【文章內容簡介】 信系統(tǒng)產生電磁干擾，使電信質量下降。（5） 使重要的和敏感的自動控制、保護裝置誤動作。（6） 危害到功率處理器自身的正常運行。換流站交流側的諧波電流流入交流系統(tǒng)后，由于系統(tǒng)阻抗的原因將引起各次諧波電壓將，使電壓出現畸變，諧波電壓與諧波電流會對交流系統(tǒng)和用電設備產生不良的影響和危害；換流站直流側的諧波電壓將在直流線路上產生諧波電壓、諧波電流分布，使鄰近的通信線路受到干擾。為了限制諧波電壓和諧波電流，通常需要采取措施對抑制。 消除諧波的方法以及諧波抑制設備增加換流裝置的脈動數可以減少特征諧波的組成成分，并提高最低次特征諧波的次數，從而達到抑制諧波的目的。采用濾波裝置是對高壓直流輸電所產生的諧波進行抑制的有效方法。在換流站的交流側，濾波裝置大都并聯在換流變壓器交流側的母線上，只有少數直流輸電工程將濾波裝置連接到換流變壓器的第三繞組。諧波抑制設備可以分為以下三種。 ：中性點沖擊電容器是指裝設在換流站的中性點與大地之間起濾波作用的電容器，裝設該電容器的作用是為直流側以3的倍次諧波為主要成分的電流提供低阻抗通道。根據3脈波模型，良好的中性點濾波系統(tǒng)對降低整個直流系統(tǒng)的諧波水平有較明顯的作用。中性點濾波系統(tǒng)有兩大類。一類為由電容、電感和電阻組成的濾波器、濾波效果好，但存在占地大、成本高的缺點。另類是目前工程中采用的中性點電容器。這種電容器除參與濾波外，還能緩沖接地極引線落雷時的過電壓。由于換流變壓器繞組存在對地雜散電容，為直流諧波特別是較低次的直流諧波電流提供了通道，因此應針對這種諧波來確定中性點電容器的參數，一般來說，該電容器電容值的選擇范圍應為十幾微法至數毫發(fā)，同時還應避免與接地極線路的電感在臨界頻率上產生并聯諧振。 平波電抗器平波電抗器是換流站的重要設備之一,安裝于直流極限出口 。功能（1）防止輕載時直流電斷續(xù)。（2）抑制直流故障電流的快速增加，減小逆變器繼發(fā)換相失敗的幾率。（3）減小直流電流紋波，與直流濾波器一起共同構成換流站直流諧波濾波電路。（4）防止直流線路或直流開關站產生的陡波沖擊波進入閥廳，從而使換流閥免遭過電壓應力過大而損壞。（針對直流架空線路）或12200MH（針對直流電纜線路）。平波電抗器分為干式和油浸式兩種形式。干式與油浸式平波電抗器有各自的優(yōu)缺點，在電感量相同的情況下，油浸絕緣平波電抗器的設備費用大概是干式平波電抗器的2倍多，而且油浸式電抗器的冷卻系統(tǒng)還需要輔助電源。對于所要求的大電感，如果需要2臺干式電抗器才能滿足要求，則需要選擇干式電抗器的總費用幾乎和一臺油浸式電抗器的費用相當。直流負荷較大時，宜采用油浸式平波電抗器，反之適合選用空氣絕緣干式平波電抗器。 濾波器類型按照用途分類，濾波器分為交流濾波器和直流濾波器兩種，分別接于交直流母線上，抑制換流器產生的注入交流系統(tǒng)或直流系統(tǒng)的諧波。按照連線方式分類，濾波器還可分為串聯濾波器和并聯濾波器。用作換流器諧波抑制用途的濾波器一定為并聯連接形式。按照電源特性分類，濾波器也分為有源濾波器和無源濾波器。無源濾波器由電容器、電抗器和電阻元件組合而成。其優(yōu)點是結構簡單、運行可靠、維護方便。缺點是其頻率特性對電網頻率變化和組成元件參數的改變比較敏感，容易失諧，從而減低甚至失去濾波效果。元件老化以及溫度、濕度、電磁污染等環(huán)境條件都將不同程度的引發(fā)組成元件的參數變化。