篇-电力电子应用装置

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1、4-1第4篇电力电子应用装置4.1电力系统中的应用装置4.2电气传动装置4.3UPS电源4-2高压直流输电（HVDC）无功控制装置（TCR、TSC、TSR、TCT）可控串联补偿（TCSC）有源滤波器（APF）发电机励磁直流操作电源4.1电力系统中的应用装置电力电子技术广泛应用于电力系统中4-3输电容量：可达300万千瓦－700万千瓦输送距离：直流工程输电距离不受限制。可达3000公里输送功率的大小和方向可以快速控制和调节接入后不会增加原有电力系统短路容量直流输电线路走廊窄±500KV直流走廊宽度30m,送电300万千瓦±500KV交流走廊宽度55m,送电100万千瓦4.1.1高压直流输电与交流

2、输电相比，直流输电系统具有：输送距离远、输电容量大、线路走廊窄、控制灵活、调度方便等显著优势高压直流输电的特点4-4直流电缆线路没有电容电流问题，所以远距离海底送电往往采用直流直流工程的一个极发生故障时，另一极可继续运行，并可发挥过负荷能力，保持送电功率不变或减少功率损失直流系统本身配有调制功能，可以根据系统要求作出反应，对机电振荡产生阻尼，提高电力系统稳定水平使用换流站无功功率控制进行系统的交流电压调节大电网之间通过直流互联（如背靠背方式），两个电网间不会互相干扰和影响，必要时可以迅速进行功率支援这恰是我国电网发展所需要的！！！4.1.1高压直流输电4-5葛洲坝—上海直流工程±500kV，1

3、200A，1200兆瓦，1052km，1990年双极天生桥—广州直流输电工程±500kV，1800A，1800兆瓦，960km，2001年双极三峡—常州直流输电工程±500kV，3000A，3000兆瓦，890km，2003年双极舟山直流工程-100kV，500A，50兆瓦，42km架空＋12km海底电缆，1987年三峡—广东直流工程±500kV，3000A，3000兆瓦，956km，2004年双极贵州—广东直流工程±500kV，3000A，3000兆瓦，900km，2004年双极4.1.1高压直流输电我国已投运的高压直流输电工程4-64.1.1高压直流输电4-7交流滤波器换流变压器换流变阀侧

4、套管穿墙套管旁路开关旁路刀阀平波电抗器电压分压器电容器隔离开关直流线路直流滤波器电容器避雷管接地刀阀换流阀交流系统4.1.1高压直流输电换流站主设备4-8光触发可控硅阀片4.1.1高压直流输电4-91-换流变压器；2-换流器；3-平波电抗器；4-直流输电线路；5-接地极系统；6-两端交流系统4.1.1高压直流输电双极直流输电系统接线示意图4-10整流站：因触发角小，所需无功量小逆变站：为防止逆变失败，逆变角大，所需无功量大4.1.1高压直流输电无功配置滤波器配置交流侧滤波器整流站：DT11/24双调谐滤波器、DT13/36滤波器、HP3滤波器、并联电容器（无功）逆变站：DT11/24双调谐滤波

5、器、DT13/36滤波器、并联电容器（无功）直流侧滤波器无源滤波器：TT11/24/45三调谐滤波器4-11晶闸管触发角a的移相范围为90°~180°控制a角可连续调节流过电抗器的电流，从而调节无功功率。配以固定电容器，就可在从容性到感性的范围内连续调节无功功率，称为静止无功补偿装置(StaticVarCampensator—SVC），用来对无功功率进行动态补偿，以补偿电压波动或闪变4.1.2晶闸管可控电抗器（TCR）TCR是晶闸管型静止无功补偿器（SVC）的重要组成部件之一，它是通过控制晶闸管的触发角来改变电抗器的工作电流，从而等效于调节了电抗器的电感量TCR的工作原理晶闸管控制电抗器(TC

6、R)电路4-12晶闸管控制电抗器(TCR)电路a)b)c)TCR电路负载相电流和输入线电流波形a)α=120°b)α=135°c)α=160°4.1.2晶闸管可控电抗器（TCR）4-134.1.2晶闸管可控电抗器（TCR）当晶闸管触发角α↑→iL↓→等效于电感L↑，即调节α→等效于改变L→再配合固定的电容（实际上为滤波器）→可以作为无功偿由于晶闸管触发角a变化，TCR电路存在着低阶谐波分量，为了防止此谐波电流流入系统影响其他设备，一般加装2，3，4次滤波器。TCR一般应用于10kV，35kV配电系统，作为动态无功补偿装置TCR的工作原理C2C3C4CFL2L3L4LF4-14把晶闸管反并联后串

7、入交流电路中，代替电路中的机械开关，起接通和断开电容器的作用。响应速度快，无触点，寿命长，可频繁控制通断。对无功功率控制，可提高功率因数，稳定电网电压，改善供电质量。实际常用三相，可三角形联结，也可星形联结。4.1.3晶闸管投切电容器（TSC）TSC是当前广泛应用的低压无功补偿装置，它是通过晶闸管的过零触发来控制电容器组的投切，以实现对容性无功量的调节TSC的作用4-15晶闸管作为投切电容的开关，