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换流变原理及维修课件

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1[1].2换流原理807

1[1].2换流原理807

经过计算=>
3
U d = − (1.35 • U • cos γ −
π
ωL I d )
课外作业
• 请仿照整流桥波形，绘出6脉动逆变桥波 形（2－3）。
逆变桥臂波形
逆变器运行
超前角β 超前角β 迭弧角µ 迭弧角µ 熄弧角γ 熄弧角γ
β＝180°－α °
关断角， 关断角，换相余裕角
直流电压 Vd＝Vdiocos β＋dγId Vd＝Vdiocos γ －dγId Vdio＝1.35E 理想空载直流电压 E 换流变阀侧线电压有效值 dγ ＝3ωLγ /π ω π 等值换相电阻 Id 直流电流
3
π
ωL I d
整流电压
C
Ud =1.35•U • cosα −
3
π
ωL Id
ea
( a+ c)/2
e e
ec
电压矢量关系
eb
整流桥波形(2-3)
p1 p2 p3 p4 p5 p6 p1 p2 p3 p4 p5 p6
ea
C1
0
eb
C3
2
ec
C5
4
ea
C1
6
eb
C3
8
ec
C5
10
u+
C1
12
ωt
采用晶闸管元件（半控器件） 采用晶闸管元件（半控器件）
• 晶闸管导通条件 • 晶闸管关断条件 正向电压 电流过零 触发脉冲
晶闸管
晶闸管阀塔
6脉动整流桥
6脉动二极管整流
Udio计算
1 3 5
2
4
6
考虑上面3脉冲组
每周期3脉冲
下面3脉冲组也一样，故：

换流站检修管理与技术课件

换流站检修管理与技术课件

设备更换与调试技术
设备更换
01
根据设备故障情况，制定更换方案，选用合适的备品备件进行
更换，保证设备正常运行。
设备调试
02
对新更换的设备进行调试，调整设备参数，确保设备性能达到
设计要求。
试运行与验收
03
设备更换调试完成后进行试运行，观察设备运行状况，确认无
异常后进行验收。
04 检修计划与实施
制定检修计划
换流站检修管理与技术课件
汇报人：XXX 2024-01-24
目录
• 换流站概述 • 检修管理策略 • 检修技术与方法 • 检修计划与实施 • 检修安全与质量控制 • 案例分析与实践经验分享
01 换流站概述
换流站定义与功能
互转换的场所，是直流输电系统 的重要组成部分。
控制保护系统
对换流站进行实时 监控和保护，确保 系统的安全运行。
换流站运行原理
交流电转换为直流电
通过换流阀将交流电转换为直 流电，利用平波电抗器吸收谐
波，保证直流电流的平稳。
直流电传输
通过高压直流输电线路将直流 电进行远距离传输。
直流电转换为交流电
在接收端，通过换流阀将直流 电转换回交流电，供用户使用 。
提高检修质量水平
01
制定完善的检修计划和 方案，明确检修目标和 要求。
02
采用先进的检修技术和 方法，提高检修效率和 准确性。
03
加强对检修过程的监督 和检查，确保检修质量 符合要求。
04
建立完善的检修质量评 估机制，对检修质量进 行定期评估和改进。
06 案例分析与实践经验分享
成功案例介绍
案例一：某换流站通过精细化检修管理，成功提高了设备可用率和运行稳定性。 实施全面设备状态监测，及时发现并处理潜在故障。