此外，交流濾波器在某些頻率下的阻抗可能會與電網阻抗產生諧波放大，甚至發(fā)生諧振，導致設備過電壓或過電流，危害交直流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。有源濾波器串接或并接在主回路中，產生一個與系統(tǒng)諧波電壓（或諧波電流）幅值相等但相位相反的電壓（或電流），以抵消諧波電壓（或電流），從而起到減小諧波危害的作用。有源濾波器的優(yōu)點是濾波頻率范圍寬，沒有失諧效應，產生串、并聯諧振的可能性小，占地面積少。其缺點是性價比較低，還處于研究發(fā)展階段，缺乏工程經驗。按照濾波器的阻抗頻率特性分類，濾波器可分為調諧濾波器、高通濾波器和調諧高通濾波器三種類型。無論調諧濾波器、高通濾波器還是調諧高通濾波器都屬于無源濾波器。換流器中的濾波器多為無源、并聯式濾波器。如果長距離直流架空線路工程，換流站配置交流濾波器和直流濾波器；如果為直流電纜工程，則只安裝交流濾波器。 交流濾波器位于換流站交流場中，并連接于交流濾波器小母線上，主要作用是抑制換流器產生的注入交流系統(tǒng)的諧波電流，同時部分補償換流器吸收的無功功率。1． 交流濾波器配置原則 交流濾波器的配置主要遵循以下原則：（1） 濾波器額定電壓等級一般應與換流站交流母線電壓等級相同。（2） 合理配置濾波器類型。類型不宜太多，以23種為宜。（3） 在滿足濾波性能要求的和換流站無功平衡的前提下，濾波器分組應盡可能少，盡量使用電容器分組。（4） 全部濾波器投入運行時，應達到滿足連續(xù)過負荷及降壓運行的要求。（5） 任意一組濾波器退出運行時，均可滿足額定工況運行時的性能要求。（6） 輕負荷運行時，投運的濾波器容量最小，以避免換流站交流母線過電壓。2. 交流濾波器接入系統(tǒng)方式 為了減小交流濾波器投入和切除對換流母線電壓的沖擊，換流站交流濾波器通常分成很多組，其接入系統(tǒng)的方式有以下四種：（1） 交流濾波器大組接換流站交流母線，或接入3/2串。通常交流濾波器大組由幾個交流濾波器分組接在一個濾波器小母線上而形成。（2） 交流濾波器大組T接在換流變壓器進線上。（3） 交流濾波器分組接在換流站交流母線，或接入3/2串中。（4） 交流濾波器分組接換流變壓器單獨繞組。3. 交流濾波器安裝方式交流濾波器主要包括高壓電容器以及低壓電容器、電抗器和電阻單元。高壓電容器有支撐式和懸掛式兩種安裝方式。一般直流工程多采用支撐式安裝方式。支撐式電容器安裝時，高電位在上部，和母線連接的導體從頂部引接。交流濾波器的其他單元設備電位較低，尺寸和重量較小，均采用支撐式安裝。 直流濾波器位于換流站直流場中，并聯連接于直流極線上，主要作用是抑制換流器產生的注入直流線路的諧波電流。1. 直流濾波器配置原則直流濾波器的配置應遵循以下原則：(1) 如果是直流電纜出線，不安裝直流濾波器。（2）宜裝設兩組直流濾波器。當一臺直流濾波器故障退出運行，仍能滿足濾波要求。 （3）可選擇雙調諧濾波器或三調諧濾波器。 （4）在中性母線上安裝一臺小電容值的中性點沖擊電容器，對經換流變壓器繞組對地雜散電容及大地的3的倍次諧波電流提供低阻抗的通道，從而抑制這些非特征諧波。 交、直流濾波器的比較 它們的差別如下： （1）交流濾波器要向換流站提供無功功率，因此通常將其無功容量設計成大于濾波特性所要求的無功容量，而直流濾波器則無此要求。 （2）交流濾波器的高壓電容器的高壓電容器上的電壓可以認為是均勻分布在多個串聯連接的電容器上。