直流输电特点
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关于直流输电（摘自许继网站）
一、直流输电的优点
与交流输电相比教,直流输电具有如下优点:
1) 直流输电架空线路造价低、损耗小，在输送同样功率的前提下，造价节省1/3；
2) 直流电缆线路输送容量大、输送距离不受限制；
3) 直流输电不存在交流输电的稳定问题；
4) 采用直流输电实现电力系统之间的非同步联网，能有效解决被联电网的短路容量而不更换断路器，使被联电网保持自己的电能直流独立运行，快速、方便的实现电网间的功率交换、运行及管理并改善交流系统的运行性能；
5) 相同条件下，电晕无线电干扰较小，稳态运行时沿线电压分布较平稳；
6) 运行方式灵活、控制快速方便。
二、直流输电系统换流站组成
直流输电系统的换流站由换流变压器、换流阀、平波电抗器、直流场设备、交流场设备、控制保护及通信系统组成。
控制保护系统及通信是直流系统的大脑，实现系统数据处理、指令分配和协调；
换流变和换流阀为直流系统的心脏，实行功率的交换和电力变换及快速控制执行；
直流场设备为直流系统的手脚，实现数据采集、谐波滤除、设备和线路的保护与控制、运行方式转换等。
三、直流场设备构成及简介
按照功能，直流场设备分为：穿墙联结及过电压保护设备、运行与保护控制执行设备、谐波处理设备、系统采样设备。
◆穿墙联结及过电压保护设备:套管、避雷器
1) 直流穿墙套管
穿墙套管主要用于母线或极线从户外向户内、户内向户外、户内向户内之间穿过墙壁，并保证载流导体与地绝缘。
按安装地点分为户内和户外式两种；按结构形式可分为带导体型和母线型两种。
直流套管按照使用场合可分为极线、中性母线及滤波器穿墙套管。
极线穿墙套管（见图1）为带导体型，通过特殊结构设计的导体及端盖处的柔性联结，有效解决轴向的热运动。
用于阀厅的中性母线套管除满足载流、绝缘性能外，还要满足零磁通电流互感器的安装要求。
图1 极线穿墙套管
2) 场用避雷器
场用避雷器分为六脉动避雷器、极线避雷器和中性母线避雷器。
对大气和设备操作过电压进行保护，满足合适的绝缘配合水平。
六脉动避雷器倒悬式安装在阀厅中，能降低Y，y变压器阀侧绕组的绝缘水平，其动作数据通过光纤上传，外套为复合绝缘，多单元串连组成。
极线避雷器根据安装位置分为户内、户外式；根据安装方式分为支撑式、倒悬式，而倒悬式又分为低压端悬吊和高压端悬吊。
外绝缘形式分为瓷套式（多柱并联封装）、复合式。
复合式将成为未来发展的方向。
中性母线避雷器除安装在阀厅中的避雷器外，其余户外安装。
除柱数的特殊要求采用瓷套式外，多为复合式。
整流侧金属母线避雷器为大能量避雷器，逆变侧接地极避雷器为大能量避雷器，备件需要热备用。
3) 滤波器避雷器
由于滤波电容器全部安装在接近母线的高压侧，电容器本身具备耐受过电压和隔离过电压的作用，因此滤波器避雷器安装在滤波器组低压侧，主要保护由滤波器两端直接短路在低压设备上产生的过电压。
◆运行与保护控制执行设备：直流断路器、直流隔离开关及接地开关、阀厅地刀
1) 直流断路器
直流断路器（见图2）由交流断路器改造而成，主要由SF6断续器、电抗器电容器串连回路、非线性电阻器构成的并联回路实现。
直流断路器的配置实现故障的保护切除、运行方式的转换以及检修隔离等目的。
安装方式多为户外。
图2 直流断路器
a) NBS断路器：当单极计划停运，换流器在没有投旁通对的情况下闭锁，换流器将使该极直流电流降为零，NBS 在无电流的情况下分闸。
这也是换流器在出现接地故障以外的故障时利用NBS进行隔离的正常程序。
当正常双极运行时，如果一个极内部出现故障，故障极带投旁通对闭锁，则利用NBS将正常极注入接地故障点的直流电流转换至接地极线路。