换流变保护原理讲解ppt课件

换流变保护原理讲解ppt课件
值Iop满足突变量判断（差流突变量启动）。 2、比差继电器：比差继电器对差流有效值IopRMS与制动电流有效值IresRMS进行比率制
动曲线判断，曲线斜率为0.5，当差流大于制动电流时比差继电器动作。 3、饱和开放判断与故障点区内外判断任一条件满足。 延时20ms，比差动作。
1）引线差动保护原理
保护判据： III段速动段： 以下两个条件满足任一条件差动速断动作。 1、差流速断突变量：半周波差流有效值IhalfRMS >Iopmax（定值） & 差流突变量。差流
动作结果： I段告警。 II段切系统 III段跳交流断路器并执行闭锁。
2、励磁涌流及保护应对
励磁 涌流
保护如 何应对
1）励磁涌流
励磁涌流产生的原因 励磁涌流的特点 和应涌流 对称性涌流 保护如何应对
1）励磁涌流
励磁涌流的产生
空载合闸时，电压瞬时值u=0时接通电路，经过半个周期后变压器的铁芯将严重饱和， 励磁电流将剧烈增大，此电流就变为变压器的励磁涌流，其数值可达到额定电流的6-8倍。 同时还包含有大量的非周期分量和高次谐波分量。
III段速动段： 以下两个条件满足任一条件差动速断动作。 1、差流速断突变量：半周波差流有效值IhalfRMS >Iopmax & 差流突变量启动 。差流速断 突变量动作。 2、差流速断稳态：全周波差流有效值IopRMS >Iopmax & 全周波差流有效值>0.7Iresmax &饱和开放或者区内外判断任一条件满足。差流速断稳态动作。
动作结果： I段只发告警信号。 II段和III段跳交流断路器并执行闭锁。
7）变压器过流保护原理
保护范围： 换流变压器的短路故障。
模拟量采样： Y/Y：IACY0， Y/D：IACD0。

换流器的工作原理完美版PPT

换流器的工作原理完美版PPT

如果以系统等值电动势 e c a 的矢量作为基准， 那么电源相电动势的瞬时值为
ea eoa eb eob ec eoc
2 3
E
sin
t
30
2 3
E
sin
t
90
2
E
sin
t
150
3
Байду номын сангаас
(2-1)
其中，E为电源线电动势的有效值。
那么相应的线电动势为：
eab
eca ecoeoa ea eaoeob ebea
在等值电路中有：
Lr
di1 dt
Lr
di5 dt
ea
ec
(2-3)
由于e a e c ，所以 i r 的方向是从a点流向c点，因此：
i1 ir
i5 Id ir (2-4)
代入式〔2-3〕，可得：
Lrd d itrLrdId dtireaec (2-5)
整理后，得：
2Lr
dir dt
2Esint
求积分后，得：
(2-6)
ir2 2 L E rcostA22 X E r costA
Is2costA (2-7)
式中， Lr Xr --从电源到桥之间的每相等值电抗；
Is2
2E
2 Lr
交流系统在换流器交流端两相短路 时，短路电流强制分量的幅值；
A -- 积分常数。
在 t 时，电路从一组阀〔阀5和阀6〕导通改变成
相等值电抗 X
；
r
换相角：换相过程所经历的相位角μ
由式〔2-11〕可得 ：cos1cos2X2rE Id(2-13)
当换相角 大小变化时，换流器在工作中同时 导通的桥阀数目将不相同。如图2-8所示。

换流变保护原理基本介绍

换流变保护原理基本介绍
饱和保护
用途：当系统运行不平衡时，用于监测换流变一次侧中性线电流， 防止换流变铁芯饱和和导致换流变激磁电流畸变。
原理：保护采集中性点零序电流I0，通过采样点计算出零序电流的 峰值I0fz，等效为流入换流变直流电流的大小，当零序电流峰值大于定 值，保护动作。保护包括饱和告警和饱和跳闸．饱和告警分为三段， 饱和跳闸采用描点模拟反时限曲线原理。
CT4 2000/1
CT7 2000/1
CT2
CT1 2000/1
5151 CT3
CT2 5152
小差保护1
CT1
小差保护2
5153
换流变小差保护配置图
2.换流变保护原理介绍
过流保护
换流变的后备保护，当换流变任意一相电流大于定值，延时tS，保 护动作出口。保护分为三段，每段保护原理相同，一段告警，二、三 段跳闸。
DO)插件、人机对话(HI)插件、直流D电C/DC源(内藏(电D源)C-DC内藏)
插件。
H
交 流 输 入 插 件
C P U 插 件
A I 插 件
DO 插 件
I 人 机 接 口
插
件
HI面板 (LCD)
4.换流变保护屏压板简介
压板说明：
1、黄色压板为功能压板，红色压板为出口压板。
2、两套电量保护分别动作两侧换流变进线断路器的两个 跳闸线圈；非电量保护同时动作两侧换流变进线断路器的 两个跳闸线圈。
2.换流变保护原理介绍
平衡系数计算： ① 计算变压器各侧的一次侧额定电流
In=Sn/(√3×Un) 式中：Sn—变压器的额定容量，单位kVA；
Un—计算侧额定线电压，单位kV。 ② 计算变压器各侧流入装置的二次电流
in=Kj×（In/na） 式中：Kj—变压器TA的二次接线系数。当采用三角形接线时 Kj=√3；当采用星形接线时Kj=1；

