什么是触发延迟角，触发超前角，换相角差，熄弧角

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2015-06-10 06:12 标签： 相角裕度
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[整理版]直流输电温习题1
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高压直流输电复习解答.doc 13页
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高压直流输电复习解答
根据图1简述直流输电的基本原理，画出等值电路图. 并写出直流电压、直流电流与交流电压的关系表达式。
基本原理：
图中包括两个换流站，CS1为整流站，CS2为逆变站，交流系统Ⅰ侧电压经CS1后产生的直流电压，而CS2将直流电压逆变为交流系统Ⅱ侧的电压，若，则可实现交流系统Ⅰ通过直流线路向交流系统Ⅱ输送功率，若，则可实现交流系统Ⅱ向交流系统Ⅰ输送功率，由此可见可以实现两个交流系统通过直流线路的功率交换。
等值电路：
简介“背靠背”换流方式。
定义：将整流站和逆变站建在一起的直流输电系统
费用相对较低
易于双向调节区域潮流
需要时随时可通过旁路转换成交流联接
目前应用较多，主要是互联电网时限制短路电流的增加，提高电网运行的稳定性，以及不同频率电网之间互联时起变频站作用。此外在系统增容时能够限制短路容量，以避免大量电气设备的更换。
列举直流输电的优点与适用场合：
输送相同功率时，线路的造价低
线路有功损耗小
适合海下输电
不受系统稳定极限的限制
直流联网对电网间的干扰小
直流输电的接入不会增加原有电力系统的短路电流容量
输送功率的大小和方向可以快速控制和调节，运行可靠
远距离大功率输电
海底电缆输电
不同频率或者同频率非同步运行的两个交流系统之间的联络
用地下电缆向用电密度高的大城市供电
交流系统互联或者配电网增容时作为限制短路电流的措施之一
配合新能源的输电
两端直流输电的运行接线方式.
主要分为单极线路方式、双极线路方式两大类，具体如下：
单极线路方式：
单极一线式：用一根空导线或者电缆，以大地或者海水作为返回线路组成的直流输电系统
单极两线式：导线数不少于两根，所有导线同极性。
双极线路方式：
双极线路中性点两端接地方式
双极中性点单端接地方式
双极中性线方式
“背靠背”换流方式
延迟角、换相角(重叠角)、超前角、熄弧角的概念。
延迟角：从自然换相点到阀的控制极上加以控制脉冲这段时间，用电气角度来表示极为延迟角。
换相角：整流侧换相过程中所经历的相位角
超前角：为了使换流器由整流状态转变为逆变状态，增大延迟角ａ﹥90，此时以代替延迟角，其中称为超前角
熄弧角：逆变侧换相结束时刻到最近一个自然换相点之间的角度。
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。
换相等值电路如下图右所示：
当导通的阀V1换相至阀V3的过程中，由于系统存在电感，换流变也有漏抗，所以回路中电流不会突变，而存在一个阀V1和V3共同导通的时间。
当换相开始的瞬间，即电路由一组阀（如V1V2 ）导通变为另一组阀（V1V2V3 ）导通的瞬间，电感支路的电流不会突变。
当经过一定相角μ之后，电流ik增大到Id，同时有i1=Id-ik=0所以阀V1就关断了，换流器变为两个阀（V2V3）导通的状态。
由于阀V1关断后承受着反向电压，从而保证了阀V1的关断。
延迟角为什么不能太大也不能太小?
