高壓直流輸電設計手冊 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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中國電力工程顧問集團中南電力設計院有限公司 編

圖書標籤:

• 電力係統
• 高壓直流輸電
• 電力工程
• 輸電技術
• 電力設計
• HVDC
• 電力電子
• 電網
• 工程技術
• 能源電力

齣版社： 中國電力齣版社

ISBN：9787519811990

版次：1

商品編碼：12339152

包裝：精裝

開本：16開

齣版時間：2017-12-01

用紙：膠版紙

頁數：1100

正文語種：中文

內容簡介

　　《高壓直流輸電設計手冊》係統地介紹瞭高壓直流輸電工程設計的內容、要求、方法和技術方案，主要適用於電力係統、送電電氣、送電土建、變電一次、變電二次、總圖、建築、結構、水工、暖通等與高壓直流輸電工程設計相關的專業。
　　《高壓直流輸電設計手冊》主要涵蓋電流源型兩端換流站和背靠背換流站、直流綫路、直流接地極及接地極引綫的設計，包括電力係統論證及其對直流輸電工程的要求，換流站成套設計和電氣接綫、布置、設備選擇及二次係統設計，通信設計，總圖設計，閥廳等建構築物設計及噪聲防護設計，閥冷卻、水工及采暖通風係統設計，接地極及接地極引綫設計，直流綫路電氣及杆塔設計等。
　　《高壓直流輸電設計手冊》用作高壓直流輸電工程設計人員的專業技術工具書，可供從事高壓直流輸電工程建設、施工、調試、運行、維護及直流輸電設備製造等專業人員使用，也可作為大專院校相關專業師生的參考書。

目錄

序
前言
第一章 高壓直流輸電設計技術概論
第二章 高壓直流輸電係統性能
第三章 電力係統方案論證
第四章 電力係統對直流輸電工程的要求
第五章 直流輸電係統電磁環境
第六章 換流站電氣主接綫
第七章 主迴路參數計算
第八章 交流濾波器設計
第九章 直流濾波器設計
第十章 換流站電力綫載波乾擾和無綫電乾擾
第十一章 換流站過電壓保護與絕緣配閤
第十二章 暫態過電流計算
第十三章 換流站電氣設備選擇
第十四章 換流站電氣布置
第十五章 換流站站用電係統
第十六章 換流站控製係統
第十七章 高壓直流輸電係統保護
第十八章 換流站二次輔助係統
第十九章 換流站二次迴路設計及布置
第二十章 換流站通信設計
第二十一章 換流站總圖設計
第二十二章 換流站建（構）築物設計
第二十三章 換流站供水及消防
第二十四章 換流站閥冷卻係統
第二十五章 換流站供暖通風及空調
第二十六章 換流站噪聲控製
第二十七章 接地極及其引綫設計
第二十八章 高壓直流輸電係統試驗
第二十九章 電壓源型直流輸電係統
第三十章 多端直流輸電係統
……
索引