换流站换流器工作原理培训课件

换流站换流器工作原理培训课件

2
Ud
0
ud
(t)d 2
(t)
U do
cos
（5）
特点： 增加，则 Ud 减少
28
计及触发延时、计及换相角时 单桥工作原理
问题的提出：
▪ ip能否突变？ ▪ ip的变化规律？
假设短路电流ik
M
Ld Id
13 5
ea Lc ia
+
A
eb Lc ib ik
o
B
ud
Lc
ec
C
_
ic 4 6 2
29 N
和 线电压： eba 2E sin(t)
可得：
2 Lc
dik dt
2E sin(t)
（7）
考虑初始条件： ik ( ) 0
31
换相电流计算公式
ik I sc2 (cos cost) （8）
交流系统两相短路电流的幅值
I sc 2
E
2Lc
等值换相电感
（9）
ik波形、阀电流、相电流、直流电流波形
（17） （18） （19）
通常
100 ~ 200
150 ~ 250
41
目录
一、基本概念 二、6脉动整流器工作原理 三、6脉动逆变器工作原理 四、12脉动换流器工作原理 五、常用公式
42
6脉动逆变器的工作原理
▪ 逆变器接入HVDC系统的方式
Ld
Id Ld
M
N
++
135
ea Lc ia A
---定α角外特性方程
Ud ( , ) Ud 0 cos dx Id
等值换相电阻/比换相压降：
dx3 LC 定α角外特来自曲线（13） （14）

换流器的工作原理

.直流输电的基本原理1 换流器电路的理论分析 (1)=0) (2)1.1 忽略电源电感的电路分析(即Lc≠0) (10)1.2 包括电源电感的电路分析(即Lc1.2.1 换相过程 (10)1.2.2 电路的分析 (11)2 整流和逆变工作方式分析 (14)2.1 整流的工作方式 (14)2.2 逆变的工作方式 (15)3 总结 (20)1 换流器电路的理论分析高压直流换流器(包括整流和逆变)主要是由晶闸管阀组成的，其接线方式有很多种，如：单相全波、单相桥式、三相半波、三相全波等，但是我们现在常用的是三相全波，即6脉动换流器。

其原理结构如图1-1所示：图1-1 三相桥式全波直流换流器原理结构其中，Ua 、Ub和Uc表示A、B、C三相交流电压，它们之间相差120゜。

令U a =Emsin(wt+150)Ub =Emsin(wt+30)U c =Emsin(wt-90)我们可以将换流阀这样定义：图1-2 6脉动换流阀电路图1.1 忽略电源电感的电路分析(即L c=0)从以上的电路图中，我们可以发现对于三相电压，每相电路中都存在电感L，c=0。

为了便于分析，我们先假设该电感不存在，即Lc（一）无触发延迟（触发角a=0）无触发延迟，即只要阀上晶闸管正向电压建立，门级会立即接收到触发脉冲，导通整阀。

对于V1、V3和V5来讲，由于它们共阴极，因此三相中电压较高的那相的阀导通，其余两个阀关断。

而对于V4、V6和V2来说，由于它们共阳极，因此三相中电压较低的那相的阀导通，其余两个阀关断。

总之，就是比较三相电压的高低来确定哪两个阀导通。

下面我们结合下图进行分析：举个例子，C~C0时刻，A相电压最高，B相电压最低。

因此根据之前的分析，则共阴极的V1、V3和V5阀，则会由处于A相的V1阀导通，而共阳极的V4、V6和V2阀，则是由处于B相的V6阀导通，此后的依此类推，循环往复。

