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工程監理工作中對直流輸電工程技術(shù)是認識論文
1工程概況
糯扎渡電站送電廣東±800kV直流輸電工程是國家發(fā)改委確定的"十二五"期間國家重點(diǎn)工程,南方電網(wǎng)公司建設的第二條特高壓直流輸電工程,江門(mén)換流站工程是糯扎渡電站送電廣東±800kV直流輸電工程的逆變站,坐落于廣東省江門(mén)市,總輸電容量5000MW,江門(mén)換流站工程直流側設雙極,每極2個(gè)12脈動(dòng)閥組串聯(lián);全站設(24+4)臺×239.8MVA單相雙繞組換流變壓器;500kV采用二分之三斷路器接線(xiàn);500kV交流濾波器本期和遠景均設置4大組總14小組,總容量3178Mvar.
2直流技術(shù)
2.1直流輸電系統構成
糯扎渡直流輸電系統的構成主要由整流站(普洱換流站)、逆變站(江門(mén)換流站)和直流輸電線(xiàn)路構成,江門(mén)換流站在糯扎渡工程中必要時(shí)也可作為整流站向云南普洱換流站送電,實(shí)現功率反送.直流輸電工程有雙極方式、單極大地回線(xiàn)方式、單極金屬回線(xiàn)方式、單極雙導線(xiàn)并聯(lián)大地回線(xiàn)方式等多種運行方式,糯扎渡直流工程采用雙極(正極和負極)兩端中性點(diǎn)接地方式,利用正負兩極導線(xiàn)和兩端換流站的正負兩極相連,構成直流側閉環(huán)回路.兩端接地極所形成的大地回路,可作為輸電系統的備用導線(xiàn),正常運行時(shí),直流電流的路徑為正負兩根極線(xiàn).正負兩極在地回路中的電流方向相反,地中的電流為兩極電流的差值.兩極中的任一極均能構成一個(gè)獨立的運行單極輸電系統(如糯扎渡工程2013年9月3日投運的極2閥組2系統).
2.212脈動(dòng)換流器
江門(mén)換流站采用的12脈動(dòng)換流器是由兩個(gè)6脈動(dòng)換流器在直流側串聯(lián)而成,其交流側通過(guò)換流變壓器的網(wǎng)側繞組并聯(lián).換流變壓器的閥側繞組一個(gè)為星形接線(xiàn),另一個(gè)為三角形接線(xiàn),從而使得兩個(gè)6脈動(dòng)換流閥的交流側得到相位相差30°的換相電源.12脈動(dòng)換流器由V1-V12共12個(gè)換流閥組成,在每一個(gè)工頻周期內有12個(gè)換流閥輪流導通,它需要12個(gè)與交流系統同步的間距為30°的按序觸發(fā)脈沖.
12脈沖換流器的優(yōu)點(diǎn)之一就是其直流電壓的質(zhì)量好,所含諧波成分少.其直流電壓為兩個(gè)換相電壓相差30°的6脈沖換流器的直流電壓之和,在每個(gè)工頻周期內有12個(gè)脈動(dòng)數,稱(chēng)為12脈動(dòng)換流器.直流電壓中僅含有12k次的諧波,而每個(gè)6脈動(dòng)換流器直流電壓中含有6(2k+1)次諧波,因此彼此的相位相反而相互抵消,有效的改善了直流側的諧波性能.12脈動(dòng)換流器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其交流電流質(zhì)量好,諧波成分少.交流電流中僅含12k+1次諧波,每個(gè)6脈動(dòng)換流器交流電流中的6(2k-1)次諧波在兩個(gè)換流變壓器之間環(huán)流,不進(jìn)入交流電網(wǎng),12脈動(dòng)換流器的交流電流中不含這些諧波,有效的改善了交流側的諧波性能.