直流濾波器的高壓電容器起隔離直流電壓并承受直流高電壓的作用。由于直流泄露電阻的存在，若不采取措施，直流電壓將沿泄露電阻不均勻的分布。因此，必須在電容器單元內部裝設并聯均壓電阻。 （3）與交流濾波器并聯連接的交流系統(tǒng)等值阻抗變化范圍大，在特定的系統(tǒng)運行狀態(tài)下，可能引發(fā)交流濾波器與系統(tǒng)產生并聯諧振，危及交直流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。為此交流濾波器通常采用帶高通的雙調諧濾波器。換流站直流側的阻抗一般來說是恒定的，因此直流濾波器一般不帶高通性。 直流輸電線路 直流輸電線路指直流正極、負極傳輸導線、金屬返回線以及直流接地極線，其作用是為整流站向逆變站傳送直流電流或直流功率提供通路。其傳輸距電流大、直流極線對地電位高，絕緣要求相應增高。金屬返回線處于地電位，絕緣要求低。此外，對于雙極直流輸電系統(tǒng)，正常運行時金屬返回線路中只有不足1％額定極線電流，因此金屬返回線路的投資很小。 直流輸電線路分為架空線路、電纜線路以及架空—電纜混合線路三種類型。采用何種類型的直流輸電線路應根據直流輸電工程類型、換流站位置、線路沿途地形、線路用地情況等情況因素加以綜合考慮。直流輸電架空線路結構簡單，線路造價低。線路走廊較窄，線路損耗小，運行費用較省。因此與交流架空線路相比，直流輸電架空線路一般輸送距離較長；直流輸電電纜線路承受的電壓高，輸送容量大，壽命長，與交流電纜相比較，直流電纜線路的輸送距離很長。 1. 直流輸電架空線路 直流輸電架空線路一般采取分裂導線布置方式。對于500KV超高壓直流架空線路，通常采用4分裂形式。影響超高壓直流架空線路導線選擇的派生效應主要有：離子流、電暈損耗、電暈無線電干擾、電視干擾、可聽噪音等。 線路防雷雙極直流輸電線路的兩極導線工作電壓極性相反，雷擊桿塔或避雷線時，兩極絕緣子串承受的電壓是不同的，因此，雙極直流輸電線路具有不平衡絕緣的特性，雷電過電壓下其可靠性與同桿架設雙回不平衡絕緣交流線路相當。此外，直流輸電系統(tǒng)具有可降低運行電壓的特點，利用這一特點可減輕直流架空線發(fā)生雷擊閃絡造成的危害。 在直流架空線路上也須架設避雷線進行防雷保護。導線與避雷線在檔距中央的最小距離、導線與避雷線規(guī)格的配合等，與交流線路相同。直流線路避雷線對地不絕緣，也不需換位。 空氣間隙與對地距離直流架空線路帶電部件對桿塔的間隙一般考慮三種情況，即工作電壓，內過電壓和帶電作業(yè)。若與相同電壓等級的交流線路等同進行對比，則直流線路對地電壓是交流線路對地電壓峰值的 倍，所以最大風速時，直流線路帶電部分對桿塔的空氣間隙也約為相同電壓等級的交流線路的 倍；直流系統(tǒng)內過電壓倍數一般較交流系統(tǒng)低，在內過電壓和帶電作業(yè)情況下，直流線路帶電部分對塔身的空氣間隙與交流線路相當。雷電過電壓不是選擇直流線路帶電部分對塔身的空氣間隙的決定因素。 直流線路地面最大靜電場與交流電場相近，但由于離子流的影響，地面合成場強比靜電場大數倍。一般直流線路對地最小距離按地面合成場強小于30 kV/m選取確定。在我國的“葛上”和“天廣”直流輸電工程設計中，考慮到我國人口眾多的特點， m，此時的地面合成場強在20 kV/m以下。線路絕緣子直流線路絕緣子的工作條件和技術要求與交流線路絕緣子是有差別的，其主要特點是集塵效應強、污閃電壓低、易老化、鋼腳的電腐蝕嚴重等。