部分國外直流工程和換流站概況本報告中所提及的換流站包括巴西伊泰普直流輸電工程、美國太平洋聯絡線直流輸電工程、日本四國電力的阿南換流站、英國的Selindge換流站、加拿大的Dorsey和Chateauguay換流站以及以包括Nicolet、Radisson、DesCantons和SandyPond四個換流站的魁北克——新英格蘭多端直流系統。它們的簡要情況如下：1美國太平洋聯絡線直流工程美國太平洋聯絡線直流輸電工程于1965年設計，1970年正式投入運行，其換流站每極由3組6脈動汞弧閥串聯組成，每組額定電壓為133kV,額定電流為1800A。雙極額定電壓為±400kV,額定功率為1440MW。直流線路長為1369km,載流能力超過3000A。1971年，該工程在地震中損壞，1973年恢復后，經過研究和試驗，把額定電流提高到2000A，額定功率增至1600MW。1985年，由于負荷增長的需要，工程進行了增容，即在每極原有3個汞弧閥組的基礎上，再串聯1個100kV、2000A的6脈動晶閘管閥組，從而使直流線路電壓升至±500kV，額定容量增至2000MW。為了充分利用此工程直流線路的載流能力，滿足南部地區負荷增長的需要，1986年開始考慮太平洋直流聯絡線的擴建工程，1989年建成。擴建工程是每端增加1個新的雙極換流站，每極1組12脈動晶閘管換流器，額定電壓為±500kV，額定電流為1100A。新站與老站并聯運行，構成并聯運行的四端直流系統，可傳輸額定功率3100MW。擴建后的直流輸電工程，在北端的賽里略換流站，老站是和邦納維爾電力局（BPA）的230kV系統相連，而新站是與其500kV系統相連，但新老兩站均位于一個換流站內。在南端的希爾瑪換流站，老站是與洛杉磯水電局的230kV系統相連，新站是與愛迪生電力公司的220kV系統相連，并且新站建在希爾瑪換流站東約1km處，稱為希爾瑪換流站。新老換流站之間需要通過光纜進行通信聯系。1993年10希爾瑪換流站發生了嚴重的火災，1994年進行了設備更換和修復，于1995年11月又重新投入運行。因此，擴建后的太平洋聯絡線直流輸電工程也可以看作是一個并聯接線的四端直流輸電工程。由于老換流站的每極是由3組133kV的汞弧閥換流器和1組100kV的晶閘管換流器所組成，當1組汞弧閥換流器故障退出運行時，該極的電壓將降到367kV;此時新換流站和它并聯的晶閘管換流器可以通過改變觸發角和換流變的抽頭位置，使電壓降到367kV，而繼續與其并聯運行。為了實現新老換流站的快速并聯和解除并聯，在新老兩站的直流高壓側和中性線側均裝設有高壓和低壓的高速開關。2巴西伊泰普直流輸電工程巴西伊泰普直流輸電工程是目前世界上輸送電壓等級最高的直流工程，直流系統額定電壓為±600kV。伊泰普HVDC輸電系統有2回約800km的±600kV雙極直流線路。整個伊泰普直流工程共分6期投運，其中第一期工程于1984年完成，最后一期工程于1990年完成。換流站基本按照2個相對對立的±600kV雙極AC/DC換流站設計。每個整流站的交流側額定容量為3150MW、最大連續運行功率3392MW，在最高環境溫度下，直流側一個雙極的電壓額定值為±600kV、最大連續運行直流電壓613.6kV、電流額定值為2610A、最大連續運行電流2690A。每個雙極的短時過負荷能力為125%時5秒，115%時20秒。每個極包含2組串聯的300kV12脈動換流器，采用四重可控硅閥。任何一組換流器可以進行維修而不影響換流站其余部分的運行。換流變壓器是單相三繞組型式，單臺容量整流側314Mvar，逆變側300Mvar，其中交流網絡繞組為Y0連接，二個完全隔離的閥繞組一個是連接，另一個是Y連接。閥側電壓整流側127kV，逆變側122kV。換流變阻抗整流側17.8%,逆變側17.2%。交流側繞組在中性點設置了帶負荷調節抽頭，調節范圍為+201.25%～-61.25%。平波電抗器采用270mH油浸式，直流穿墻套管墻外長度21500mm，爬距3.5cm/kV。兩側交流場母線采用雙母線帶分段，3/2開關主接線。斷路器均為壓縮空氣開關，交流濾波器成大組并串，小組不裝斷路器。整流側所有開關都帶500合閘電阻，接入時間為15ms；逆變側濾波器和電容器開關帶200合閘電阻，接入時間為5ms，8個用于同步調相機的站用變壓器和站用電源變壓器開關均裝設1340分合閘電阻，其他開關裝設800合閘電阻，接入時間為12.5ms。伊泰普直流換流站設備是從瑞典ASEA公司（現ABB公司）進口的。