高壓直流輸電設計手冊 概述 本書是一本麵嚮工程技術人員、科研人員和相關領域學生的綜閤性設計指導手冊，旨在提供高壓直流（HVDC）輸電係統從概念設計到詳細工程實現的全麵、深入的指導。本書內容緊密圍繞HVDC輸電係統的關鍵技術、設計流程、設備選型、安全規範及工程實踐，力求為讀者提供一套係統、實用且與時俱進的設計工具和參考依據。 內容詳述 第一章：高壓直流輸電基礎理論 直流輸電的優勢與劣勢： 詳細闡述直流輸電在長距離、大容量輸電、海底電纜輸送、異步交流係統互聯等方麵的顯著優勢，同時客觀分析其在換流設備投資、直流綫路損耗、諧波治理等方麵的局限性。 發展曆程與趨勢： 迴顧HVDC技術的發展脈絡，從最初的火計算機換流器到當前主流的晶閘管（Thyristor）換流器，再到新興的電壓源換流器（VSC），梳理各代技術的技術特點、應用場景及發展方嚮。重點介紹VSC-HVDC（MMC）在柔性輸電、暫態穩定性控製等方麵的突破性進展。 基本工作原理： 深入解析直流輸電係統的基本構成，包括換流站、直流綫路（架空綫、電纜）、直流濾波器、平波電抗器等。詳細講解換流原理，包括相控整流、逆變過程，以及晶閘管和VSC換流器的閥控方式。 第二章：換流站設計 換流器拓撲選擇： 綫 LCC（Line Commutated Converter）換流器： 詳細介紹單極、雙極、多端直流輸電係統中的LCC拓撲，包括單相橋、六相橋、十二相橋以及多脈衝換流器，分析其優缺點、適用範圍和控製策略。 VSC（Voltage Source Converter）換流器： 重點闡述多重化多電平（MMC）換流器的結構、工作原理、優缺點及控製方法。分析MMC在電網支撐、無功補償、快速故障穿越等方麵的能力。 混閤換流器： 探討LCC與VSC混閤應用的優勢，例如在高壓交流電網接入和無功補償方麵的協同效應。 閥組與閥廳設計： 晶閘管閥組： 詳細介紹晶閘管閥組的結構、串並聯方式、觸發控製、門極驅動、過壓與過流保護、門極單元設計。 VSC閥組（IGBT/SiC）： 講解IGBT、SiC等電力電子器件在VSC中的應用，閥組的子模塊設計、均壓措施、散熱係統、控製單元。 閥廳布置與散熱： 討論閥廳的防火、防潮、通風、照明、起重等設計要求，以及閥組的散熱設計，包括自然冷卻、強製風冷、油冷等方式。 直流濾波器設計： 諧波産生與危害： 分析換流器産生的直流諧波種類、頻率及其對電網的影響。 濾波器類型： 詳細介紹低通濾波器、高通濾波器、帶阻濾波器、陷波濾波器等不同類型直流濾波器的設計原理、參數計算、結構形式（如RLC濾波器、RC濾波器）。 濾波器補償： 討論濾波器在改善功率因數、抑製諧波方麵的作用，以及如何選擇閤適的補償電容器。 平波電抗器設計： 功能與作用： 解釋平波電抗器在平滑直流電流、抑製直流側諧波、防止直流綫路故障時電流過快上升的作用。 參數計算： 詳細介紹平波電抗器的電感量、額定電流、短路容量等參數的計算方法。 結構與布置： 介紹平波電抗器的類型（如乾式、油浸式）、屏蔽設計、安裝位置等。 直流控製與保護係統： 控製策略： 講解LCC換流器的移相控製、恒定導通角控製、恒定直流電壓控製等策略。重點闡述VSC換流器的虛擬同步發電機（VSG）控製、鎖相環（PLL）控製、雙嚮功率控製等。 保護係統： 詳細介紹換流閥過壓保護、過流保護、直流綫路接地保護、直流過壓保護、直流短路保護等。講解保護定值整定、保護信息傳輸（如光縴通信）。 係統集成與協調： 討論換流站整體控製係統的設計，包括主控製係統、保護控製係統、監測係統等的集成與協調。 第三章：直流綫路設計 架空直流綫路設計： 導體選型： 考慮導電率、載流量、機械強度、耐候性等因素，選擇閤適的直流導綫（如鋁綫、鋼芯鋁綫）。 絕緣子選型與設計： 考慮直流電壓等級、汙穢等級、雷電衝擊、操作衝擊等因素，選擇耐汙閃、高絕緣的直流絕緣子。 塔架設計： 考慮綫路荷載、地形地貌、風載、覆冰等因素，設計安全可靠的直流輸電塔架。 直流綫路接地： 討論直流綫路的接地方式、接地電阻要求。 海底/陸地直流電纜設計： 電纜結構： 介紹直流電纜的導體、絕緣層、屏蔽層、鎧裝層、護套等結構組成。 絕緣材料選擇： 討論XLPE（交聯聚乙烯）、EPR（乙烯-丙烯橡膠）等在直流電纜中的應用，以及絕緣厚度的確定。 電纜敷設與防護： 介紹電纜敷設方式（架空、直埋、水下）、防護措施（如套管、保護槽）以及電纜中間接頭的設計。 電纜終端設計： 討論直流電纜終端的設計要求，包括應力錐、絕緣處理等。 直流綫路的潮流計算與穩定性分析： 潮流計算： 講解直流潮流的計算方法，包括節點法、支路法等，以及負序、零序電流在直流係統中的錶現。 穩定性分析： 分析直流輸電對交流係統穩定性的影響，包括暫態穩定性、頻率穩定性、電壓穩定性等。討論直流控製對係統穩定性的作用。 第四章：直流輸電係統集成與工程實踐 直流輸電係統規劃與選址： 負荷需求分析： 根據電網的負荷發展趨勢，確定直流輸電的必要性和容量。 電源與負荷匹配： 考慮直流輸電連接的電源側和負荷側電網特性，進行初步的係統方案比較。 換流站與綫路選址： 綜閤考慮土地資源、環境影響、交通便利性、電網接入點等因素，進行換流站和綫路的選址。 安全與環境影響評估： 電磁兼容（EMC）設計： 評估直流輸電係統産生的電磁場對周邊環境和設備的影響，並提齣相應的防護措施。 直流電暈與電磁輻射： 分析直流綫路和設備産生的電暈放電現象，以及對通信、電視信號的乾擾。 環境影響評估（EIA）： 遵循相關法規，進行全麵的環境影響評估，包括景觀、噪聲、生態等。 設備選型與製造商選擇： 技術參數對比： 提供詳細的設備技術參數選型指南，如換流器容量、電壓等級、效率、可靠性等。 製造商評估： 介紹如何評估設備製造商的技術實力、生産能力、售後服務等。 工程實施與調試： 項目管理： 概述項目管理的關鍵環節，如進度控製、質量控製、成本控製。 施工組織： 詳細介紹換流站、直流綫路的施工組織與工藝要求。 係統調試： 重點闡述換流站、直流綫路的聯閤調試過程，包括單機調試、空載調試、帶載調試等。 並網運行與運維： 介紹係統並網運行的注意事項，以及日常運維、檢修、故障處理等。 附錄 相關標準與規範： 列舉國內外主要的HVDC設計、建設、運行相關的國際標準、國傢標準、行業標準。 術語解釋： 包含HVDC領域常用術語的詳細解釋。 典型案例分析： 選取國內外知名的HVDC工程項目，對其設計理念、技術難點、工程實踐進行深入剖析。 本書內容力求全麵、準確、實用，並緊跟HVDC技術發展的最新前沿。希望通過本書的係統闡述，能夠為讀者在高壓直流輸電工程的設計、研究與實踐中提供有力的支持。

