换流变压器:向换流器提供适当等级的不接地三相电压源设备。
平波电抗器:减小注入直流系统的谐波,减小换相失败的几率,防止轻载时直流电流间断,限制直流短路电流峰值。
滤波器:减小注入交、直流系统谐波的设备。
无功补偿设备:提供换流器所需要的无功功率,减小换流器与系统的无功交换。
高压直流输电对比交流输电:
1)技术性
功率传输特性。交流为了满足稳定问题,常需采用串补、静补等措施,有时甚至不得不提高输电电压。将增加很多电气设备,代价昂贵。直流输电没有相位和功角,无需考虑稳定问题,这是直流输电的重要特点,也是它的一大优势。
线路故障时的自防护能力。交流线路单相接地后,其 过程一般约0.4~0.8秒,加上重合闸时间,约0.6~1秒恢复。直流线路单极接地,整流、逆变两侧晶闸管阀立即闭锁,电压降为零,迫使直流电流降到零,故障电弧熄灭不存在电流无法过零的困难,直流线路单极故障的恢复时间一般在0.2~0.35秒内。
过负荷能力。交流输电线路具有较高的持续运行能力,其相当大输送容量往往受稳定极限控制。直流线路也有一定的过负荷能力,受制约的往往是换流站。通常分2小时过负荷能力、10秒钟过负荷能力和固有过负荷能力等。前两者葛上直流工程分别为10%和25%,后者视环境温度而异。就过负荷而言,交流有更大灵活性,直流如果需要更大过负荷能力,则在设备选型时要预先考虑,此时需增加投资。
潮流和功率控制。交流输电取决于网络参数、发电机与负荷的运行方式,值班人员需要进行调度,但又难于控制,直流输电则可全自动控制。直流输电控制系统响应快速、调节精确、操作方便、能实现多目标控制。
短路容量。两个系统以交流互联时,将增加两侧系统的短路容量,有时会造成部分原有断路器不能满足遮断容量要求而需要更换设备。直流互联时,不论在哪里发生故障,在直流线路上增加的电流都是不大的,因此不增加交流系统的断路容量。
电缆。电缆绝缘用于直流的允许工作电压比用于交流时高两倍,例如35kv的交流电缆容许在100kv左右直流电压下工作,所以在直流工作电压与交流工作电压相同的情况下,直流电缆的造价远低于交流电缆。
输电线路的功率损耗比较。在直流输电中,直流输电线路沿线电压分布平稳,没有电容电流,在导线截面积相同,输送有用功率相等的条件下,直流线路功率损耗约为交流线路的2/3。并且不需并联电抗补偿。
线路走廊。按同电压500kv考虑,一条500kv直流输电电线路的走廊约40m,一条500kv交流线路走廊约为50m,但是1条同电压的直流线路输送容量约为交流的2倍,直流输电的线路走廊其传输效率约为交流线路的2倍甚至更多一点。
总的来说,下列因素限制了直流输电的应用范围:不能用变压器来改变电压等级;换流站的费用高;控制复杂。
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