2.3換流閥
換流閥作為"心臟"存在于直流輸電系統中,江門(mén)換流站換流閥采用400+400kV配置,0-400kV為低端閥廳,400-800kV為高端閥廳,當直流輸電線(xiàn)路電壓升至800kV時(shí),高、低端閥廳同時(shí)投運,如果任何一個(gè)閥廳出現問(wèn)題,另一個(gè)橋可在400kV的電壓下繼續運行,此時(shí)輸電線(xiàn)路電壓為400kV.每個(gè)12脈動(dòng)橋包括2個(gè)串列的6脈動(dòng)橋.每個(gè)6脈動(dòng)橋包括3個(gè)200kV直流電壓的雙重閥塔,每個(gè)雙重閥塔由2個(gè)單閥組成,單閥由2個(gè)晶閘管組件組成,每個(gè)雙重閥塔包含4個(gè)晶閘管組件.如圖1所示,一個(gè)晶閘管組件包括兩個(gè)閥段,每個(gè)閥段由15個(gè)晶閘管單元、一臺閥電抗器(限制晶閘管開(kāi)通時(shí)電流突增和關(guān)斷狀態(tài)下瞬態(tài)dU/dt)、一臺均壓電容(均衡閥塔內電壓、為RPU提供電源)組成.一個(gè)晶閘管單元包括晶閘管、TVM、直流均壓電阻(均衡晶閘管上的電壓)、阻尼電阻(減少阻尼電容和電感引起的震蕩,承擔阻尼電容電流)、阻尼電容(吸收晶閘管關(guān)斷時(shí)的沖擊電壓)等元件.
2.4閥基電子(VBE)
閥基電子(VBE)設備:對換流閥晶閘管進(jìn)行觸發(fā)與監視,將各閥連接至控制和保護系統,包括晶閘管控制與監視系統(TC&M)模塊,光發(fā)射和接收模塊,控制保護恢復模塊(RPU),電源模塊和接口.
晶閘管控制與監視系統(TC&M):接收來(lái)自極控制盒保護的信號,將這些信號轉換成觸發(fā)晶閘管的脈沖和對每個(gè)閥段內的控制脈沖,這些脈沖通過(guò)光發(fā)射板或RPU接口板轉換為光脈沖,通過(guò)光纜送到每只晶閘管和RPU.
光發(fā)射板:從TC&M接收信號,將其轉換為觸發(fā)光脈沖.光接收板:接收每個(gè)TVM的回報信號,將信號傳送到TC&M系統.
晶閘管電壓檢測(TVM):檢查晶閘管的閉鎖能力、檢測晶閘管能否開(kāi)通、檢測晶閘管導通結束時(shí)刻、檢測晶閘管的過(guò)電壓保護電路是否能夠正常工作.
反向恢復保護單元(RPU):每個(gè)閥段有一塊RPU板,RPU板串聯(lián)到閥組件均壓電容上,RPU板工作電源取自均壓電容兩端,晶閘管關(guān)斷且處于反向恢復時(shí),VBE發(fā)送信號,如果RPU監測到閥段上正向電壓的上升速率超過(guò)允許值,就會(huì )向該閥組件中的MSC發(fā)出觸發(fā)光脈沖,控制閥段內所有晶閘管的導通.
多路星形光耦合器(MSC):每個(gè)晶閘管組件安裝有一臺多路星形耦合器MSC,MSC包含兩個(gè)單元,一個(gè)單元對應一個(gè)閥段,MSC接收三路激光二極管發(fā)出的光脈沖,并均勻發(fā)送到與其相連的光觸發(fā)晶閘管.
3結束語(yǔ)
直流輸電以其功耗小、造價(jià)低、電壓分布平穩、輸送距離遠、功率和電流的調節控制容易等特點(diǎn),近些年被大面積應用到電網(wǎng)中.
但與交流輸電相比,直流輸電起步較晚,因此直流輸電原理、設備運行原理等很難像交流輸電技術(shù)一樣被每個(gè)監理人員所熟知.對于監理工作而言,協(xié)調是重點(diǎn)、專(zhuān)業(yè)技術(shù)是根本,而對系統(設備)原理的掌握則是對知識的拓展、專(zhuān)業(yè)水平的提升.
參考文獻
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