評分☆☆☆☆☆

對於工程技術人員而言，一本優秀的參考書不僅要提供理論知識，更要具備指導實際操作的能力，而《高壓直流輸電設計手冊》在這方麵做得相當齣色。我特彆關注瞭書中關於直流換流閥的設計與選型部分，這簡直是一本“活字典”。作者並沒有僅僅羅列各種換流閥的參數，而是深入剖析瞭晶閘管、IGBT等關鍵器件的工作原理，以及它們在換流閥中的具體應用。 書中對換流閥的門極觸發控製、門極保護、以及冷卻係統的設計都進行瞭詳細的講解，這些都是確保換流閥長期穩定運行的關鍵。我尤其欣賞作者在討論換流閥故障診斷和維修策略時所展現齣的實踐經驗，這對於減少係統停機時間、提高運行可靠性具有極高的參考價值。書中提供的案例分析，更是讓我看到瞭理論知識如何在實際工程中得到應用，並解決瞭哪些棘手的問題。

評分☆☆☆☆☆

這本書的另一個亮點在於其對高壓直流輸電係統的通信與控製策略的深入探討。在現代智能電網中，HVDC係統不僅僅是輸送電力的通道，更是信息交互的重要節點。書中詳細介紹瞭HVDC通信係統的構成、傳輸協議，以及信息安全的重要性。 特彆是在控製策略方麵，作者對直流輸電係統的穩定控製、功率控製、以及電壓控製等都進行瞭詳盡的闡述。我被書中關於基於模型預測控製（MPC）和自適應控製等先進控製理論在HVDC係統中的應用所吸引，這為實現HVDC係統的智能化和優化運行提供瞭新的思路。對各種控製迴路的設計和參數整定方法的介紹，也為工程實踐提供瞭寶貴的參考。

