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《高压直流输电系统设备典型故障分析》介绍了高压直流输电换流站主要设备、高压直流输电系统设备事故处理原则，收集了中国南方电网公司所管辖的高压直流输电系统的典型设备故障83例。每个实例包括故障简述、原因分析、反事故措施三个方面。提出了防止类似事故发生的预案。这些经验总结对我国直流输电工程的运行、维护技术的提高具有重要的指导意义。
《高压直流输电系统设备典型故障分析》共分8章，分别为高压直流输电换流站主要设备、高压直流输电系统设备事故处理原则、高压直流输电系统主设备故障分析、高压直流输电系统控制和保护设备故障分析、高压直流输电系统辅助设备故障分析、高压直流输电系统主设备事故预案、高压直流输电系统控制和保护设备事故预案、高压直流输电系统辅助设备事故预案。
《高压直流输电系统设备典型故障分析》可供高压直流输电运行、检修、试验、科研人员使用，也可供高校相关专业师生学习、参考。
《高压直流输电系统设备典型故障分析》 本书深入剖析了高压直流（HVDC）输电系统运行过程中可能遇到的各类设备典型故障，旨在为电力系统工程师、技术人员以及相关研究人员提供一套全面、实用的故障诊断与分析工具。 第一部分：高压直流输电系统概述与关键设备 本部分首先简要回顾了高压直流输电技术的发展历程及其在现代电力系统中的重要作用，着重介绍了其相较于交流输电的优势，如长距离输电损耗低、易于异步互联、可控性强等。在此基础上，详细阐述了HVDC系统中的核心组成部分，包括： 换流站（Converter Station）： 这是HVDC系统的“心脏”，负责将交流电转换为直流电（整流）或将直流电转换为交流电（逆变）。我们将详细介绍其主要设备，如换流阀（Converter Valve）、直流滤波器（DC Filter）、交流滤波器（AC Filter）、平波电抗器（Smoothing Reactor）、直流控制保护系统（DC Control and Protection System）以及交流连接设备（AC Connection Equipment）等。 换流阀（Converter Valve）： 作为HVDC系统的核心部件，换流阀的可靠性直接关系到整个系统的安全稳定运行。本书将重点介绍晶闸管换流阀（Thyristor Valve）和电压源换流阀（Voltage Source Converter, VSC）两种主流技术，深入分析其结构、工作原理以及关键电气参数。 直流线路（DC Line）： 包括直流输电线路（Overhead Line）、直流电缆（DC Cable）以及相关的绝缘子（Insulator）、避雷器（Surge Arrester）等。我们将探讨直流线路的电气特性、绝缘设计以及其在不同环境下的运行特点。 直流滤波器（DC Filter）： 用于抑制直流线路上的高次谐波，确保输出直流的平滑度。本书将解析直流滤波器的组成（如电抗器、电容器）和滤波原理。 交流滤波器（AC Filter）： 用于抑制换流过程中产生的谐波对交流电网的影响。我们将介绍滤波器组网方式（如单调谐滤波器、带阻滤波器）及其设计原则。 平波电抗器（Smoothing Reactor）： 串联在直流侧，用于减小直流电流的脉动。 直流控制保护系统（DC Control and Protection System）： 负责HVDC系统的运行控制、故障检测、保护动作和就地/远方调度。 第二部分：换流阀典型故障分析 换流阀作为HVDC系统最复杂的设备之一，其故障是影响系统运行的关键。本部分将聚焦于换流阀的各类典型故障，并进行详细的分析： 晶闸管阀故障： 晶闸管损坏： 包括过压击穿、过流烧毁、过热损坏、门极误触发、门极失控等。我们将分析触发异常、过电压/过电流冲击、散热不良、绝缘故障等可能导致晶闸管损坏的原因。 