本實(shí)用新型涉及一種高壓直流輸電系統(tǒng)，特別涉及一種采用吸收與并聯(lián)電容換向的高壓直流輸電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在高壓直流輸電系統(tǒng)中，由于換流變壓器短路阻抗在18～22％之間，換向重疊角較大，為了避免換相失敗，總要保證熄弧角γ具有15°或更大的裕度。這導(dǎo)致直流輸電換流站消耗大量的無(wú)功功率。

對(duì)于采用電網(wǎng)換相換流器(LCC)技術(shù)的傳統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)，由于換相電壓全部由交流電網(wǎng)提供，弱交流系統(tǒng)很容易發(fā)生換相失??；且全部約50％直流功率的無(wú)功功率由網(wǎng)側(cè)補(bǔ)償系統(tǒng)經(jīng)過(guò)換流變壓器提供，增加了換流變壓器的容量需求和損耗。換流器造成的5、7次特征諧波電流靠12脈動(dòng)變流系統(tǒng)在網(wǎng)側(cè)匯流濾除，另外加裝11、13次和更高次濾波器，確保網(wǎng)側(cè)諧波含量滿足要求。換流器及換流變壓器所需的無(wú)功功率由上述濾波器補(bǔ)償一部分，其余由網(wǎng)側(cè)交流母線上的并聯(lián)電容SC提供。

對(duì)于采用串聯(lián)電容換相換流器(CCC)技術(shù)的高壓直流輸電，可以克服電網(wǎng)換相換流器的上述缺點(diǎn)。將固定電容器串聯(lián)接入傳統(tǒng)換流系統(tǒng)的換流變壓器和換流器之間，通過(guò)串聯(lián)電容器來(lái)補(bǔ)償換流器的無(wú)功消耗，使當(dāng)換流器的α(整流)、γ(逆變)角接近于0甚至為負(fù)時(shí)，系統(tǒng)仍能穩(wěn)定運(yùn)行。減少了無(wú)功也降低了從而在無(wú)功消耗大大減小的同時(shí)避免了換相失敗的發(fā)生。但暫態(tài)過(guò)電壓?jiǎn)栴}，限制了CCC技術(shù)的工程應(yīng)用。

超高壓和特高壓直流輸電系統(tǒng)，變流器(整流和逆變)換流時(shí)，在換流變壓器的閥側(cè)繞組上產(chǎn)生具有嚴(yán)重毛刺的電壓波形，傅里葉分解表明，該電壓除了含有較大的n＝6k±1(k＝1,2,3,...)低次特征諧波外，還有豐富的高次分量。

專利申請(qǐng)者開展的試驗(yàn)研究表明：正是由于這種含有嚴(yán)重畸變的電壓導(dǎo)致了換流變壓器噪聲超過(guò)同等容量的電力變壓器噪音，達(dá)到80分貝以上，以致不得不采用昂貴的BOX-IN技術(shù)來(lái)滿足環(huán)境要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)在直流輸電系統(tǒng)存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種諧波小、損耗小、壽命長(zhǎng)、噪聲小的采用吸收與并聯(lián)電容換向的高壓直流輸電系統(tǒng)。該系統(tǒng)在換流變壓器閥側(cè)繞組出線的交流母線上，并接吸收與并聯(lián)電容器，實(shí)現(xiàn)換流器的換流，并取代傳統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)交流母線上并接的濾波與補(bǔ)償裝置(FC+SC)。相對(duì)于LCC以及CCC，ASCCC不僅僅能補(bǔ)償無(wú)功與改善換相，還能夠有效的濾除6脈波系統(tǒng)的7次及以上次諧波(12脈波系統(tǒng)，網(wǎng)側(cè)的5、7次諧波電流通過(guò)兩個(gè)6脈波系統(tǒng)匯流后濾除)，降低換流變壓器噪聲。

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種采用吸收與并聯(lián)電容換向的高壓直流輸電系統(tǒng)，包括換流變壓器、吸收與并聯(lián)電容器、換流器，所述換流變壓器的高壓繞組側(cè)與高壓電網(wǎng)相連接，所述吸收與并聯(lián)電容器與換流器并接在換流變壓器的低壓繞組側(cè)。

所述吸收與并聯(lián)電容器為采用三角型聯(lián)結(jié)。

所述吸收與并聯(lián)電容器也可以為星型聯(lián)結(jié)。

本實(shí)用新型的有益效果是：

1)大大降低換流變壓器的噪音，取消BOX IN降噪裝置；

2)取代傳統(tǒng)高壓直流輸電的網(wǎng)側(cè)濾波與功率因數(shù)補(bǔ)償系統(tǒng)，滿足(特)高壓直流輸電系統(tǒng)的濾波(可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)側(cè)電流畸變率<5％)與功率因數(shù)補(bǔ)償要求；

3)降低換流變壓器的運(yùn)行容量和損耗；

4)換流變壓器及穿墻套管承受的電磁應(yīng)力可以大大降低，從而增加使用壽命；

5)降低換流變壓器的運(yùn)行損耗，也因此減少冷卻風(fēng)扇的開啟頻率，進(jìn)一步降低換流變壓器噪音；

6)可以改善變流器的換向，特別是減少逆變失敗。且使當(dāng)換流器的α(整流)、γ(逆變)角低于傳統(tǒng)的15°，從而減少無(wú)功需求和諧波電流含量。

附圖說(shuō)明

圖1是傳統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖1中各部件說(shuō)明如下：

1：交流輸電系統(tǒng)，2：換流變壓器3：濾波與補(bǔ)償裝置(FC+SC)，3：換流變壓器，4：6脈動(dòng)換流器,5：平波電抗器。其中濾波與補(bǔ)償裝置(FC+SC)包括BP11/13濾波器、HP24/36濾波器、HP3濾波器以及SC并聯(lián)濾波器。

圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2中各部件說(shuō)明如下：

1：交流輸電系統(tǒng)，2：換流變壓器，3：吸收與并聯(lián)電容器(ASC),4：6脈動(dòng)換流器,5：平波電抗器。

圖3是星形連結(jié)的吸收與并聯(lián)電容器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是三角形連結(jié)的吸收與并聯(lián)電容器結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。

參見(jiàn)圖2，本實(shí)用新型包括交流輸電系統(tǒng)1、換流變壓器2、吸收與并聯(lián)電容器3、6脈動(dòng)換流器4和平波電抗器5。換流變壓器2為采用Yy聯(lián)結(jié)的換流變壓器；吸收與并聯(lián)電容器3與6脈動(dòng)換流器4并聯(lián)后和換流變壓器2的閥側(cè)直接相連；換流變壓器2、吸收與并聯(lián)電容器3與6脈動(dòng)換流器4構(gòu)成一個(gè)6脈動(dòng)變流單元，與另一個(gè)換流變壓器為Yd聯(lián)結(jié)的6脈動(dòng)變流單元構(gòu)成12脈動(dòng)變流單元；兩個(gè)6脈動(dòng)換流站的交流側(cè)分別通過(guò)公共交流母線與交流輸電系統(tǒng)1連接，用于將交流輸電系統(tǒng)1中的交流電轉(zhuǎn)換成直流電，經(jīng)過(guò)平波電抗器5后通過(guò)架空線或電纜傳送到接收地點(diǎn)后，再經(jīng)過(guò)逆變側(cè)還原成交流電送入另一交流輸電系統(tǒng)。其中，吸收與并聯(lián)電容器3為采用星型或三角型聯(lián)結(jié)的吸收電容，參見(jiàn)圖3、4，具體聯(lián)結(jié)方式、電容容量、分組數(shù)量由實(shí)際工程確定。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。