任務(wù)１有源逆變電路的認(rèn)識(shí)和故障分析任務(wù)２高壓直流輸電線路的認(rèn)識(shí)和故障分析１.掌握逆變的概念和分類。２.掌握有源逆變的條件。３.掌握逆變角、逆變失敗和最小逆變角的概念。４.能夠識(shí)讀三相有源逆變電路。５.能夠分析三相有源逆變電路逆變失敗的常見故障。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)１有源逆變電路的認(rèn)識(shí)和故障分析本任務(wù)的主要內(nèi)容就是學(xué)習(xí)三相有源逆變電路的基本知識(shí)，分析電路的工作原理，以及三相有源逆變電路逆變失敗的常見故障。任務(wù)描述相關(guān)知識(shí)一、逆變的概念利用晶閘管把直流電變成交流電，稱為逆變。逆變是對(duì)應(yīng)于整流的逆過程。當(dāng)變流電路工作在逆變狀態(tài)，其交流側(cè)接電網(wǎng)時(shí)，稱為有源逆變；變流電路工作在逆變狀態(tài)，而交流側(cè)接負(fù)載時(shí)，稱為無源逆變。二、能量的傳遞假設(shè)電路中有兩個(gè)直流電源，分別為EG和EM，兩者的連接方式有三種，如圖所示。兩個(gè)直流電源間電能的傳遞三、有源逆變的條件如圖所示為單相全波變流電路。T為變壓器，帶中心抽頭，其二次側(cè)接兩只晶閘管VT1和VT2，構(gòu)成單相變流電路。單相全波變流電路２.有源逆變的條件(１)關(guān)于直流電源電路中一定要有直流電動(dòng)勢源，直流電動(dòng)勢源的數(shù)值要大于變流電路輸出電壓的平均值，直流電動(dòng)勢源的極性要和晶閘管導(dǎo)通的方向一致。(２)關(guān)于晶閘管的狀態(tài)晶閘管的控制角要大于90

°，使晶閘管工作在逆變狀態(tài)，變流器輸出電壓平均值為負(fù)。四、逆變失?。?逆變角為方便分析和計(jì)算，通常把大于90°控制角用逆變角β表示，β

＝π－α。逆變角β的計(jì)量方向和α

相反，其大小是從β

＝0開始向左方計(jì)量。２.逆變失敗逆變失敗是指變流電路在逆變運(yùn)行時(shí)，一旦發(fā)生換相失敗，外接的直流電源通過晶閘管短路，或者變流器輸出電壓和直流電動(dòng)勢順向串聯(lián)，形成很大的短路電流。３.最小逆變角晶閘管逆變時(shí)的最小逆變角用βmin