由于這些特點，一般交流線路絕緣子不能用于直流線路上，而應采用直流線路絕緣子。直流線路絕緣子結構型式一般采用耐污型，即具有較長的表面泄漏距離，其目的就是為了縮短絕緣子串長。目前世界上已建成投運的直流線路采用的絕緣子大都是玻璃絕緣子或瓷絕緣子，少數污穢嚴重的直流工程或地段也有采用合成絕緣子。價格上，一根直流合成絕緣子大約只是一串直流玻璃或瓷絕緣子的一半。 桿塔世界上已建成投運的直流工程多為雙極線路，線路桿塔一般為 T 型單柱自立式和單柱拉線式，正負極導線對稱地布置在桿塔兩側。南非卡布拉巴薩533kV單極直流工程線路采用G形桿塔。T形塔也可用于單極線路。2. 直流輸電電纜線路直流輸電電纜線路 (DC transmission cable line)利用電纜輸送電力的直流線路。一般用于不能或不宜采用架空線路的場合，如跨海峽輸電工程，向大城市中心供電等。 電纜線路主要特點必須采用電纜線路送電往往是選擇直流輸電方式的理由之一，其主要理由是： 由于絕緣層內的電場分布、電纜內的發(fā)熱情況等方面的差異，電纜在直流電壓作用下的絕緣強度幾乎等于交流電壓下的3倍或更大，也就是說同樣的電纜在直流下的工作電壓可比交流高得多，輸電容量也相應增大。又由于電纜本身的造價十分昂貴，所以只要電纜線路達到一定長度，采用直流輸電方式在經濟上比較合算。amp。shy。 電纜電容要比架空線路大得多，如果采用交流輸電方式并且當電纜長度超過一定數值（如40～60 km）時，就會出現電容電流占用電纜芯線全部有效負載能力的情況。而采用直流輸電方式，其穩(wěn)態(tài)電容電流僅是由紋波電壓引起的，數值很小，電纜的送電長度幾乎不受電容電流的限制。 電纜選擇直流電纜本身的結構與交流電纜雖基本相同，但由于交、直流電纜中介質現象有差別，所以直流電纜參數的選擇原則與交流電纜有所不同：在直流電纜絕緣介質中的電位分布在穩(wěn)態(tài)下與絕緣介質電阻率成正比，且隨著負荷電流的變化，絕緣層內各點溫度不等，電位分布也會隨之改變。而在暫態(tài)過電壓的作用下，電位分布又取決于絕緣介質的介電系數。直流電纜在暫態(tài)和空載下與交流一樣，最大場強通常發(fā)生在導體表面，而在負載下直流電纜最大場強發(fā)生在絕緣層表面。此外，直流電纜在帶負荷下當極性發(fā)生反轉時會引起絕緣層電場增大50%以上。因此，直流電纜線路對電纜型式和規(guī)格的選擇應充分考慮上述特點。實際使用的高壓直流電纜有粘性浸漬絕緣電纜、充油電纜、固體擠壓聚合電纜等類型。當額定電壓超過250kV時，大多采用充油電纜。 直流電纜線路敷設海底電纜的溫升計算一般是以15℃環(huán)境溫度為基礎，陸地電纜則取決于大地熱導率，敷設深度及電纜間隔。因直流電纜絕緣和護皮間不發(fā)生損耗，電纜間傳熱情況較交流好，故電纜敷設間隔可較交流近些。直流電纜終端套管的選擇原則與交流電纜有所不同。由于直流輸電系統(tǒng)內過電壓水平較低，直流電纜終端套管在直流作用下表面積污較嚴重，污染后閃絡電壓又低，因而直流電纜終端套管表面泄漏距離起決于直流工作電壓的要求，并盡可能選用直流耐污型瓷套，使其爬電距離滿足要求，如：，～。 直流電纜敷設要求與方法、路徑選擇、對海底電纜敷設船的技術要求等基本上與交流電纜相同。高壓直流電纜有油浸紙實心電纜、充油電纜、充氣電纜、擠壓聚乙烯電纜等多種類型。直流電纜的結構由導電線芯、絕緣層、外護層組成。