b) MRTB断路器：用以将直流电流从单极大地回路转换到单极金属回路，以保证转换过程中不中断直流功率的输送。
必须与GRTS断路器联合使用。
c) GRTS断路器：用以将直流电流从单极金属回线转换至单极大地回线。
必须与MRTB断路器联合使用。
d) NBGS断路器：当接地极线路断开时，利用NBGS的合闸建立中性母线和大地的连接，防止中性母线因不平衡电流产生电压的升高导致双极闭锁。
当接地极线路恢复正常时，NBGS断开将电流从换流站接地网转换至接地极线路。
NBGS通过临时接地通路减少NBS的转换电流。
2) 直流隔离开关及接地开关
隔离开关及接地开关的配置实现故障的保护切除、运行方式的转换以及检修隔离等目的。
按照安装位置分为极线隔离开关及接地开关、中性母线隔离开关及接地开关。
根据用户要求，隔离开关和接地开关可以是组合式、分立式。
极线隔离开关可以是三柱水平旋转式、双柱伸缩式，中性母线隔离开关为双柱水平打开式，接地开关为竖直立开式。
滤波器组高压侧隔离开关要具有直流开断能力，最大开断电流值100A。
3) 阀厅接地开关
阀厅接地开关的主要功能是实现换流变压器、换流阀检修、停运时的保护性接地。
安装方式可以为落地式、侧墙式。
阀厅接地开关刀臂长度的设计依据现场换流变压器套管的位置。
◆谐波处理设备：直流滤波电容器组（滤波及中性电容器组，接地极监视电容器组，P LC/RI电容器组）、电抗器组（滤波电抗器组，接地极监视电抗器组，P LC/RI电抗器组）
1) 直流侧谐波的危害：
对直流系统本身的危害，直流侧除滤波器外的所有设备中流过的谐波电流，都会造成附加发热，增加设备的额定值要求和运行费用。
另外，当谐波水平达到一定值时，可能引起直流保护系统误动。
对线路临近通讯系统的危害，直流侧谐波的频率范围基本在5～6kHz以下的音频谐波电流，其最大危害是对直流线路和接地极线路走廊附近的明线电话线路的干扰。
流侧的谐波电流通过换流器转移到交流系统，可能造成这些系统运行性能的显著下降。
2) 滤波器(由电容器、电抗器、避雷器、电阻器等组成)配置满足如下功能（见图3）：
图3 直流滤波器
直流滤波器降低流入直流线路和接地极引线中的谐波分量。
由并联在每极直流母线和中性母线之间的两组双调谐无源直流滤波器组成。
其中心调谐频率针对谐波幅值较高的特征谐波并兼顾等值干扰电流影响较大的高次谐波。
直流滤波器组一般采用滤除特征谐波的无源双调谐或三调谐电容器、电抗器组；
安装在中性点和地之间的中性点滤波系统，滤除流经该处的各低次非特征谐波，为换流变杂散电容入地的谐波电流提供就近的返回中性点的通道。
P LC滤波器防止换流器产生的P LC载波频域的噪声沿直流线路传输对沿线交直流线路上的P LC载波信号的干扰。
◆系统采样设备：极线OCT,零磁通互感器、滤波器低压侧电流互感器、直流电磁电流互感器、直流分压器
直流测量装置的测量原理或关键参数的考核不同于交流设备，通过系统采样为直流系统提供保护、控制的电流、电压，实现定电流、定δ、定功率等控制多种控制方式。
极线OCT分为纯光式、光电式，安装方式可以为支撑式、自立式。
主要采集极线、滤波器支路的电流值。
采样及输出通道要求独立、互不干扰。
数据可以模拟或数字输出。
零磁通电流互感器主要采集中性母线、NBGS下侧、GRTS后侧、接地极线上的直流电流值。
安装方式为支撑式。
模拟量输出。
滤波器低压侧电流互感器主要采集滤波器支路的谐波电流值，直流电磁电流互感器主要测量中性母线电容器、中性母线避雷器E2、接地极线避雷器E L处的电流值。
测量方式为电磁型，安装方式为支撑式，根据电压不同绝缘方式分别为油浸式、干式。
模拟量输出。
直流分压器分为电流互感器型和RC串连加直流放大器型。
采样及输出通道要求独立、互不干扰。
安装方式为支撑式。
模拟量输出。