評分☆☆☆☆☆

這本書在對高壓直流輸電工程案例的介紹上，也做得非常齣色。理論結閤實際，纔能更好地理解和掌握知識。書中選取瞭國內外多個經典的HVDC工程案例，從項目背景、技術方案、設備選型、建設過程到運行效果，都進行瞭詳盡的介紹。 我尤其對書中對一些大型、復雜HVDC工程的分析感到震撼，例如海底電纜輸電、多端直流輸電等。通過對這些案例的學習，我不僅能夠更直觀地理解HVDC技術在不同場景下的應用，還能夠學習到工程項目管理中的成功經驗和遇到的挑戰。這種深入的案例分析，為我提供瞭寶貴的參考，也激發瞭我對HVDC工程實踐的興趣。

評分☆☆☆☆☆

書中關於高壓直流輸電係統運行與維護的內容，為我提供瞭寶貴的實踐指導。理論知識的學習固然重要，但如何將理論轉化為實際操作，以及如何確保係統的長期穩定運行，是工程師們麵臨的實際挑戰。作者在這一部分內容中，詳細介紹瞭HVDC係統的日常運行管理、故障監測、以及應急處理規程。 我被書中對不同故障場景下的應急預案和搶修措施的詳細說明所吸引，這對於減少故障損失、縮短停電時間至關重要。書中對設備維護、狀態監測和預測性維護的建議，也為我提供瞭如何提高係統可用性的有效方法。這些接地氣的實踐經驗，讓我感受到瞭作者在工程實踐中的深厚積纍。

評分☆☆☆☆☆

書中關於直流濾波器設計的內容，著實讓我受益匪淺。在直流輸電係統中，濾波器的作用是濾除諧波，保證電力質量，這對於係統的穩定運行至關重要。作者從諧波的産生機理齣發，詳細介紹瞭不同類型的直流濾波器（如無源濾波器、有源濾波器）的設計原則和計算方法。 書中對濾波器參數的選取，如電抗器的電感值、電容器的容值，以及阻尼電阻的設置，都進行瞭嚴謹的推導和分析。我特彆贊賞書中對於濾波器動態響應和穩定性評估的討論，這對於確保濾波器在各種運行工況下都能有效工作至關重要。通過閱讀這部分內容，我對如何設計齣高效、可靠的直流濾波器有瞭更深刻的理解。

評分☆☆☆☆☆

隨著全球對清潔能源的需求日益增長，高壓直流輸電作為遠距離、大容量輸送電力的關鍵技術，其地位愈發凸顯。這本書的內容，特彆是關於直流輸電係統保護的部分，為我打開瞭新的視野。書中詳細闡述瞭直流輸電係統麵臨的各種故障類型，例如接地故障、短路故障等，以及相應的保護策略。 我被書中關於直流綫路故障的快速檢測和切除技術所吸引，特彆是多端直流輸電係統中的保護協調問題，作者給齣瞭非常詳盡的分析。書中不僅介紹瞭傳統的保護方法，還探討瞭基於人工智能和大數據分析的智能保護技術，這讓我看到瞭HVDC保護技術未來的發展方嚮。對各種保護裝置（如直流斷路器、直流熔斷器）的原理和選型的深入講解，更是為實際工程應用提供瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的編排邏輯嚴謹，結構清晰，就像一張精密的藍圖，引領著讀者一步步構建起對高壓直流輸電係統的整體認知。我尤其喜歡書中對高壓直流輸電綫路的電纜設計與敷設的章節。在現實工程中，綫路的安全性、經濟性和可靠性是至關重要的，而書中對直流電纜的絕緣性能、熱穩定性、以及在不同地質條件下的敷設方式都進行瞭細緻的探討。比如，書中詳細介紹瞭不同類型直流電纜（如交聯聚乙烯絕緣電纜、油紙絕緣電纜）的結構特點、性能參數，以及如何根據輸電距離、容量和環境條件來選擇最閤適的電纜類型。 更難能可貴的是，書中還涉及到瞭電纜的連接技術和附件設計，這往往是容易被忽視但卻至關重要的環節。作者不僅解釋瞭電纜終端、中間接頭的電氣和機械設計要求，還對熱脹冷縮、電暈放電等潛在問題提齣瞭預防措施。對於我這樣一個對細節要求較高的人來說，這樣的深度分析無疑是寶貴的財富，讓我對HVDC輸電綫路的建造有瞭更直觀、更全麵的認識。

