图1.1中交流电力系统1和2通过直流输电系统相连。交流电力系统1、2分别是送、受端交流系统，送端系统送出交流电经换流变压器和整流器变换成直流电，然后由直流线路把直流电输送给逆变站，经逆变器和换流变压器再将直流电变换成交流电送入受端交流系统。两端直流输电系统只有一个整流站和一个逆变站，它与交流系统只有两个接口，结构最为简单，是世界上已运行的直流输电工程普遍采用的方式。......
2023-06-29
单极直流输电系统的设计与应用
【摘要】：单极直流输电系统中换流站出线端对地电位为正的称为正极，为负的称为负极。另外，当双极直流输电工程在单极运行时，还可以接成双导线并联大地回线方式运行[5]。这种方式的线路投资和运行费用均较单极大地回线方式的高。
单极直流输电系统中换流站出线端对地电位为正的称为正极，为负的称为负极。与正极或负极相连的输电导线称为正极导线或负极导线，或称为正极线路或负极线路。单极直流架空线路通常多采用负极性（即正极接地），这是因为正极导线电晕的电磁干扰和可听噪声均比负极导线的大。同时由于雷电大多为负极性，使得正极导线雷电闪络的概率也比负极导线的高。单极系统运行的可靠性和灵活性不如双极系统好，因此，目前单极直流输电工程不多。
单机系统的接线方式可分为单极大地（或海水）回线方式和单极金属回线方式两种。另外，当双极直流输电工程在单极运行时，还可以接成双导线并联大地回线方式运行[5]。图1.2所示为这三种方式的示意图。
图1.2 单极直流输电系统接线示意图
（a）单极大地回线方式；（b）单极金属回线方式；（c）单极双导线并联大地回线方式
1—换流变压器；2—换流器；3—平波电抗器；4—直流输电线路；5—接地极系统；6—两端交流系统
1.单极大地回线方式
单极大地回线方式是两端换流器的一端通过极导线相连，另一端接地，利用大地（或海水）作为直流的回流电路，如图1.2（a）所示。这种方式的线路结构简单，利用大地作为回线，省去一根导线，线路造价低。但地下（或海水中）长期有大的直流电流流过，大地电流所经之处，将引起埋设于地下或放置在地面的管道、金属设施发生电化学腐蚀，使中性点接地变压器产生直流偏磁而造成变压器磁饱和等问题。这种方式主要用于高压海底电缆直流工程，如瑞典-丹麦的康梯-斯堪工程，瑞典-芬兰的芬挪-斯堪工程，瑞典-德国的波罗的海工程，丹麦-德国的康特克工程等。
2.单极金属回线方式
单极金属回线方式如图1.2（b）所示，采用低绝缘的导线（也称金属返回线）代替单极大地回线方式中的大地回线。在运行中，地中无电流流过，可以避免由此所产生的电化学腐蚀和变压器磁饱和等问题。为了固定直流侧的对地电压和提高运行的安全性，金属返回线的一端接地，其不接地端的最高运行电压为最大直流电流在金属返回线上的压降。这种方式的线路投资和运行费用均较单极大地回线方式的高。通常只在不允许利用大地（或海水）为回线或选择接地极较困难以及输电距离又较短的单极直流输电工程中采用。但在双极运行方式中需要单极运行时可以采用。
3.单极双导线并联大地回线方式
单极双导线并联大地回线方式如图1.2（c）所示，这种方式是双极运行方式中需要单极运行时采用的特殊方式，与单极大地回线方式相比，由于极导线采用两极导线并联，极导线电阻减小1/2，因此，线路损耗减小1/2。
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