一种用于负荷线路的直流输电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于负荷线路的直流输电系统，限流电抗器对高次谐波呈现高阻抗，滤除了交流电中的高次谐波，减小了交流电波形的畸变，由硅二极管组或三相全波桥式脉动整流装置，整流效果好，谐波分量少，投资节省，平波电抗器滤除整流之后的电流中的交流电流，使整流之后的直流电流波形更平滑，直流电容器对交流呈现导通状态，对直流呈现断开状态，能进一步滤除交流电流，换流装置由具有开断能力的大功率绝缘栅双极晶体管IGBT和硅二级管组成，高通滤波器滤除换流后的高次谐波电流，减小了波形畸变，换流电抗器抵消了电缆电路对地电容产生的电容电流，该直流输电系统实现了负荷线路直流输电，提高了电能的输送容量，节约了导线材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于直流输电
，尤其涉及一种用于负荷线路的直流输电系统。
技术介绍
电力系统中负荷线路的总长度约占系统总长度的80%以上，负荷线路的安全运行对保证系统安全，用户的供电质量具有重要意义，但由于负荷的不断增加，很多线路已处于超负荷运行状态，还有许多线路老化严重，需要对线路进行改进。随着工业化的快速发展，城市用电量急增，线路走廊越来越困难，同时由于城市电网规模越来越大和新能源发电的接入，电网的稳定性受到很大影响。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于负荷线路的直流输电系统，旨在解决随着工业化的快速发展，城市用电量急增，线路走廊越来越困难，同时由于城市电网规模越来越大和新能源发电的接入，电网的稳定性受到很大影响的问题。本专利技术的目的在于提供一种用于负荷线路的直流输电系统，该直流输电系统包括交流电源、交流负荷，该直流输电系统还包括与交流电源的输出端相连接，用于滤除三相交流电中高次谐波的限流电抗器；与所述限流电抗器相连接，用于把三相交流电整流成直流电的整流装置；与所述整流装置相连接，用于对整流装置输出的直流电进行传输的直流输电线路；与所述直流输电线路的末端相连接，用于将直流电转换成交流电的换流装置；与所述换流装置相连接，用于提供电感性电流，以抵消电缆电路对地电容产生的电容电流的换流电抗器；与所述换流电抗器相连接，用于滤除换流后交流电中的高次谐波电流，减小波形畸变的高通滤波器。进一步，所述直流输电线路的首端及末端均设置有对交流电呈现导通状态，对直流电呈现断开状态，进一步滤除直流电流中交流电流的直流电容器。进一步，所述直流输电线路可采用架空线路或直流电缆。进一步，该直流输电系统可选用硅二极管组或三相全波桥式脉动整流装置将交流电转换成直流电。进一步，所述整流装置的整流有关参数如下空载直流电压在一个周期内平均值Ud=2. 34U2=1. 35 ，式中U2为整流桥交流侧相电压有效值，U1为整流桥交流侧线电压有效值流过每个整流二极管的电流平均值=Itl=I /3Id，式中Id为输出直流电流；每个二极管承受的最高反向电压:U0=2. 45U2，交流侧电流有效值:U0=2. 45Id，I2=O. 816Id，直流输出电压平均值脉动系数S=O. 0571。进一步，该直流输电系统可选用具有开断能力的大功率绝缘栅双极晶体管IGBT和硅二级管组成的三相全波六脉动桥式换流装置。本专利技术提供的用于负荷线路的直流输电系统，限流电抗器对高次谐波呈现高阻抗，滤除了交流电中的高次谐波，减小了交流电中的波形畸变，由硅二极管组或三相全波桥式脉动整流装置，安全可靠，整流效果好，谐波分量少，投资节省，平波电抗器滤除整流之后的电流中的交流电流，使整流之后的直流电流波形更平滑，直流电容器对交流呈现导通状态，对直流呈现断开状态，能进一步滤除交流电流，换流装置由具有开断能力 的大功率绝缘栅双极晶体管IGBT和硅二级管组成，高通滤波器滤除换流后的高次谐波电流，减小了波形畸变，换流电抗器抵消了电缆电路对地电容产生的电容电流，该直流输电系统实现了负荷线路直流输电，减少了线路走廊，提高了电能的输送容量，节约了导线材料，具有较强的推广与应用价值。附图说明图I是本专利技术实施例提供的用于负荷线路的直流输电系统的原理接线图。图中10、交流电源；11、限流电抗器；12、整流装置；13、平波电抗器；14、直流输电线路；15、换流装置；16、换流电抗器；17、交流负荷；18、直流电容器；19、高通滤波器。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定专利技术。