从上述的阀导通表格中可以看出，每个阀单个周期内导通的时间为120゜，V1~V6阀按顺序依次导通，间隔时间为60︒。

第二章 换流器的工作原理

A -- 积分常数。
在 t 时，电路从一组阀（阀5和阀6）导通改变成
另一组阀（阀5、阀6和阀1）导通的瞬间，电流不会突变，
即：i1 ir 0
所以式（2-7）中的积分常数：
A
2E cos
2Xr

Is2 cos
将式（2-8）代入式（2-7）中即得：
(2-8)
i1

ir

2E 2Xr
e e e e e e e e e e e e 1.5 6 6 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5
1 21
1ba
2ca
c3b
a4b
a5c
b6c
1ba c2a c3b
a4b
5ac
b6c
0.5
0
2
3
0.5
1+20+
4
180
ec
vm
C1
60C0 3
180C05
300C01
C3
0
C2
0
120C4
0
240
C6
0
360C2
v5v6 v6v1 v1v2 v2v3 v3v4 v4v5 v5v6 v6v1 v1v2 v2v3 v3v4
t
vn
iV1 iV2 iV3 iV4 iV5 iV6
相电流波形（=0，=0 ）
p1 p2 p3 p4 p5 p6 p1 p2 p3
0
10
360C2
12
vm
t
vn
v5v6 v6v1 v1v2 v2v3 v3v4 v4v5 v5v6 v6v1 v1v2 v2v3 v3v4

第二章 换流器的工作原理


§2.3.5 单桥逆变器的阀电压波形
( 3)
'
> 90
=
30
为保证逆变器正常运行，应满足：
30 ° 15 即： 45 或 ° 45
§2.3.5 单桥逆变器的阀电压波形
总结： （1）当 （2）当
45 时，单桥逆变器可运行于 > 45 时，则必须使 45
15
的任何角度。
§2.3.6 单桥逆变器的功率和功率因数
ud = ud1 + ud 2
ea1c1 ea2c2
ud 2 ud 1
o
2 6
t
§2.4 多桥换流器简介
两换流变压器具有相同的容量和漏抗，但桥二要有-30°相移。
耦合电抗
桥间耦合
注意： l桥Ⅱ比桥Ⅰ相应阀的触发脉冲须滞后30° l12脉冲谐波电流减小
§2.4 多桥换流器简介 D＇D〞： 两个附加换相齿
2
§2.1 概述
系统中每个阀由数十只至数百只 可控硅串联；当直流额定电流较 大时，还要并联！ l 阀的导通条件： 2个条件必须同时满足！ l 阀具有单向导电性： l 阀的关断条件：
3
§2.2 单桥整流器的工作原理
阀电压；直流电压瞬时值；直流电压有效值 阀电流；相电流；直流侧电流 假设： 电源；等效阻抗；平波电抗器Ld；阀；触发脉冲
ec
C1：eca从负到正的过零点；C4：eca从正到负的过零点。 C1~C6：各过零点等间隔，60°
§2.2.1 单桥整流器工作过程的定性分析
（一）自然换相
假设各阀控制极加 一恒定正电压
§2.2.1 单桥整流器工作过程的定性分析
单桥整流器自然换相过程（ =0°， =0° ）
§2.2.1 单桥整流器工作过程的定性分析

换流站换流变分接开关控制原理及故障浅析

换流站换流变分接开关控制原理及故障浅析换流变分接开关主要通过改变交流侧线圈的匝数来保证阀侧电压的稳定，即在交流侧电压波动的情况下相应的改变分接开关的档位来调节换流变一次侧的线圈匝数，改变变比，从而得到稳定的电压输出。

下面将介绍分接开关如何实现这种功能（如图1），20号接头为选择接头，如果与21号接头连接，则电流流向为由上而下（见实线箭头的方向），和一次线圈L1的电流流向一致，由于NX为分接开关的线圈匝数，N1为一次侧主线圈的匝数，此时交流侧线圈的总匝数为N=N1+NX，。

