换流站电气设备主要组成

2.3.2.1 常规直流换流站

常规直流换流站的主要电气设备包括换流器、换流变压器、交直流滤波器、无功补偿装置、平波电抗器、接地极、高压GIS配电装置、测量装置、计算机监控系统、控制保护系统以及站用电设备等。设备的主要功能如下：

（1）换流器。由电力电子器件组成，具有将交流电转变为直流电或将直流电转变为交流电的功能。当换流器将交流电转变为直流电时，换流器处于整流状态，此时换流器也成为整流器；反之，换流器处于逆变状态，此时换流器也成为逆变器。

（2）换流变压器。是直流换流站交直流转换的关键设备，其电网侧与交流场相连，换流阀侧和换流器相连，因此其换流阀侧绕组需承受交流和直流复合应力。由于换流变压器运行与换流器的换向所造成的非线性密切相关，在漏抗、绝缘、谐波、直流偏磁、有载调压和试验方面与普通电力变压器有着不同的特点。

（3）交直流滤波器。为换流器运行时产生的特征谐波提供入地通道。换流器运行中产生大量的谐波，消耗换流容量40%～60%的无功功率，交流滤波器在滤波的同时还提供无功功率。

（4）无功补偿装置。由于换流器在实现交直流转换的过程中同时需要从系统中吸收无功功率，而且消耗的无功功率非常多，若交流滤波器无法满足所需无功功率时，为保证交流系统稳定运行，需要就地安装足够容量的无功补偿装置。

（5）平波电抗器。能防止直流侧雷电和陡波进入阀厅，从而使换流阀免于遭受这些过电压的应力，同时能平滑直流电流中的纹波。另外，在直流短路时，平波电抗器还可通过限制电流快速变化来降低换向失败概率。

（6）接地极。其作用是钳制中性点电位和为直流电流提供返回通路。针对不同的工程或运行方式，接地极的作用会有所差异。

（7）高压GIS配电装置。海上换流站交流配电装置一般采用GIS设备，减小占地面积。其主要功能与变电站基本类似，主要是将直流侧空载的换流器投入交流系统或从其中切除。当换流站主要设备发生故障时，如果通过闭锁换流站不能抑制故障发展，可通过GIS的开关设备将换流站从交流系统中切除。

（8）测量装置。海上换流站在交流侧采用交流电压和电流互感器，在直流侧需用直流电压和电流互感器。目前有电磁式互感器和光电式互感器，光电式互感器具有很强的抗磁干扰能力。

（9）计算机监控系统。能实现对站内电气设备的监视与控制，主要功能包括实时数据采集与处理，控制操作和同步检测，电压—无功自动调节等。

（10）控制保护系统。主要功能为控制电力潮流的方向，调节直流电压和其他电气参量，处理和限制换流阀非正常运行和交、直流系统干扰所造成的影响，保护换流站的设备，以及监测换流站的各种参量。换流站及直流输电系统的运行性能和安全可靠程度与控制调节系统的性能和可靠程度密切相关，对整个电力系统的运行也有重要的影响。(www.xing528.com)

（11）站用电设备。常规直流换流站的站用电设备与变电站配置相似。

2.3.2.2 柔性直流换流站

柔性直流换流站主要电气设备包括电压源型换流器、连接变压器、阀电抗器、开关设备、测量装置、计算机监控系统、控制保护系统以及站用电设备等。设备的主要功能如下：

（1）电压源型换流器。其作用是通过其中的半导体开关器件，使电流在交流和直流之间进行变换。目前主要采用的为两电平、三电平及模块化多电平拓扑结构。由于采用了具有可关断能力的半导体器件（如IGBT等）和脉宽调制技术，电压源型换流器与常规直流的换流器有本质区别。

（2）连接变压器。向换流器提供交流功率或从换流器接收交流功率，并将交流电网侧的电压变换到一个合适的水平。

（3）阀电抗器。它决定换流器的功率输送能力，同时也影响有功功率与无功功率的控制，并可抑制换流器输出的电流和电压中的开关频率谐波量和短路电流。

（4）开关设备。柔性直流换流站的开关设备包含交流开关设备和直流开关设备。交流开关设备作用与常规直流换流站的开关设备作用相同，直流开关设备主要应用于将直流故障从系统中切除或将恢复正常的直流线路重新投入系统中，从而避免由于直流故障导致整个换流站退出系统。

（5）测量装置。柔性直流换流站的测量装置与常规直流的测量装置在功能特性方面基本相同。

（6）计算机监控系统。能实现对站内电气设备的监视与控制，主要功能包括实时数据采集与处理，控制操作和同步检测，电压—无功自动调节等。

（7）控制保护系统。与常规直流的控制保护系统功能相似，但由于柔性直流的控制功能多样性，其控制保护系统也更为复杂、更为灵活。柔性直流输电系统控制保护系统可自动改变换流器的调制比和相角，调节直流线路电压、电流和功率，满足系统对调节有功和无功功率的要求，且针对柔性直流的设备保护也有更严格的要求。

（8）站用电设备。柔性直流换流站的站用电设备与变电站配置相似。