图I示出了本专利技术实施例提供的用于负荷线路的直流输电系统的结构。为了便于说明，仅不出了与本专利技术相关的部分。该直流输电系统包括交流电源10、交流负荷17，该直流输电系统还包括与交流电源10的输出端相连接，用于滤除三相交流电中高次谐波的限流电抗器11;与限流电抗器11相连接，用于把三相交流电整流成直流电的整流装置12 ；与整流装置12相连接，用于对整流装置12输出的直流电进行传输的直流输电线路14 ；与直流输电线路14的末端相连接，用于将直流电转换成交流电的换流装置15 ；与换流装置15相连接，用于提供电感性电流，以抵消电缆电路对地电容产生的电容电流的换流电抗器16 ；与换流电抗器16相连接，用于滤除换流后交流电中的高次谐波电流，减小波形畸变的高通滤波器19。在本专利技术实施例中，直流输电线路14的首端及末端均设置有对交流电呈现导通状态，对直流电呈现断开状态，进一步滤除直流电流中交流电流的直流电容器。在本专利技术实施例中，直流输电线路14可采用架空线路或直流电缆。在本专利技术实施例中，该直流输电系统可选用硅二极管组或三相全波桥式脉动整流装置12将交流电转换成直流电。在本专利技术实施例中，整流装置12的整流有关参数如下空载直流电压在一个周期内平均值Ud=2. 34U2=1. 35 ，式中U2为整流桥交流侧相电压有效值，U1为整流桥交流侧线电压有效值流过每个整流二极管的电流平均值=Itl=I /3Id，式中Id为输出直流电流；每个二极管承受的最高反向电压^=2. 45U2，交流侧电流有效值:U0=2. 45Id，I2=O. 816Id，直流输出电压平均值脉动系数S=O. 0571。在本专利技术实施例中，该直流输电系统可选用具有开断能力的大功率绝缘栅双极晶体管IGBT和硅二级管组成的三相全波六脉动桥式换流装置15。下面结合附图及具体实施例对本专利技术的应用原理作进一步描述。如图I所示，该直流输电系统由整流装置12、平波电抗器13、直流电容器18、输电线路14、换流装置15、高通滤波器19、限流电抗器11、换流电抗器16连接构成。·(I)限流电抗器11 :电感型装置，对高次谐波呈现高阻抗，能滤除交流电中的高次谐波，减小波形畸变；(2)整流装置12 :因为负荷线路只有一个电源端，正常情况潮流是由电源流向负荷端，不可能出现潮流倒送的问题，故此在电流端可选用硅二极管组或三相全波桥式脉动整流装置12，其作用就是把三相交流电整流成直流，最大优点是简单安全可靠，整流效果好，谐波分量少，不需要无功补偿可省去交流滤波和直流滤波装置，节省投资，其整流有关参数如下空载直流电压在一个周期内平均值Ud=2. 34U2=1. 35^ ;式中U2为整流桥交流侧相电压有效值,U1为整流桥交流侧线电压有效值，流过每个整流二极管的电流平均值1。=I / 3Id，式中Id为输出直流电流；每个二极管承受的最高反向电压Uq=2. 45U2 ；交流侧电流有效值UQ=2.45Id，I2=O. 816Id ;直流输出电压平均值脉动系数S=O. 0571。可见直流输出电压非常平滑，接近直流，平波电抗器13容量可选择较小值。因为交流侧整流不采用可控硅整流装置。不存在可控硅整流的换相过程，而换相过程是借助于换流阀在整流变两端绕组的两相短路电流来实现的，要求整流变压器的短路电压较高，应在12 18%范围内。使用不可控三相全波整流对变压器短路阻抗没有特别要求，不必更换变压器，这对于在原有老站的基础上改造成直流输电是很重要的，可节省巨额投资。(3)平波电抗器13和直流电容器18 :平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于负荷线路的直流输电系统，该直流输电系统包括：交流电源、交流负荷，其特征在于，该直流输电系统还包括：与交流电源的输出端相连接，用于滤除三相交流电中高次谐波的限流电抗器；与所述限流电抗器相连接，用于把三相交流电整流成直流电的整流装置；与所述整流装置相连接，用于对整流装置输出的直流电进行传输的直流输电线路；与所述直流输电线路的末端相连接，用于将直流电转换成交流电的换流装置；与所述换流装置相连接，用于提供电感性电流，以抵消电缆电路对地电容产生的电容电流的换流电抗器；与所述换流电抗器相连接，用于滤除换流后交流电中的高次谐波电流，减小波形畸变的高通滤波器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宁景云，刘梅，田冬梅，李宁，宁一，宁宁，
申请(专利权)人：天津市电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：