当档位由1档升高到16档时，NX逐渐减小（可以从图1看出），N1+NX逐渐减小，分接电压：E1=N×E2/N2=（ N1+NX）E2/N2；E2为阀侧电压，保持不变；N2为阀侧线圈匝数，保持不变，所以分接电压E1降低。

同理如果和22号接头连接,电流流向由下而上（见虚线箭头的方向），和一次主线圈L1的电流流向相反，此时一次侧线圈的总匝数可以等效为N=N1-NX，所以随着档位的升高，分接电压E1降低。

图1 换流变分接开关简化图从上面的分析可以看出，虽然换流变实际上只有16个档位，但是通过20号接头的转接，改变电流的流向，不仅实现了31个档位的调节功能，而且使分接开关得到了大大的简化。

同时采用两组线圈并联，其目的是为了满足线路容量的需要，因为单组线圈并不能满足额定工作时1500MW的功率。

二换流变分接开关控制2.1基本原理换流变分接开关控制通常由TCC系统控制。

分接开关控制（TCC）的目的是保持触发角α，熄弧角γ和直流电压Ud与参考值一致。

在正常运行过程中，整流器分接开关控制常用来保持正常的触发角，在逆变器分接开关控制常用来保持正常的电压。

由于分接开关控制是逐级调节的，所以α控制，γ控制，和直流电压控制被提供了一个合适的死区来避免振动。

一个高的优先级规则是用来保证Udio低于其最大值限值。

2.2 分接开关控制功能概述分接开关控制综合说明所示，α控制和γ控制功能块控制点火角度和熄弧角度等于参考值。

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换流变压器的原理与维修技术
宜昌超高压管理处
曹诗玉 2007年8月
500kV换流变(ABB)
500kV换流变主要参数(ABB)
型号
TCH 146DR
3相连接方式为： YNy0
YNd11
调压方式
网侧带负荷自动调压
调压档数（档） 31
额√3 最高电压 550/√3
1.2.1 短路阻抗
• 为了限制阀臂及直流母线短路时的故障电流以免 损坏换流阀的晶闸元件，换流变应有足够大的短 路阻抗。
• 短路阻抗不能过大，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。
• 大容量换流变的短路阻抗通常为12-18%。
1.2.2 绝 缘
• 换流变阀侧绕组同时承受交流电压和直流电 压。
1.1 换流变作用
• 提供相位角差为30°的AC电压以降低网路的 低次谐波，特别是5次和7次谐波。
• 作为直流输电系统两端换流站AC系统电压、 电流的交换设备。
• 换流变压器的阻抗可以增加AC系统的阻抗， 有限制系统的短路电流和抑制换相过程中阀 的峰值电流升高的作用。
• 与换流器和其它设备共同实现AC网路与DC网 路的联络。
• 阀侧绕组除承受交流电压产生的应力外，还 要承受直流电压产生的应力。
• 直流全压启动及极性反转所产生的冲出。 • 由于上述原因，换流变的绝缘结构比普通的
交流变压器复杂得多。 • 直流电压和交流电压作用下绝缘特性是不同
的。
1.2.3 谐 波
• 换流变运行中有特征谐波电流和非特征谐波电流流过。 • 其漏磁的谐波分量会使变压器的杂散损耗增大。 • 对于有较强漏磁通过的部件要采用磁屏蔽措施。 • 数值较大的谐波磁通所引起的磁致伸缩噪音，一般处于听
对于大容量的直流输电系统，一般采用单相双绕组接线， 以控制制造、运输或运行中的风险
2.4 电气主回路特点
电气绝缘水平：除考虑正常的交流电压作用外，还要考虑直 流耐压和极性反转的作用。
主回路采用双支路 分接开关:
双支路配置 分接开关档位数量多 分接开关的同步要求高
2.5 ABB
换 流 变 电 气 原 理 图
1.2.6 试 验（出厂试验）
• 换流变除了要进行与普通交流变一样的型式试验与例行试验之 外，还要进行直流方面的试验。
