电抗器：减小注入直流系统的谐波，减小换相失败的几率，防止轻载时直流电流间断，限制直流短路电流峰值。
•滤波器：减小注入交、直流系统谐波的设备。
•无功补偿设备：提供换流器所需要的无功功率，减小换流器与系统的无功交换。
高压直流输电对比交流输电：1）技术性•功率传输特性。
交流为了满足稳定问题，常需采用串补、静补等措施，有时甚至不得不提高输电电压。
将增加很多电气设备，代价昂贵。
直流输电没有相位和功角，无需考虑稳定问题，这是直流输电的重要特点，也是它的一大优势。
•线路故障时的自防护能力。
交流线路单相接地后，其消除过程一般约0.4~0.8秒，加上重合闸时间，约0.6~1秒恢复。
直流线路单极接地，整流、逆变两侧晶闸管阀立即闭锁，电压降为零，迫使直流电流降到零，故障电弧熄灭不存在电流无法过零的困难，直流线路单极故障的恢复时间一般在0.2~0.35秒。
•过负荷能力。
交流输电线路具有较高的持续运行能力，其最大输送容量往往受稳定极限控制。
直流线路也有一定的过负荷能力，受制约的往往是换流站。
通常分2小时过负荷能力、10秒钟过负荷能力和固有过负荷能力等。
前两者上直流工程分别为10%和25%，后者视环境温度而异。
就过负荷而言，交流有更大灵活性，直流如果需要更大过负荷能力，则在设备选型时要预先考虑，此时需增加投资。
•潮流和功率控制。
交流输电取决于网络参数、发电机与负荷的运行方式，值班人员需要进行调度，但又难于控制，直流输电则可全自动控制。
柔性直流输电技术概述作者：蒋凯来源：《科学与财富》2018年第21期摘要：柔性直流输电VSC？HVDC是一种新型输电技术，与传统输电技术相比具有输电距离远、损耗小、功率调节方便等优势。
本文将从主要构成部件的工作原理、相对于传统输电技术优势两大方面简单的介绍该项输电技术。
柔性直流输电技术中的“柔性”来源于Flexible，表示利用先进的电力电子技术为电网提供灵活的控制手段。
其是一种在结构上与高压直流输电类似，由换流站和直流输电线路（通常为直流电缆）构成，但是以电压源换流器、可关断器件（一般为IGBT）和脉宽调制技术（PWM）为基础的新型输电技术。
广泛的应用于海上风电接入电网、分布式电源接入电网、远距离大容量输电、异步联网等方面。
VSC-HVDC系统的主要器件包括电压源换流器（VSC）、直流电容器、换相电抗器和交流滤波器、换流变压器等。
具体工作原理如下：（1）换流站通常采用基于绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的三相两电平VSC。
两侧的VSC交流侧分别并联于不同的交流系统中，直流侧通过直流输电线或电缆连接；（2）直流侧电容器为VSC提供直流电压支撑，缓冲桥臂关断时的冲击电流，减小直流侧谐波；（3）换相电抗器是VSC与交流系统进行能量交换的纽带，同时也起滤波作用；（4）交流滤波器的作用是滤去交流侧谐波；（5）换流变压器抽头可调，为VSC提供合适的工作电压，保证VSC输出有功功率和无功功率.总的来说，VSC？HVDC系统优势有占地面积小、谐波水平含量低、适合构成多段系统、没有无功补偿问题、没有换相失败问题、可为无源系统供电、可独立调节有功与无功功率等等优势，目前直流输电主要还是容量在250MW以上的传统高压直流，柔性直流主要在中小容量（可以低至几兆瓦）电力输送方面有较大优势。
和常见的输电技术的比较如下：（1）与传统直流输电相比：常规直流输电是点对点单向输电，不能实现双向互通，缺乏灵活性，同时还必须依赖站用交流电启动设备，因此不能向没有电源点的电网送电。
河北联合大学毕业论文论文题目电力电子技术在电力系统中的应用姓名所学专业________________ _班级_____________________学号______ ___________指导教师_____________ ______完成时间_________年___月___日摘要：电力电子技术是目前开展较为迅速的一门学科,是高新技术产业开展的主要根底技术之一,是传统产业改革的重要手段。
电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台。
文中概速性地介绍电力电子技术在电力系统中的各类应用，重点在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用。
关键词：直流输电；电力电子；发电机第一章前言 (1)第二章电力电子技术的应用 (2)在发电环节中的应用 (2)大型发电机的静止励磁控制 (2)水力、风力发电机的变速恒频励磁 (2)发电厂风机水泵的变频调速 (2)太阳能发电控制系统 (2)在输电环节中的应用 (3)直流输电(HVDC)和轻型直流输电(HVDC Light)技术 (3)柔性交流输电(FACTS)技术 (3)高压直流输电技术〔HVDC〕 (4)静止无功补偿器〔SVC〕 (4)在配电环节中的应用 (4)2.4在节能环节的运用 (5)变负荷电动机调速运行 (5)减少无功损耗，提高功率因数 (5)其它应用 (5)同步开断技术 (5)直流电源 (5)不间断电源〔UPS〕和各种AC—DC、DC—AC开关电源 (6)各种频率的全固态化交流电源 (6)第三章结论 (7)参考文献 (8)第一章前言电力电子技术是应用于电力领域的电子技术,它是利用电力电子器件对电能进行变换和控制的新兴学科。
电力电子技术可以理解为功率强大,可供诸如电力系统那样大的电流、高电压场合应用的电子技术,它与传统的电子技术相比,其特殊之处不仅仅是因为它能够通过大电流和承受高电压,而且要考虑在大功率情况下,器件发热、运行效率的问题。