整流工况下，a太小，欲导通的阀在有触发脉冲时承受的正向压降太小可能导致导通失败或者延时，a太小则会使功率因素太低。
逆变工况下，当直流电流一定，随着a的增加，换流器所需的无功功率将小。因此，从经济角度来说，提高换流器运行触发角会使得交流侧功率因素增大，因此输送相同直流功率时，所需的无功功率将减小。但a的增大，会导致换相角的增大，从而使熄弧角较小。为保证换流器的安全运行，a不能太大。
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？
阀在关断之后还需要一个载流子负荷的过程，因此熄弧角必须足够大，如果熄弧角太小，将引起换相失败。
另一方面如果一味增大熄弧角以减少换相失败，会使直流系统的传输功率减少，增大系统消耗的无功，降低直流输电系统运行的经济性。
什么叫经济调节”，什么叫安全调节？
若任一γ & γ 0γ，一次调节即达到γ& γ 0
若min(γ)& γ 0γ ，将最小的γγ 0 ，其他各阀必然满足γ ≥ γ 0
换相失败的原理是怎样的？换相失败的解决方法有哪些？
换相失败的原理：
当两个桥臂之间换相结束后，刚退出导通的阀在反向电压作用的一段时间内，如果未能恢复阻断能力，或者在反向电压期间换相过程一直未能进行完毕，这两种情况在阀电压变为正向时被换相的阀都将向原来预定退出导通的阀倒换相，称为换相失败。
解决方法：
利用无功补偿维持换相电压稳定
采用较大的平波电抗器
系统规划时选择短路电抗较小的换流变
增大β或γ的整定值
采用适当的控制方式
人工换相（强迫换相）
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。
指出图5换流站中各标号代表的
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08_应用PSCAD进行直流输电系统仿真研究解释.ppt 189页
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一、高压直流输电系统的主要元件
二、相关元件的PSCAD模型
三、高压直流输电系统运行与控制
四、高压直流输电系统的PSCAD仿真 一、高压直流输电系统的主要元件
3. 换流器（converter）：将交流电转换成直流电，或者将直流电转换成交流电的设备。 作用: 使HVDC系统建立自己的对地参考点； 减小注入系统的谐波。 作用:
减小注入直流系统的谐波；
减小换相失败的几率
限制直流短路电流峰值
防止轻载时直流电流间断 种类: 交流滤波器， 直流滤波器 有源滤波器； 种类: 无源类： 电容器 有源类： （同步）调相机，SVC 种类: 架空线路 电缆线路 二、相关元件的PSCAD模型 2.1 电力电子器件模型
2.2 阀模型 2.3 换流桥模型 2.4 换流变模型
2.5 线路模型 2.6 交流系统 2.7 其它元件模型 2.1 电力电子器件模型 2.2 阀模型 2.3 换流桥模型 2.4 换流变模型 2.5 线路模型 2.6 交流系统 2.7 其它元件模型 2. 直流侧滤波器 3. 交流侧滤波器 三、高压直流输电的运行与控制 3.1 HVDC的分类 3.2 HVDC换流器工作原理 3.3 HVDC的工作原理
3.4 HVDC的控制 3.5 HVDC的谐波特性 3.1 HVDC的分类 背靠背(Back-to-Back)：单极类、双极类、同极类 3.2 HVDC换流器的工作原理
描述整流器工作方式的几个角度：
=触发延迟角
=叠弧角（换相角）
=熄弧延迟角=
+ 描述逆变器工作方式的几个角度：
=触发超前角=
=熄弧超前角=
3.3 HVDC的工作原理
从交流系统Ⅰ向交流系统Ⅱ输电时，换流站Ⅰ把交流系统Ⅰ送来的三相交流功率变换成直流功率。通过直流输电线路把直流功率输送到换流站Ⅱ，再由换流站Ⅱ将直流功率转换成交流功率，送入交流系统Ⅱ 。这个过程称作HVDC。
此时换流站Ⅰ为整流站，换流站Ⅱ为逆变站。 3.4 HVDC的控制
高压直流控制系统的目的，是在保持每个极的最大独立性和不危及设备安全的条件下，对功率方向、功率的大小和变化速度提供有效并具有最大灵活性的控制。该控制系统应具有相当高速的控制性能，它能够对交流系统和直流系统的扰动作出很好的响应。控制系统应使高压直流系统消耗的无功功率最少。它还应能适应以下情况：
1) 增加并控制无功功率消耗，必要时还可控制交流电压；
2) 频率控制；
3) 有功功率调制；
4) 有功功率和无功功率联合调制；
5) 次同步谐振（SSR）的阻尼；
6) 远方控制。 3.5 HVDC的谐波特性 1. 直流侧谐波 特征谐波
6脉动换流器
6、12、18、…
12脉动换流器
12、24、36、… 非特征谐波
产生的原因：
交流电压中含有谐波电压
两个6脉动组的换流变漏抗／变比误差
两极换流器运行参数不相等
换流变三相漏抗误差
触发脉冲不等距
直流谐波的危害
1）对直流系统本身
直流侧设备附加发热
设备额定值?
2）对直流线路和接地极线路邻近通信系统的
干扰，主要是明线电话线路
3）通过换流器使交流谐波?
换流器是频率转换器 减小直流谐波的途径
增加脉动数
超过12脉动不合算
减小阀的触发角
受运行方式限制
改变直流线路参数
增大衰减常数(理论)
装设直流滤波器
直流滤波器类型
无源型 (葛南、三常、三广等)
完全有源型
混合有源型 (天广) 直流滤波器的配置方案：
目前世界上的HVDC工程，通常采用如下直流滤
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