HVDC复习总结高压直流输电
1. 根据图1简述直流输电的基本原理。
2. 两端直流系统的接线方式有哪些？
单极线路方式： 双极线路方式： 背靠背方式：
3. 双极两端中性点接地的直流工程，当一极停运后，可选择哪些接线方式运行？
4. 简介“背靠背”换流方式。
5. 列举直流输电适用场合：
6. 延迟角、重叠角、超前角、熄弧角的概念。
7. 在图2上标出延迟角、重叠角、超前角、熄弧角、自然换相点等，并画出其相应的直流
输出电压示意图。
图2
图3
8. 依据图3单桥整流器在α>0，μ>0时的换相电路，画出其等值电路图，并简述V1向V3
换相过程。
正确描述换相过程及其对应的等值电路图。
9. 换相失败的原理是怎样的？换相失败的解决方法有哪些？
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换相失败定义
换相失败的解决方法诸如：
（1）利用无功补偿维持换相电压稳定
（2）采用较大的平波电抗器限制暂态时直流电流的上升 （3）系统规划时选择短路电抗较小的换流变压器 （4）增大β或γ的整定值 （5）采用适当的控制方式 （6）改善交流系统的频谱特性 （7）人工换相
10. 为什么要求逆变器的熄弧角必须有一个最小值，但也不能太大？
在换相结束时刻到最近一个自然换相点之间的角度称为熄弧角γ。由于阀在关断之后还需要一个使载流子复合的过程，因此熄弧角必须足够大，使换流阀有足够长的时间处于反向电压作用之下，以保证刚关断的阀能够完全恢复阻断能力。其大小为阀恢复阻断能力所需时间加上一定的裕度，一般为15?或更大一些。
熄弧角过大，则逆变器侧消耗的无功也越大，因此从经济运行的角度出发，γ也不宜取得过大。
11. 在图4上标出延迟角、重叠角、超前角、熄弧角、自然换相点等，并画出其相应的直流
输出电压示意图。
图4
图5
12. 试写出整流侧、逆变侧直流母线电压与阀侧空载直流
线电势有效值、直流电流、延迟角、超前角、熄弧角的关系。
13. 指出图5换流站中各标号代表的设备名称，并介绍一
些主要设备的功能。
1) 换流桥：实现交流与直流转换的核心部分
2) 换流变压器：实现交流系统与直流系统的电绝缘与隔离；电压变换；对交流电网入
侵直流系统的过电压有一定的抑制作用
3) 平波电抗器：抑制直流过电流的上升速度；滤波；.缓冲过电压
4) 无功补偿装置：提供无功功率、电压调节和提高电压稳定性（电容器组、同步调相
机、静止无功补偿装置）
5) 滤波器组：滤波，同时还可以提供一部分的无功。
14. HVDC对晶闸管元件的基本要求有哪些？
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15. 换流变压器的作用是什么？有什么特点？
16. 平波电抗器的作用是什么？
17. 高压直流输电线路按构成方式可分为哪几种？
(1) 单极线路： (2) 同极线路：
(3) 双极线路：
18. 相对于交流电缆而言，直流电缆具有什么优点？
绝缘的工作电场强度高，绝缘厚度薄，电缆外径小、重量轻、柔软性好和制造安装容易；介质损耗和导体损耗低，载流量大；没有交流磁场，有环保方面的优势。
19. 采用大地回路的优缺点是什么？
20. 请画出三种典型的陆地接地极形状。有
直线型、矩形、星型、环型、双环型、圆筒管型等。
21. 讲述高次谐波的概念、分类及危害。
22. 什么是谐波含有率和总谐波畸变率？
直线型 圆环型 星型
谐波含有率（HR）: n次谐波分量的有效值（或幅值）与基波分量的有效值（或幅值）之比，用百分数表示；
总谐波畸变率（THD）：谐波总量的有效值与基波分量的有效值之比，用百分数表示。
23. 简述滤波器的作用及分类。
作用是抑制谐波。滤波器按其用途分为交流滤波器和直流滤波器，按连接方式分为串联滤波器和并联滤波器，按滤波原理分为无源滤波器和有源滤波器，按阻抗特性分为单调谐滤波器、双调谐滤波器、高通滤波器、C型滤波器以及自调谐滤波器等。
