在上述基本假设条件下,分析得出的谐波,称之为“特征谐波”。 4. 谐波分析的基本步骤:
(1) 写出尽可能简洁的周期函数表达式f(x); (2) 计算傅立叶级数的系数an和bn;
(3) 写出与周期函数f(x)等价的傅立叶级数表达式; (4) 分析f(x)的傅立叶级数构成成分,得出有用结论。 5. 谐波分析内容:
(1) 直流输出电压的特征谐波分析:
a) 谐波频率:等于 6n(n=1,2,3,?)倍工频基波频率;
b) 谐波幅值是控制角α的函数: α =0°和 α =180°幅值最小, α =90°
幅值最大 ;HVDC运行时,整流侧α =12°~15°,逆变侧定δ运行; c) 谐波幅值随谐波次数的增加而减小; d) n=0时的直流分量就等于直流电压平均值。 (2) 交流线电流的特征谐波分析:
a) YY接线变压器一次电流特征谐波分析:除基波外只剩有5、7、11、13、??
次等6k±1次谐波。
b) YD接线变压器一次电流特征谐波分析:(波形相同,幅值比YY接线大3倍)除基波外只剩有5、7、11、13、??次等6k±1次谐波。
(3) 双桥换流器直流侧电压特征谐波分析(根据假设直流电流无纹波,故
只分析直流电压):12k±1次谐波。
五、 换流器的功率因数计算:
1. 功率因数的定义:
功率因数?等于有功功率P与视在功率S之比,即:
?=
PS
(1.11)
功率因数λ的大小反映的是有功功率P在视在功率S中所占的比重,是功率的利用系数,反映功率的利用程度。
三相全控桥交流侧的电压是正弦波形,电流是方波,故有功功率P等于基波电压有效值U(即U1)与基波电流有效值I1、及基波电压与基波电流相角差?11的余弦值的乘积。(不考虑换相角γ时,?11=?;考虑换相角γ时,
?11=?+?2)
2. 只考虑基波时的功率因数:
I1cos?11?cos?11 I
3. 考虑谐波时的功率因数:
?=(1.12)
?=0.955cos? ??=0.955cos(?+)
2(1.13)
上式是不考虑换相角时的情况。
(1.14)
上式是考虑换相角时的情况。
六、 高压直流输电系统主设备:
1. 换流器:
(1) 双桥换流器与四重阀结构:
一个三相全控桥有6个桥臂(阀),一个桥臂(阀)由120个晶闸管串联而成;
每15个晶闸管构成一个基本单元,每两个基本单元(30个晶闸管)组装为一个半层阀;每4个半层阀构成一个阀。
四重阀:双桥换流器同一相上的4个阀的组合体。
图6- 1 四重阀示意图
(2) 等间隔(60°)触发与等控制角(α)触发: a) 等间隔(60°)触发方式:
α1=移相控制;相对于1号自然换相点滞后角度α1;从脉冲2开始,均滞后前一个脉冲60°,即:αk+1=αk+60°(k=2,3,4,5,6)。 b) 等控制角α触发方式:
α1=α2=α3=α4=α5=α6;即6个触发脉冲都是相对于各自的自然换相点滞后一个相同角度。 c) 两种触发方式比较:
在三相电压对称的条件下,两种触发方式等效,但是在三相电压不对称的条件下,后者的触发脉冲不等间隔,导致交流电流波形正负半波宽度不等,平均电流不为零,造成变压器偏磁。
(3) 晶闸管换流器对晶闸管元件的基本要求: a) 耐压强度高; b) 载流能力强;
c) 开通时间和电流上升率
di的限制,即约为100A/s; dtd) 关断时间与电压上升率
du的限制,即约为200V/s。 dt(4) 触发脉冲的传送方式: a) 光纤方式; b) 电磁方式。
图6- 2 (a)为光纤方式,(b)(c)为电磁方式
(5) 高压(就地)取电技术:
图6- 3光电变换电路的高压(就地)取电方法
2. 换流变压器:
(1) 工作电流波形是方波; (2) 耐压要求高;