該工程還是第一個完全采用氧化鋅避雷器的直流工程。了解的歷史運行情況如下：發生過一次閥由于漏水引起的火災，燒毀一個完整四重閥，花了一年零兩個月的時間進行修復；換流變壓器閥側套管引線連接的銅鋁焊接工藝問題引起發熱，分接頭引線產生的附加磁通引起鐵芯發熱，經過對已出廠的變壓器進行現場改造和對未出廠的變壓器在廠改造，目前運行性能良好；直流穿墻套管多次在雨中發生閃絡，該工程選用的改進方法為涂脂，效果良好。目前影響系統可靠性和可用率的主要原因是保護系統的非多重化和每極串接兩個換流單元延長了測試及維護的時間。3日本四國電力阿南換流站阿南換流站位于日本德島縣阿南市，占地面積約21萬平方米。系統設計是按照直流±500kV考慮的，由于目前的傳輸功率的需要和其它原因，現在運行情況為交流有500kV線路4回，直流為±250kV雙極金屬回線方式，變換容量為1400MW。最終的目標是交流500kV線路8回，直流±500kV，容量為2800MW。換流站和交流通過架空線路連接，直流出線則采用地下電纜送出，穿過海底，在對岸的由良換為架空線送到紀北換流站。由于換流站臨海，海鹽等污穢較重，出于防污考慮，換流站交流和直流開關設備全部采用GIS（SF6組合電器）。主要技術特點如下：使用目前最大容量的的晶閘管，管芯直徑150mm，單個耐壓8kV，通流3500A。直流500kV開關設備采用GIS，防污考慮；換流站使用500kV置地式交流濾波器；整個系統設計有持續運行裝置，以往的設計系統交流系統故障造成系統故障后至少需要300mS直流系統才能恢復正常，新的設計能保證直流系統不掉電，只有約30mS時間直流降壓運行，大大保證了送電可靠性。4英國Selindge換流站該站為英法直流輸電中的英國側換流站，位于英格蘭Kent郡的Ashford。由2個270kV的雙極直流換流閥組成，每個雙極換流閥的輸送容量為1000MW，該站占地14英畝，站內設備除了換流閥組，還包括400kV交流濾波器組、2組無功靜止補償裝置、1組400kVGIS換流裝置：由2個270kV的雙極直流換流閥組成，每個雙極換流閥的輸送容量為1000MW，每個單極均布置于獨立的閥廳內。每個單極由500個插拔式閥模塊構成，每個模塊由2個56mm的晶閘管組成。交流濾波器組分別由8組400kV的開關設備控制，總容量為1000Mvar。每個單極換流閥配置2組三相充油式換流變，單臺換流變容量均為316MVA，閾側電壓為117kV，交流側電壓為400kV。400kV開關站：受場地的限制，該400kV開關場采用了GISSVC（無功靜止補償裝置）：每組SVC提供±150Mvar的無功用于減小交流濾渡器組自動投切引起的電壓突變。每組SVC也可在直流全部跳閘后最短0.5秒內吸收多達800Mvar的感性無功。但上述過程中在有關交流濾波器切除前，會對400kV產生16.5％的過電壓。5加拿大Manitoba水電局Dorsey換流站Dorsey換流站位于Winnipeg城市西北26公里處，占地33公頃，于1968年開始建設。Dorsey換流站有兩個雙極高壓直流輸電系統，Bipole1直流電壓為±450kV，于1977年投運；Bipole2直流電壓為±500kV，于1985年投運。站內設備情況如下：閥廳：Bipolel有六個閥組，每極三個串聯，每個閥組額定電流2000A，額定電壓150kV。Bipole2每個閥組由12個可控硅閥(橋臂)組成，每個閥組額定電流1800A，額定電壓250kV，每極口兩個閥組串聯。同步調相機：共9臺調相機，其中6臺為160Mvar，3臺為300Mvar，主要是起到對230kV系統的電壓進行調節和對直流系統的支撐作用。交流開關站：230kV開關站有10條線路與Ontario和Sasketchewan省以及美國的230KV系統連接。另有2條線路與該站500KV交流開關站連接。該站的500KV交流開關站是向美國輸電的北部終端。6加拿大魁北克水電局Nicolet換流站Nicolet換流站屬于魁北克——新英格蘭多端直流系統中的一個大型站，該系統是通過加拿大的魁北克電網向美國輸送電力的一個大型直流系統。由Radisson、Nicolet、DesCaatons、SandyPond四個換流站及其直流輸電線路組成。Nicolet換流站位于蒙特利爾市東北140km處，站內還包括交流735kV、230kV系統，變電容量3330MW。直流系統于1988年開始建設，1991年11月單極投運，1992年