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近期全国首个省内直流工程永富直流完成了预试定检（预防性试验以及定期检查），这其中有全国最大的±500kV富宁换流站
富宁换流站 富宁换流站是永富直流输变电工程受端站，为换流站、交流变电站和串补站三站合建站，如果要算上STATCOM（静止同步无功补偿装置——我知道你们很绝望，因为每个汉字你们都认识，但连起来就看不懂是啥意思了）的话，应该是四站合一
趁着富宁换流站停电检修的机会，小编带你们去看一看换流站，所以今天不卖萌，作为专业的电网工作人员，来告诉你，什么是换流站！换流站是怎么转换直流电和交流电的！ 在此要提醒一下各位看官，变电站、换流站的辐射问题不在今天的科普范围之内，辐射问题小编已经解释过无数次了，如果你还纠结这个问题，请阅读另一篇文章 大家是知道的，我们平时所用的电是交流电（如果这个都不知道，可以回去看一下中学物理），频率是50Hz 有同学要举手提问了，我们平时用的是交流电，为什么会有直流输电线路呢？ 直流输电线路有3个特点：经济性、互联性、控制性 由于互联性和控制性解释起来小编担心无法控制篇幅，所以我们今天只说一说经济性，总结起来很简单，高压直流输电的合理性和适用性在远距离大容量输电中已得到明显的表现，对于同样输电容量，输送距离达到一定距离后，距离越远，直流比交流的经济型越好。
有同学又要举手提问了，既然我们家里用的都是交流电，你们长距离输送的却是直流电，辣么你们是怎么把直流电变成交流电的呢？ 这个问题问的很好，我先手绘一张图给大家看看
（我是一名灵魂画师） 这个图应该表达的很明白，以永富直流工程为例，从电厂出来的电是交流电，抵达永仁换流站，转换成直流，通过高压线完成长距离输送，抵达富宁换流站，转换成交流，再抵达各个变电站，然后到你们家的就是交流电了。 下一个问题就来讲一讲富宁换流站是怎么完成直流电转换成交流电的（反过来交流电变直流电也类似） 首先我还是手绘一张图，来告诉大家富宁换流站的构成。
什么是直流场 直流场在送端（永仁换流站）和受端（富宁换流站）的作用是不相同的 我先讲讲在送端（永仁换流站）的作用 送端的直流场的主要作用是保证进入直流高压电线的电流是“完美”的直流电，主要设备包括有，平波电抗器和直流滤波器 我知道各位看官看到这两个名词的时候又一次怀疑了自己是否懂中文 看不懂没关系，我们来看波纹图 这个是我们需要的“完美的”直流电的波形图
交流电从电厂送出经过相关设备，变换成直流后（未经过直流场之前） 他们很有可能是这样的
你们不需要纠结为什么会出现这样的情况，因为实在是太复杂了！ 那么电网人需要做的就是把不完美的波形，变成完美的波形，因为以上“不完美”直流电进入直流线路输送时会产生大量的损耗！很不划算！ 所以在送端永仁换流站，直流电在真正的输送线路之前，要经过直流场里的两个步骤，才可以得到完美的直流电 第一步就是平波电抗器
（平波电抗器） 通过平波电抗器后，直流电的波形图如下 虽然波纹摆动的幅度减小，但效果还是不令人满意
第二步就是直流滤波器
（直流滤波器） 直流电经过直流滤波器后，会得到完美的波形！就可以进入直流线路，抵达富宁换流站 而在富宁换流站，直流场的作用则改变为“守门员” 我们举个例子，在河流的入海口常常会发生海水倒灌的情况， 那么同样在直流线路也会出现这种情况 富宁换流站的作用是把直流电转换成大家可以使用的交流电，那么在转换过程必然会发生交流谐波（我知道你们看不懂“谐波”这个词，没关系，你先当它是个坏东西，下面会详细解释）“倒灌”直流线路的情况 而交流谐波进入了直流线路，就会导致直流线路输送能力下降 这个时候富宁换流站的直流场的作用就体现了，它可以阻止交流谐波入直流线路
下面，我要讲直流电随后要经过的阀厅和换流变
（阀厅内的换流阀） 虽然是两种设备，我们是把他们看作一体的，他们相当于换流站的心脏，主要作用就是把直流电变成交流电 直流电变交流电，说起来只有7个字，可是你知道有多复杂吗？ 我举个栗子，一个阀厅里有2个换流阀，1个换流阀有3个阀塔，1个阀塔有4个单阀，1个单阀有3个阀组，1个阀组有2个阀段，1个阀段有13个晶闸管 此刻我知道你的内心是崩溃的，因为我当时学这个东西的时候也是崩溃的
