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直流输电基础直流输电换流原理（逆变器部分）主要内容⏹单桥换流器⏹整流器✓无相控：电压、电流、功率✓有相控：电压、电流、功率⏹逆变器⏹双桥换流器⏹谐波23换向角60︒< γ <120︒时运行工况分析4整流器的等值电路（60︒< γ <120︒）560︒< γ <120︒时的换相电流与直流电压波形760︒< γ <120︒时的换相过程（T 1→D 4）（续）113, 0cos(30)s t i A I ωαα===-︒13[cos(30)cos(30)]s i I t αω=-︒--︒13cos(30)s i I α⎡=-︒+⎢⎣时的换相91160︒< γ <120︒时的阀电流和交流侧电流60︒< γ <120︒时的电压波形a相电压n端电压m端电压直流电压阀电压121360︒< γ <120︒时运行情况分析•3 -4工况•最小开通滞后角（强制开通滞后角）30P α<︒30α=︒30P α≥︒P αα=14最小开通滞后角α （γ = 60︒）单桥逆变器原理18换流器逆变运行的条件•整流器空载直流电压大于逆变器空载直流电压•逆变器由交流系统提供换相电流（两相电路电流）•有足够大的越前关断角•只有具备正向阻断能力的器件可构成逆变器1920换流器直流侧电压（60°< < 120°）直流电压正负交替21换流器直流侧电压（120°< < 180°）直流电压恒为负逆变器的触发越前角β 与越前关断角δβ ：阀的触发时刻越前于相应的线电压过零点的电角度，β＝180°-αδ：阀关断时刻到相应的线电压过零点的电角度，又称为熄弧角2223各角度之间的关系180180αβγδβαγζδζ+=︒+=+=+=︒触发滞后角触发越前角换相重叠角越前关断角关断滞后角•触发滞后角α•触发越前角β•换相重叠角γ•越前关断角δ逆变器的直流电压（γ> 0）v mv nv d =vm-vn触发脉冲e ca 过零点2425换流器直流侧电压（ > 90°）26换流器直流侧电压（ > 90°）27换流器直流侧电压（整流逆变）2815: 0d dt i i i I i I γγωαπβ==-===-=换相开始逆变器换相过程（V 5 →V 1 ）30逆变器换相过程（V 5 →V 1 ）[][]1225: cos cos cos cos()0s s d d t i i I I I i I i γγωαγπδβδδδα=+=-==-+=-+==-=换相结束逆变器的越前关断角与换相失败•δ不够大有可能导致换相失败•为保证逆变器正常运行，应使得δ> δ 0•δ 0 ≥15︒（50Hz系统）（60Hz系统：δ 0 ≥18︒）31逆变器的直流电压（α > 90︒，γ> 0）•将逆变器电压波形旋转180︒•δ→α，γ→γ•得到V d的负值3234逆变器的阀电压35逆变器的阀电压（β≤60︒）与阀电流导通关断（承受反压）关断（承受正压） δδ'=T ：施加触发信号时刻；C ：理想出现导通或关断条件时刻；D ：阀换相结束时刻；36逆变器的阀电压：实际越前关断角δ '60δγ'=︒-60︒< β≤90︒：后继换相齿前沿与横轴交于C '6实际越前关断角δ '物理意义：从施加触发信号到阀导通期间承受反向电压的电角度37逆变器的阀电压：实际越前关断角δ '30δδ'=-︒β> 90︒：后继换相齿前沿全部处于横轴下面38逆变器安全运行条件γ≤45︒时：•情况1（β≤60︒）：δ '= δ = β-γ •情况2（60︒< β≤90︒）：δ '= 60︒-γ•情况3（β> 90︒）：δ '= δ-30︒= β-γ -30︒45δ≥︒15δ'≥︒15δ'≥︒?39逆变器安全运行条件γ> 45︒时：•情况1（β< 60︒）：δ '= δ = β-γ •情况2（60︒< β< 90︒）：δ '= 60︒-γ•情况3（β> 90︒）：δ '= δ-30︒= β-γ -30︒45δ≥︒15δ'≥︒15δ'≥︒?2 2⎫⎪⎭⎫⎪⎭41等β 等值电路可控逆变器的等值电路0 cos d d dV V R I γβ=+42可控逆变器的等值电路（续）等γ等值电路0 cos d d dV V R I γδ=-可控逆变器的外特性（反电压）ααα(15)β=︒43换流器的工况图•V d、I d、α、β、γ、δ、P、Q、W、cosϕ等量之间的关系•I d -V d工况图•P-Q工况图44等δ 线等γ 线4849I d -V d 直角坐标系的工况图（二）等cos ϕ 、等视在功率、等有功功率及等无功功率轨迹：cos y ϕ=等cos ϕ 方程（近似）*x W =等视在功率方程（近似）*xy P =等有功功率方程22*(1)x y Q -=等无功功率方程50I d -V d 直角坐标系的工况图（二）cos y ϕ=等cos ϕ 方程（近似）*x W =等视在功率方程（近似）*xy P =等有功功率方程22*(1)x y Q -=等无功功率方程等cos ϕ 线等有功功率线等无功功率线等视在功率线。
实用标准文档直流输电的基本原理1 换流器电路的理论分析 (1)1.1 忽略电源电感的电路分析(即L c=0) (2)1.2 包括电源电感的电路分析(即L c≠0) (10)1.2.1 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 (15)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，U a、U b和U c表示A、B、C三相交流电压，它们之间相差120゜。
令U a=E m sin(wt+150)U b=E m sin(wt+30)U c=E m sin(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，为了便于分析，我们先假设该电感不存在，即L c=0。
（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︒。