24. 某双调谐滤波器的阻抗-频率特性如图6所示，如果它能够很
好地滤除12次和24次谐波，则图中f1和f2分别等于多少？
f1=12*50=600Hz；f2=24*50=1200Hz
25. 分别画出单调谐滤波器、双调谐滤波器、高通滤波器的典型结构及其阻抗-频率特性示意
图。
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图6
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C1 L1 R1 C L R |Z| (Ω) C R L2 L C2 R R2 f (Hz)
26. 直流输电系统控制系统的基本要求：
（1） 限制电流的最大值，避免电流流过阀和其它载流元件出现危险的状况； （2） 限制电流的最小值，避免电流间断而引起过电压；
（3） 要求限制由于交流系统的波形而引起的直流电流波动； （4） 尽可能使功率因数保持较高的值； （5） 尽可能防止逆变器换相失败；
（6） 为了使功率损耗最小，要求保持线路送端电压恒定并且等于额定值； （7） 为控制所输送的功率，有时则要求控制某一端的频率。
27. 直流输电系统在稳态正常运行方式下的运行参数主要是两端的直流电压、直流电流和输送功率。
28. 试指出图7各线段的含义，并说明正常情况
下整流站与逆变站采用的控制方式。当整流侧交流电压降低或逆变侧交流电压升高很多时，整流站和逆变站的控制方式。 MN: 整流器的定延迟角a控制； NC: 整流器的定电流控制； 图7 CJ: 整流器的低压限流特性； JI: 整流器的最小电流限制； PA: 逆变器的定熄弧角γ控制；
QP: 逆变器的电流偏差控制（电流裕度平滑控制）或者定超前角β控制； QE: 逆变器的定电流控制； EL: 逆变器的低压限流特性； LG: 逆变器的最小电流限制；
GH: 逆变器的最小超前角β限制；
29. 潮流翻转的意义、实现方法、调节特性及其响应时间。
30. 直流系统正常起动控制的基本方法是怎样的？
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31. 脉冲触发控制方式有哪两种？各有什么优缺点？
计算题：
1. 已知：12脉换流器，直流额定电压UdN＝±500kV ，直流额定电流IdN＝3.0kA; 交流网侧额定电压
UIN＝525kV；交流网侧最高运行电压UImax＝550kV；整流侧正常触发角α＝15°（最大值为38°）；直流架空输电线路每极正常直流电阻RLN＝8.0欧姆；降压运行要求的直流电压Udr＝350kV；降压运行时的最低直流功率要求Pdmin＝150MW；换流器直流感性压降标幺值dxR＝8.2％；换流器直流阻性压降标幺值drR＝3％，换流阀正向导通压降UT＝0.3kV。试根据上述基本数据选择整流侧换流变压器的正分接头范围（取变压器级差为1.25%）。 解：
由题意整理出如下参数： 额定电压运行方式下单桥：
降压运行方式下：
具体计算如下： 额定电压运行：
（
解之：
理想直流侧额定电压）
由：
所以：降压运行：
解之：
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其中：
代入上式中可得：
同理可得：
所以：
若取分接头级差为1.25%，则所需的正级数为：
降压运行时分接头调到最大值
2. 设某远距离大容量直流输电系统额定电压为±600kV，额定功率为3500MW，采用12脉波换流器，
系统双极接线。额定运行状态下逆变侧的直流电压为±550kV；直流电流为2.917kA；逆变站交流母线电压为505kV。对应6脉波单桥，换流变压器的额定容量为S＝1009MVA，额定电压比为525/245kV，短路阻抗为u％＝15%。求额定运行状态下换流器的内部状态量触发超前角，换相角，关断角，以及注入交流系统的功率。
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