評分☆☆☆☆☆

最後，不得不提的是，《高壓直流輸電設計手冊》在對未來HVDC技術發展趨勢的展望部分，也展現瞭作者的遠見卓識。隨著科技的不斷進步，HVDC技術也在持續演進。書中對柔性直流輸電（LCC-MMC）的深入探討，以及對其在電網接入、多端互聯、以及係統支撐等方麵的巨大潛力進行瞭展望，讓我對HVDC技術的未來充滿期待。 作者還對智能電網環境下HVDC係統的應用前景，以及與其他新興技術的融閤（如大數據、人工智能、物聯網）進行瞭預測，這為我們理解HVDC技術的未來發展方嚮提供瞭重要的參考。這本書不僅是一本優秀的設計手冊，更是一本引領行業發展的啓示錄，它讓我看到瞭HVDC技術在構建更加清潔、高效、智能的未來能源體係中所扮演的關鍵角色。

評分☆☆☆☆☆

關於高壓直流輸電的經濟性分析和技術經濟評估，書中提供的內容讓我耳目一新。在實際工程項目中，技術可行性固然重要，但經濟可行性更是決定項目成敗的關鍵。作者從投資成本、運行成本、以及社會效益等多個維度，對HVDC項目的經濟性進行瞭全麵的分析。 書中詳細對比瞭不同輸電方案（如交流輸電、直流輸電）的經濟性，以及不同HVDC技術方案（如LCC-HVDC、VSC-HVDC）的經濟性。特彆是對經濟損耗模型和可靠性經濟性分析的深入探討，讓我對如何量化HVDC係統的經濟效益有瞭更清晰的認識。這種將技術與經濟緊密結閤的分析方式，對於決策者和項目管理者來說，無疑是極具價值的。

評分☆☆☆☆☆

終於有機會拜讀這本《高壓直流輸電設計手冊》瞭，實在是讓人愛不釋手，翻開第一頁就有一種被嚴謹的學術氛圍所包裹的感覺。作者的功力可見一斑，對於高壓直流輸電（HVDC）這個龐大而復雜的係統，他沒有流於錶麵，而是深入到每一個細微之處，娓娓道來。我最欣賞的是書中對基礎理論的闡述，從電磁場的基本原理齣發，一步步引申到直流輸電的獨特優勢，以及其背後的物理機製。尤其是在電網穩定性分析部分，書中不僅提供瞭經典的李雅普諾夫穩定性理論的詳細推導，還結閤瞭實際工程中的各種乾擾因素，例如暫態過電壓、係統振蕩等，是如何影響HVDC係統穩定性的。這種理論與實際相結閤的敘述方式，讓我這個之前對HVDC瞭解不深的技術愛好者，也能茅塞頓開，理解其精髓。 讓我印象深刻的還有書中對不同類型HVDC換流站拓撲結構的比較分析。從早期的晶閘管換流閥（LCC）到如今廣泛應用的電壓源換流器（VSC），書中都進行瞭詳盡的論述，包括它們的優缺點、控製策略、以及在不同應用場景下的適用性。特彆是VSC-HVDC部分，作者詳細介紹瞭PWM（脈衝寬度調製）技術在VSC中的應用，以及如何通過靈活的控製實現對功率流的雙嚮調節，甚至還能提供無功功率補償和黑啓動能力。這對於我理解現代HVDC技術的發展趨勢至關重要，也讓我看到瞭HVDC在構建現代化、智能電網中的巨大潛力。