• 直流试验主要有：直流耐压试验、直流电压局部放电试验、直 流电压极性反转试验等。
• 例行试验：必须在每台变压器上进行，它包括联结组标号检定、 电压比测量、绕组电阻测量、空载损耗和空载电流测量、负载 损耗和短路阻抗测量（几个主要的分接）、绝缘油试验、操作 冲击试验、雷电全波冲击试验、包括局部放电测量和声波探测 测量的外施直流电压耐受试验、包括局部放电测量的极性反转 试验、外施交流电压耐受试验和局部放电测量、长时感应电压 试验和局部放电测量、绝缘电阻测量。
• 运行中由于交直线路的耦合、换流阀触发角的不平衡、接 地极的电位升高以及换流变交流网侧存在2次谐波等原因 将导致换流变阀侧及交流网侧绕组的电流中产生直流分量， 使换流变产生直流偏磁现象。
• 直流偏磁电流使铁心饱和，导致换流变损耗、温升及噪音 都有所增加。
1.2.6 换流变噪声大
• 换流变压器的噪声主要由铁心、线圈、油箱（包括磁屏蔽 等）及冷却装置的振动产生的。
• 型式试验：每种型号的变压器进行一台，它包括雷电截波冲击、 温升试验、声级测量。
• 特殊试验：短路能力、零序阻抗、负载电流测量等。
2 换流变的接线与结构
2.1 换流变压器与系统的连接 星形接线 和三角形接线
2.2 江陵换流站阀侧套管接线
1
2.3 换流变的结构型式
1) 单相双绕组接线或 2) 单相三绕组接线 3) 三相三绕组接线 4) 三相双绕组接线
1 换流变的功能与特点
直流输电系统中换流器所包含的变压器称为换 流变压器，换流变压器是直流输电系统中的关键 设备之一。在整流换流器中换流变压器为换流设 备提供交流电能，换流器将交流电能转换为直流 电能并通过直流输电线路传输；在逆变换流器中 换流变压器接受逆变换流器将直流电能转换为交 流的电能，并将其输送到其它交流供电网路中 。
• 通过换流变压器可以实现对AC和DC系统电压 较大范围的分档调节。
1.2 换流变的特点
• 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着不同的特 点。
• 换流变由于直流偏磁电流和谐波电流使得换流变 压器的噪声增大。
• 换流变与普通换流变最大的不同是阀侧绕组除承 受交流电压外，还承受直流电压的作用。绝缘设 计上要考虑直流耐压和极性反转作用。
阀侧 Y 220/√3，△ 220
额定电流(A) A,B 982
a,b Y 2449， △ 2449√3
冷却方式
强迫油循环风冷
接地方式
网侧直接接地
本体油箱油量 106800 L 冷却器油量 1450L
本体总油量 114200L 总重
378500kg
制造商
ABB
主要内容
1） 换流变的功能与特点 2） 换流变的结构原理及型式 3） 换流变套管 4） 换流变有载调压开关 5） 换流变的运行 6） 换流变的状态检修 7） 换流变的更换 8） 换流变的排油与注油 9） 换流变的技术管理
• 直流偏磁电流和高次谐波电流引起换流变压器本体噪音增 加。直流偏磁电流引起铁心周期性饱和，硅钢片的磁致伸 缩引起铁心振动加剧，发出强烈的低频噪声，它的频率只 有正常激磁情况下的电力变压器噪声频率的一半，可以把 这种低频的噪声作为判断换流变压器发生直流偏磁的征兆。
• 负载电流产生的漏磁引起绕组和油箱（包括磁屏蔽等）的 振动。换流变压器绕组中流过的高频谐波电流，会引起换 流变压器绕组在高频下振动，使换流变压器的噪声显著增 加。
觉较为灵敏的频带。
1.2.4 有载调压
• 为了补偿换流变交流侧电压的变化以及将触发角运行在适 当的范围内以保证运行的安全性和经济性，要求有载调压 开关的调压范围较大。
• 直流输电系统在降压模式时，要求的调压范围高达2030%。
1.2.5 直流偏磁
• 通过变压器绕组的电流中的直流分量会影响铁心的磁化曲 线，并产生偏离坐标轴零点的偏移量，这种现象称为直流 偏磁 。