采用吸收与并联电容换向的高压直流输电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种采用吸收与并联电容换向的高压直流输电系统。其包括换流变压器、吸收与并联电容器、换流器，所述换流变压器的高压绕组侧与高压电网相连接，所述吸收与并联电容器与换流器并联后接在换流变压器的低压绕组侧，所述的吸收与并联电容器为采用三角型联结或星型联结。本发明专利技术能吸收换流变压器阀侧绕组上的电压或电流高频成分，滤除谐波电压或电流，实现无功补偿，替代换流变压器网侧绕组侧安装的无源滤波装置；降低换流变压器的噪声，取消BOX‑IN降噪装置；能改善整流与逆变器换相；降低换流变压器的运行损耗，延长穿墙套管及换流变压器的使用寿命。可以适用于超高压和特高压直流输电。

High voltage direct current transmission system using absorption and shunt capacitor commutation

The invention discloses a high voltage direct current transmission system adopting an absorption and a parallel capacitor commutation. It includes converter transformer, absorption and shunt capacitor, converter, high voltage winding of the converter transformer and the high voltage grid connected to the absorption and parallel capacitor and converter parallel connected in low-voltage winding of converter transformer, the capacitor is connected in parallel with the absorption adopts the triangle connection or star. The invention can absorb the change of voltage or current high frequency transformer valve side winding, eliminating harmonic voltage or current, reactive power compensation, passive filter replacement converter transformer winding side installation; reduce the noise of the converter transformer, cancel the BOX IN noise reduction device can improve the rectifier and inverter; phase; reduce the operating loss of converter transformer, converter transformer and bushing to extend the service life. Can be applied to EHV and UHV DC transmission.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高压直流输电系统，特别涉及一种采用吸收与并联电容换向的高压直流输电系统。
技术介绍
在高压直流输电系统中，由于换流变压器短路阻抗在18～22％之间，换向重叠角较大，为了避免换相失败，总要保证熄弧角γ具有15°或更大的裕度。这导致直流输电换流站消耗大量的无功功率。对于采用电网换相换流器(LCC)技术的传统直流输电系统，由于换相电压全部由交流电网提供，弱交流系统很容易发生换相失败；且全部约50％直流功率的无功功率由网侧补偿系统经过换流变压器提供，增加了换流变压器的容量需求和损耗。换流器造成的5、7次特征谐波电流靠12脉动变流系统在网侧汇流滤除，另外加装11、13次和更高次滤波器，确保网侧谐波含量满足要求。换流器及换流变压器所需的无功功率由上述滤波器补偿一部分，其余由网侧交流母线上的并联电容SC提供。对于采用串联电容换相换流器(CCC)技术的高压直流输电，可以克服电网换相换流器的上述缺点。将固定电容器串联接入传统换流系统的换流变压器和换流器之间，通过串联电容器来补偿换流器的无功消耗，使当换流器的α(整流)、γ(逆变)角接近于0甚至为负时，系统仍能稳定运行。减少了无功也降低了从而在无功消耗大大减小的同时避免了换相失败的发生。但暂态过电压问题，限制了CCC技术的工程应用。超高压和特高压直流输电系统，变流器(整流和逆变)换流时，在换流变压器的阀侧绕组上产生具有严重毛刺的电压波形，傅里叶分解表明，该电压除了含有较大的n＝6k±1(k＝1,2,3,...)低次特征谐波外，还有丰富的高次分量。专利申请者开展的试验研究表明：正是由于这种含有严重畸变的电压导致了换流变压器噪声超过同等容量的电力变压器噪音，达到80分贝以上，以致不得不采用昂贵的BOX-IN技术来满足环境要求。