触发回路故障： 门极触发信号丢失、信号失真、触发脉冲幅度不足或过大、触发时间偏差等。 均压回路故障： 均压电阻/电容参数漂移或损坏，导致阀内晶闸管承受的电压分布不均。 阻尼回路故障： 阻尼电阻/电容参数变化，影响阀的阻尼性能，可能导致过电压振荡。 阀控回路故障： 光纤通信中断、控制逻辑错误、阀控单元（VCU）故障等。 阀体绝缘故障： 绝缘子污秽闪络、绝缘介质老化、内部绝缘击穿等。 电压源换流阀（VSC）故障： IGBT/SiC器件损坏： 过压、过流、过温、开关损耗过大、栅极驱动故障等。 门极驱动电路故障： 驱动信号异常、驱动功率不足、驱动隔离失效等。 直流电容器故障： 容量衰减、漏电流增大、内部短路等，影响直流侧电压的平滑度。 串联电感故障： 电感值变化、匝间短路、铁芯饱和等，影响换流过程的平滑性。 控制与保护系统故障： VSC控制策略失误、PWM调制信号异常、过流/过压保护不及时等。 第三部分：直流滤波器及平波电抗器典型故障分析 直流滤波器故障： 电容器损坏： 绝缘击穿、内部短路、容量下降、连接片松动等。 电抗器故障： 励磁饱和、匝间短路、铁芯松动、绝缘老化等。 串联/并联支路熔断： 过载或短路导致保险熔断。 滤波器柜体接地不良或短路。 平波电抗器故障： 绕组过热或烧毁： 长期过载、散热不良、短路等。 匝间短路： 绝缘损坏。 铁芯松动或损坏： 导致噪音增大、励磁特性变化。 接地故障。 第四部分：直流线路典型故障分析 直流输电线路故障： 绝缘子污秽闪络或击穿： 由环境因素（如污秽、潮湿、雷电）引起。 导线断股或断线： 外力作用、风偏振动、疲劳等。 接地故障： 线路与大地之间发生绝缘损坏。 短路故障： 线路之间或线路对地发生短路。 直流电缆故障： 绝缘老化或击穿： 制造缺陷、安装不当、过载运行、环境因素等。 接头故障： 密封不良、绝缘缺陷、连接不良等。 铠装层腐蚀或机械损伤。 直流线路保护配置不当或误动作： 第五部分：交流系统接口设备典型故障分析 交流滤波器故障： 电容器组过载或损坏。 电抗器故障： 匝间短路、饱和等。 阻尼电阻过热或断路。 滤波器柜体绝缘故障。 耦合电抗器/变压器故障： 绕组过热、短路或开路。 绝缘老化或击穿。 冷却系统故障。 油箱渗漏或变压器瓦斯报警。 交流隔离开关/断路器故障： 灭弧触头烧损或接触不良。 合闸/分闸机构故障。 绝缘击穿。 避雷器（金属氧化物避雷器，MOV）故障： 泄露电流增大。 阀片老化或击穿。 阀片脱焊。 第六部分：直流控制保护系统故障分析 控制单元（如DCB）故障： CPU故障、存储器故障、输入/输出接口故障等。 保护单元故障： 保护判据错误、保护逻辑异常、保护定值错误。 通信故障： 光纤中断、通信协议错误、数据传输延迟等。 执行机构故障： 隔离开关、断路器等操作机构失灵。 测量单元故障： 直流电压、电流测量值不准确或丢失。 第七部分：故障诊断与分析方法 本部分将介绍用于识别和分析HVDC设备故障的各种方法： 运行参数监测与趋势分析： 如直流电流、电压、阀控信号、滤波器参数等。 状态监测技术（Condition Monitoring）： 如绝缘监测、温度监测、振动监测、局部放电监测等。 故障录波分析（Fault Recording Analysis）： 对故障发生时的电气量进行详细分析。 在线/离线测试技术： 如阀门导通角测量、滤波特性测试、电容/电感参数测量等。 故障仿真与建模： 利用仿真软件对不同故障场景进行模拟，比对实际故障波形。 现场故障排查经验分享。 通过对上述各部分内容的深入探讨，本书旨在为读者构建一个完整的高压直流输电系统设备故障认知框架，提升其在实际工程中的故障诊断、排除及预防能力，从而保障HVDC系统的安全、可靠、高效运行。
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