2018高压输电换流器的特点与技术发展

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　　 ［摘 要］ 文章论述高压输电换流器的特点与技术发展状况，讨论其特点及不足之处，为高压输电换流技术的运用提供参考。
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　　 ［关键词］ 高压输电；强迫换相；电容换流器；新技术
　　 ［作者简介］ 周彤，广西送变电建设公司，广西 南宁，530031
　　 ［中图分类号］ TM72 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1007-7723（2011）11-0103-0004
　　
　　 高压输电换流系统中的强迫换相换流器包含电容换相换流器(CCC)和可控串联电容换流器(CSCC)。以下通过讨论这两种换流器的技术原理介绍相关技术发展。
　　一、电容换相换流器及其技术原理
　　 电容换相换流器CCC是在换流器和换流变压器之间串联换相电容器加以构成的，如图1所示的运用。换流器的换相电压为换流变压器阀侧电压与换相电容器两端电压的代数和。换相电容器端电压Uc与流经换相电容器的直流电流Id及每个阀的导通时间t成正比，与换相电容器的电容量C成反比，即可表示为：
　　
　　
　　 由此可见，随着直流电流的增大，换相电容器端电压变高，同时使换相电压滞后于换流变阀侧电压。以c相为例说明如下。
　　 设换流变阀侧三相电压ua、ub、uc和三相电流i■、i■、i■对称。如图2所示：
　　
　　 参考方向下，换相电容器端电压 ，其数值正比于电流Ia，相位比电流ia超前90°。换流器端口电压，即换相电压ua1=ua+ua2a。用相量表示则为ua1=ua+ua2a，从其相量图3可见，换相电压ua1落后于换流变阀侧电压Ua一个角度θ。滞后角度与电容器的电容量以及换流器的直流电流有关。电容量越小，或直流电流越大，均导致角度θ增加。只有当直流电流为零时，即空载时，滞后的角度才为零，即换相电压ua1，与换流变压器阀侧电压同相位，换相电容器不产生相位后移。
　　 换相电容器端电压近似为正弦波，以b相为例分析如下。
　　 对于图2，由基尔霍夫电流定律可知，ib=iv1-ivT3。当VT6导通后，iVT6对b相换相电容Ca充电，使b'对b的电位逐渐升高，即使换相电容器端电压Ub'b由最小值逐渐增加，如图4b中AB线段所示。当VT6向VT2换相结束时，VT6关断，ivt4=0，此时充电结束，电压Ub'b保持正极值不变，如图4b中BC段所示。当VT3导通后，ivT3对b相电容C反充电，使电压Ub'b逐渐减小，直到VT3关断，如图中CD段所示。当ivT3=0，ub'b。维持负极值不变，如图4b中DA段所示。这样换相电容C上形成一个接近正弦波的梯形波，如图4b所示。换相电容器上流过的电流与每个单桥逆变器的相电流相似，仍为近似矩形波，见图4c。
　　 从上述分析可见，由于换相电容器附加电压的影响，使CCC的换相电压滞后换流变阀侧电压一个角度θ，从而使阀臂上实际的线电压过零点比交流系统提供的线电压过零点滞后同一个角度。因此，当逆变器的触发超前角β