技术实现思路
为了解决现在直流输电系统存在的上述技术问题，本专利技术提供一种谐波小、损耗小、寿命长、噪声小的采用吸收与并联电容换向的高压直流输电系统。该系统在换流变压器阀侧绕组出线的交流母线上，并接吸收与并联电容器，实现换流器的换流，并取代传统直流输电系统网侧交流母线上并接的滤波与补偿装置(FC+SC)。相对于LCC以及CCC，ASCCC不仅仅能补偿无功与改善换相，还能够有效的滤除6脉波系统的7次及以上次谐波(12脉波系统，网侧的5、7次谐波电流通过两个6脉波系统汇流后滤除)，降低换流变压器噪声。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种采用吸收与并联电容换向的高压直流输电系统，包括换流变压器、吸收与并联电容器、换流器，所述换流变压器的高压绕组侧与高压电网相连接，所述吸收与并联电容器与换流器并接在换流变压器的低压绕组侧。所述吸收与并联电容器为采用三角型联结。所述吸收与并联电容器也可以为星型联结。本专利技术的有益效果是：1)大大降低换流变压器的噪音，取消BOXIN降噪装置；2)取代传统高压直流输电的网侧滤波与功率因数补偿系统，满足(特)高压直流输电系统的滤波(可以实现网侧电流畸变率<5％)与功率因数补偿要求；3)降低换流变压器的运行容量和损耗；4)换流变压器及穿墙套管承受的电磁应力可以大大降低，从而增加使用寿命；5)降低换流变压器的运行损耗，也因此减少冷却风扇的开启频率，进一步降低换流变压器噪音；6)可以改善变流器的换向，特别是减少逆变失败。且使当换流器的α(整流)、γ(逆变)角低于传统的15°，从而减少无功需求和谐波电流含量。附图说明图1是传统直流输电系统的结构框图。图1中各部件说明如下：1：交流输电系统，2：换流变压器3：滤波与补偿装置(FC+SC)，3：换流变压器，4：6脉动换流器,5：平波电抗器。其中滤波与补偿装置(FC+SC)包括BP11/13滤波器、HP24/36滤波器、HP3滤波器以及SC并联滤波器。图2是本专利技术的结构框图。图2中各部件说明如下：1：交流输电系统，2：换流变压器，3：吸收与并联电容器(ASC),4：6脉动换流器,5：平波电抗器。图3是星形连结的吸收与并联电容器结构示意图。图4是三角形连结的吸收与并联电容器结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。参见图2，本专利技术包括交流输电系统1、换流变压器2、吸收与并联电容器3、6脉动换流器4和平波电抗器5。换流变压器2为采用Yy联结的换流变压器；吸收与并联电容器3与6脉动换流器4并联后和换流变压器2的阀侧直接相连；换流变压器2、吸收与并联电容器3与6脉动换流器4构成一个6脉动变流单元，与另一个换流变压器为Yd联结的6脉动变流单元构成12脉动变流单元；两个6脉动换流站的交流侧分别通过公共交流母线与交流输电系统1连接，用于将交流输电系统1中的交流电转换成直流电，经过平波电抗器5后通过架空线或电缆传送到接收地点后，再经过逆变侧还原成交流电送入另一交流输电系统。其中，吸收与并联电容器3为采用星型或三角型联结的吸收电容，参见图3、4，具体联结方式、电容容量、分组数量由实际工程确定。以上所述实施例仅表达了本专利技术的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本专利技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。因此，本专利技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用吸收与并联电容换向的高压直流输电系统，其特征在于：包括换流变压器、吸收与并联电容器、换流器，所述换流变压器的高压绕组侧与高压电网相连接，所述吸收与并联电容器与换流器并联后接在换流变压器的低压绕组侧。

【技术特征摘要】
2016.10.18 CN 20161090558121.一种采用吸收与并联电容换向的高压直流输电系统，其特征在于：包括换流变压器、吸收与并联电容器、换流器，所述换流变压器的高压绕组侧与高压电网相连接，所述吸收与并联电容器与换流...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗隆福，周冠东，张志文，赵亮，梁崇淦，欧阳志国，
申请(专利权)人：湖南大学，湖南华大电工高科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43