表示：βmin＝δ

＋γ

＋θ′其中，δ

是晶閘管關(guān)斷時(shí)間折合的電角度，γ

是換相重疊角，θ′是安全裕量角。三相半波可控整流電路帶電感性負(fù)載的電路及波形一、識(shí)讀三相有源逆變電路１.識(shí)讀三相半波有源逆變電路任務(wù)實(shí)施三相半波逆變電路及輸出波形ａ)三相半波逆變電路ｂ)輸出波形三相半波變流電路工作于有源逆變狀態(tài)時(shí)不同逆變角下的輸出電壓波形三相全控橋式變流電路和輸出電壓波形２.識(shí)讀三相橋式有源逆變電路三相全控橋式變流電路和輸出電壓波形二、逆變失敗的常見故障分析１.交流電源故障交流電源缺相或突然消失時(shí)，由于反電動(dòng)勢E的存在導(dǎo)通元件仍能繼續(xù)導(dǎo)通。２.觸發(fā)電路故障當(dāng)觸發(fā)電路故障或工作不可靠時(shí)，造成脈沖丟失或延遲以及觸發(fā)功率不夠，將不能準(zhǔn)確或適時(shí)地給晶閘管門極施加觸發(fā)脈沖，引起晶閘管不能正常換相。３.晶閘管故障觸發(fā)電路正常，但如果晶閘管參數(shù)選擇不當(dāng)，如額定電壓選擇裕量不足，或者晶閘管存在質(zhì)量問題，都會(huì)使晶閘管在應(yīng)該阻斷的時(shí)候喪失了阻斷能力，而應(yīng)該導(dǎo)通的時(shí)候卻無法導(dǎo)通，這樣容易造成換相失敗。４.逆變角過小晶閘管處于逆變狀態(tài)時(shí)，逆變角過小時(shí)，容易引起換相失敗，形成很大的短路電流。１.掌握晶閘管的串并聯(lián)及均壓、均流問題。２.掌握光控晶閘管的結(jié)構(gòu)和原理，了解光控晶閘管的基本特性和參數(shù)。３.掌握直流輸電系統(tǒng)的構(gòu)成和特點(diǎn)。４.掌握直流輸電換流技術(shù)。５.能夠檢測和選用光控晶閘管。６.設(shè)計(jì)直流輸電系統(tǒng)換流閥。７.能夠識(shí)讀直流輸電線路圖。８.完成直流輸電系統(tǒng)的故障排除。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)２高壓直流輸電線路的認(rèn)識(shí)和故障分析本任務(wù)的主要內(nèi)容是學(xué)習(xí)高壓直流輸電線路的基本知識(shí)，設(shè)計(jì)直流輸電系統(tǒng)換流閥，識(shí)讀直流輸電線路圖，并完成直流輸電系統(tǒng)的故障排除。任務(wù)描述高壓直流輸電線路相關(guān)知識(shí)一、晶閘管的串并聯(lián)１.晶閘管的串聯(lián)在單個(gè)晶閘管的額定電壓不能滿足實(shí)際要求時(shí)，可以用兩個(gè)以上同型號(hào)的晶閘管串聯(lián)來解決。晶閘管的串聯(lián)ａ)伏安特性ｂ)晶閘管串聯(lián)電路２.晶閘管并聯(lián)在單個(gè)晶閘管的額定電流不能滿足實(shí)際要求時(shí)，可以用兩個(gè)以上同型號(hào)的晶閘管并聯(lián)來解決。二、光控晶閘管１.光控晶閘管的結(jié)構(gòu)光控晶閘管又稱光觸發(fā)晶閘管，是利用一定波長的光照信號(hào)觸發(fā)導(dǎo)通的晶閘管。光控晶閘管的結(jié)構(gòu)、電氣符號(hào)和外形ａ)結(jié)構(gòu)ｂ)電氣符號(hào)ｃ)外形２.光控晶閘管的原理光控晶閘管的原理和制造工藝與電觸發(fā)晶閘管相似，但觸發(fā)結(jié)構(gòu)和觸發(fā)方式有很大不同。光控晶閘管的工作原理ａ)試驗(yàn)電路ｂ)等效電路３.光控晶閘管的特性光控晶閘管的伏安特性和普通晶閘管相同。當(dāng)光控晶閘管的陽極和陰極間承受正向電壓時(shí)，受不同強(qiáng)度光的照射，光控晶閘管的轉(zhuǎn)折電壓隨著光照強(qiáng)度的增大而減小，如圖。光控晶閘管的伏安特性４.光控晶閘管的參數(shù)光控晶閘管的一般參數(shù)和普通晶閘管相同，不同的是觸發(fā)參數(shù)。光控晶閘管的光譜特性1—硅光敏晶閘管2—鍺光敏晶閘管三、直流輸電線路的構(gòu)成高壓直流輸電是指將送端系統(tǒng)的交流電在送端換流站升壓整流后，再通過直流線路傳輸?shù)绞芏藫Q流站，受端換流站將直流逆變成交流電后降壓和受端系統(tǒng)相連的輸電方式。目前常用的直流輸電系統(tǒng)多為兩端直流輸電系統(tǒng)，主要由兩個(gè)換流站和直流輸電線組成，兩個(gè)換流站分別與兩端的交流系統(tǒng)相連接，一個(gè)換流站為整流站(送端)，另一個(gè)為逆變站(受端)。兩端直流輸電系統(tǒng)分為單極系統(tǒng)、雙極系統(tǒng)和背靠背系統(tǒng)三種，其中雙極系統(tǒng)最為常用，背靠背無直流輸電線路主要用于兩個(gè)非同步運(yùn)行的交流系統(tǒng)間的聯(lián)網(wǎng)或送電。直流輸電系統(tǒng)構(gòu)成ａ)直流輸電系統(tǒng)接線圖直流輸電系統(tǒng)構(gòu)成ｂ)換流器ｃ)換流變壓器ｄ)平波電抗器ｅ)交流側(cè)濾波器ｆ)直流濾波器四、直流輸電線路的特點(diǎn)１.直流輸電的優(yōu)點(diǎn)(１)輸送容量大，送電距離遠(yuǎn)電纜耐直流電壓的能力是耐交流電壓的3倍以上。(２)線路造價(jià)低，電能損耗小直流輸電線路的主要損耗為電阻損耗，沒有無功損耗。(３)不存在系統(tǒng)穩(wěn)定性問題直流輸電兩端的交流系統(tǒng)經(jīng)過整流和逆變的隔離，所以不存在同步穩(wěn)定問題。(４)調(diào)節(jié)速度快，運(yùn)行可靠直流輸電通過晶閘管換流器可快速、方便地進(jìn)行有功調(diào)節(jié)。(５)雙極直流輸電系統(tǒng)可按級(jí)分期建設(shè)，方便進(jìn)行分期建設(shè)和增容擴(kuò)建。２.直流輸電的缺點(diǎn)(１)直流輸電換流站設(shè)備多、造價(jià)高(２)換流裝置消耗大量的無功功率，為直流輸送功率的50％左右，所以在換流站需安裝一定數(shù)量的無功補(bǔ)償設(shè)備。(３)諧波影響換流器是一個(gè)諧波源，影響系統(tǒng)運(yùn)行，需在交流和直流側(cè)裝設(shè)交流濾波器和直流濾波器。(４)利用大地(或海水)作為回路時(shí)，在接地極附近地下(或海水中)的直流電流對(duì)金屬構(gòu)件、管道、電纜等具有腐蝕作用，且電流通過中性點(diǎn)接地變壓器時(shí)使變壓器直流偏磁，產(chǎn)生局部過熱及振動(dòng)等，還會(huì)對(duì)通信系統(tǒng)等產(chǎn)生干擾。三、識(shí)讀直流輸電線路蘆潮港—嵊泗直流輸電工程四、直流輸電系統(tǒng)換流器的故障排除１.閥短路閥短路