【摘 要】低压直流配电技术是当前电力系统中应用比较多的技术，其是电力电子技术不断发展的产物。在电力输电系统中应用的电子器件比较多，采用低压直流配电技术后，需要结合配电的特点，合理运用核心技术换流器理论，解决应用低压直流配电技术存在的问题。本文对低压直流配电技术进行了介绍，还对技术方面存在的问题进行了分析，希望可以降低电能传输时存在的损耗问题。
【关键字】低压直流；配电技术；电网；问题
在电力系统中，多采用的是高压直流配电技术，随着电力行业的不断发展，在电力系统中开始应用低压直流配电技术，在应用的过程中，需要解决传输电能时出现的电能损耗问题。传统的配电系统多为直流系统，其具有输送容量小、输送距离短的缺点，所以，其逐渐被交流系统所取代。电力行业对电子技术在不断的研究，采用换流器后，可以有效的改善直流配电存在的缺陷，直流配电技术重新受到了重视，采用直流配电有效提高了电能传送的能力，还提高了电能的质量。
1、低压直流配电技术分析
在电力行业应用高压直流输电技术比较多，这项技术在不断发展的过程中日趋成熟，与交流配电网相比，直流配电网络的配网线路比较长，而且传输的能力也比较高，其应用的成本也比较低，是电能输送中常用的输电方式。本文对低压直流配电技术及组成元件进行了介绍，以供参考。
1.1低压直流配电的分类
1）按拓扑分类
按照线路拓扑的形式对低压直流配电方式进行分类，可将其分为高压输电型与辐射型两种，两种类型的低压直流配电系统分别如图1、图1所示。图1的两个交流系统是靠一条直流线路相连，系统与多个用户连接，都是利用变流器进行供电。图2的系统中，用户并不是直接与直流系统相连，其采用的辐射的方式，系统中有多个变流器，每个用户都对应一个变流器。
2）按输电连接分类
按照直流系统输电连接的方式分类，可将低压直流配电分为单极型、双极型两种类型。单极连接采用的是负极导线，将水或者大地作为回路，如果大地的电阻率过高，对线路产生干扰，则不能将大地作为回路，可以采用金属作为回路，并且在低压条件下运行。双极连接有两条导线，一正一负，导线的端点采用直流侧串的方式与额定电压相等的两个换流器连接，两极都采用的是独立运行的方式。大地电流会对周围天然气管道产生干扰，会产生副作用，将大地电流作为导体，会对金属管道造成腐蚀，所以，采用低压直流配电技术时，需要特别注意采用大地作为回路的问题。
1.2低压直流配电系统的元件
直流配电系统的元件示意图如图3所示。系统中包含的电子元件比较多，下面笔者对这些元件的应用情况进行简单的介绍。
1）换流器
换流器是低压直流配电系统的重要组成，其有着直流、交流变换的功能，可以避免电能在输送的过程中出现损耗。换流器是由阀桥、带负载调分接头变压器组成的，阀桥是由电子元件形成的6脉波电路组成的。
2）平波电抗器
平波电抗器是一种大型的设备，其是以串联的方式连接在换流站的每个电极上，这种设备在直流线路中具有减小谐波电压和电流的作用，可以防止逆变器出现换相失败或者轻载电流不连续的问题，在线路发生短路问题后，还可以限制整流器的峰值电流。
3）滤波器
换流器由电力电子器件组成，在交直流侧均会产生谐波。谐波对电力系统、电力设备产生不利影响。所以交直流侧均需配有滤波器。
4）无功源
换流器本身需要吸收无功功率，所以换流器附近需要安装无功功率补偿设备，交流滤波器中的电容器也会为系统提供部分无功功率。
2、低压直流配电存在的技术问题
2.1谐波
在电力电子技术大量应用之后，它便成为了电力系统谐波的主要来源。在分析变压器二次侧交流电流波形后发现，此波形是在没有换相重叠、无脉动的直流电流、对称的纯正弦换相电压和换流器等间隔触发脉冲这些假定条件下得出的。电流进行傅立叶变换，将电流正负半波重点作为零点，则有：
以上公式是变压器二次侧电流，变压器一次侧电流随变压器联结方式不同而变化。若变压器为Yy0联结，则一、二次电压与电流的波形和相位均相同；若变压器为Yd11联结，则由于不同次数的谐波其相序不同，经变压器移相的角度也因此不同，从而一、二次侧电流相位波形有所不同。利用上面所述由变压器联结不同引起的变化，可构成多相整流电路，如12脉波电路。在12脉波电路中有带变压器的两个6脉波桥，一个变压器接成Yy0，另一个接成Yd11。
2.2谐波与无功补偿
谐波电流叠加在电容器基波电流上造成电容器电流有效值增加，温升升高甚至过热而降低电容器寿命。谐波电压叠加在电容器基波电压上使得电容器电压峰值增加，影响使用寿命。并联电容器投入系统中后，系统的谐波阻抗发生变化，既可能为感性也可能为容性。对于特定谐波，并联电容器有可能与系统发生并联谐振。
2.3电力电子元件可靠性
配电系统引入变流器的一个挑战就是电力电子元件的寿命、触发电路不可靠以及电力电子器件的故障。触发电路不可靠以及电力电子器件的故障导致逆变失败从而引发短路或保护设备误动。
3、结语
本文对低压直流配电的分类以及组成元件进行了分析，对低压直流配电技术进行了分析，这项技术在电力系统有着广泛的应用，可以提高输电的能力以及质量。在低压直流配电系统中，换流器发挥着重要的作用，可以对直流、交流进行转换。直流配电的方式有着较高的电能传送能力，这是其取代交流配电的主要原因，直流电在经济方面也优于交流电，可以减小功率损耗，延长电子设备的使用寿命。在应用低压直流配电技术时，设计人员需要做好系统的优化工作，从而保证电能供应的质量。
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论文作者:张宇,
论文发表刊物:《城镇建设》2019年10期
论文发表时间:2019/8/15
标签：低压论文; 系统论文; 电流论文; 谐波论文; 技术论文; 变压器论文; 电能论文; 《城镇建设》2019年10期论文;