三、高压直流输电（HVDC）

高压直流输电是将三相交流电通过换流站整流变成直流电，然后通

过直流输电线路送往另一个换流站逆变成三相交流电的输电方式。它基本上由两个换流站和直流输电线组成，两个换流站与两端的交流系统相连接。

直流输电线造价低于交流输电线路，但换流站造价却比交流变电站高得多。一般认为架空线路超过 600～800km，电缆线路超过 40～60km， 直流输电较交流输电经济。随着高电压大容量可控硅及控制保护技术的发展，换流设备造价逐渐降低，直流输电近年来发展较快。我国从国外引进设备和技术建设的葛洲坝—上海 1100km、±500kV、输送容量 1200MW 的直流输电工程，已于 1990 年建成并投入运行。

直流输电技术的主要优点是：不增加系统的短路容量；便于实现两大电力系统的非同期联网运行和不同频率的电力系统的联网；利用直流系统的功率调制能提高电力系统的阻尼，抑制低频振荡，提高并列运行的交流输电线的输电能力。它的主要缺点是直流输电线路难于引出分支线路，绝大部分只用于端对端送电。加拿大原计划开发和建设五端直流输电系统，现已建成三端直流输电系统。实现多端直流输电系统的主要技术困难是各种运行方式下的线路功率控制问题。目前，一般认为三端以上的直流输电系统技术上难实现，经济合理性待研究。

直流输电的原理及运行方式。如图 6—3 所示。

换流站的主要设备包括换流器、换流变压器、平波电抗器、交流滤波器、直流避雷器及控制保护设备等。

换流器又称换流阀，是换流站的关键设备，其功能是实现整流和逆变。目前，换流器多数采用晶闸管（可控硅整流管）组成三相桥式整流作为基本单元，称为换流桥。一般由两个或多个换流桥组成换流系统， 实现交流变直流，直流变交流的功能。

换流器在整流和逆变过程中将要产生 5、7、11、13、17、19⋯等多次谐波。为了减少各次谐波进入交流系统，在换流站交流母线上要装设滤波器。它由电抗线圈、电容器和小电阻 3 种设备串联组成，通过调谐的参数配合可滤掉多次谐波。一般在换流站的交流侧母线装有 5、7、11、13 次谐波滤波器组。

如图 6—3 所示，直流输电分为单极线路和双极线路。单极又分为一线一地和单极两线的方式。直流输电一般采用双极线路，当换流器有一极退出运行时，直流系统可按单极两线运行，但输送功率要减少一半。