（像我这样的换流变还有14台，包括两台备用的） 总而言之，直流电经过了2个换流阀和12个换流变后，如愿以偿的变成了交流电 你以为这就完了？
你还是太年轻 直流电转换成交流电后我们能得到“完美”的交流电吗？ 显然事情没有这么简单 先来看我们所需要的交流电的波形图
然而直流电经过阀厅和换流变，所产生的交流电波形图如下
（就这张图我画了五遍，已经尽力了） 通俗的来说，我们将完美的交流电的波段比作是1，那么实际上从直流完成交流的转变后，我们会得到1的波段，但也会得到2、3、4、5、6、7……等等的波段，这些不需要的波段，会影响正常的波段，我们统称为谐波 所以我们要把影响比较大的谐波通通给过滤掉，于是就有了交流滤波场（有了直流滤波器的概念后，这个是不是很容易懂？）
（交流滤波场） 针对不同的波段，交流滤波场里有不同的交流滤波器，用于过滤不同的谐波 其实早就在设计阶段我们天才一般的设计人员早就得出了需要过滤哪些谐波，也就是说我们要对付的“敌人”早就一清二楚了 我知道你们已经开始彻底懵圈了，他们是怎么知道的？？？ 虽然本小编不会算这些谐波，但是本小编知道，只要给出这些天才一样的设计人员变电站具体所在的位置，海拔等具体条件，他们就能算出来！！ 经过交流滤波器后，直流和交流的转换就算是基本完成了，换流站的作用也基本达到了 但前提是放在普通的换流站里
STATCOM
500kV变电站
串补站 富宁换流站并不普通，除了换流站，还有500kV变电站，串补站和STATCOM 变电站好说，主要是升降电压的作用，要知道你们家用的是220V电压，我们这可是500kV的电压，所以你们家要用我们的这的电，就要先降压 串补站和STATCOM是什么意思呢 简单点说吧，这两个站是用来减少电能在传送过程中的损失的，提高电网系统的稳定性。 举个栗子，我要从A点传送10个能量到B点，辣么，正常情况下，因为损耗，只有5个能量能到达B，损失了5个能量 但是！如果有了这两个站，会有8个点的能量到B，大大地减少了损耗，提高了经济效益 我的天，这样都可以解决？！！ 我知道， 此时此刻，你们已被电力人的智慧折服了 但是！请等一等
是的，你已经学会抢答了，因为我还没有说完 还有保护装置 以富宁换流站为例，一个如此复杂的换流站有多少电网人在运维？ 目前是33人，以后还需要不断补充 因为这是全国首个省内的直流输电线路，所有的运维人员都是从云南电网文山供电局里挑选的精英，经过了三年的培训才算得上“出师” 所以换流站的保护工作既要靠人力，也要靠设备 这里的设备就是保护装置了
大家家里的空气开关就是一种保护装置，不过家里的比较暴力，发生了问题就跳闸、断电 换流站的终极保护手段才是跳闸，因为换流站也好，变电站也好，跳闸后很可能引发大规模的停电，而这对于我们来说，是安全生产事故，也是绝对不允许发生的。 所以富宁换流站的几乎每一个设备都有保护装置（就算是小指头大小的那设备也是有保护装置的），一旦发生问题，系统会直接发出警报，向换流站的工作人员报告，一般来说，小问题不会影响换流站的运行，所以我们的工作人员就有时间检查和修复 所以近几年来停电是越来越鲜见的事情了 这里要特别指出，至2020年，南方电网公司全口径客户平均停电时间(中压)目标为11.5小时，客户平均停电时间(低压)目标为12小时，达到国内一流水平;公司中心城市(区)及10个城市城区客户平均停电时间(低压)低于1小时，达到国际一流水平;广州中新知识城、深圳福田、深圳前海、珠海横琴等高可靠性示范区供电客户平均停电时间低于5分钟，达到国际领先水平。
“ 今天的科普就到这里了 其实换流站的变换交直流的过程远比今天所解释的要复杂 还有很多细节本文为了方便大家阅读而略过 最后要说的是 相对于一整张电网而言，一个换流站实在太小了 小编今天的科普，你已经觉得很复杂了 可对于电网人来说，这都是家常便饭 或许你们只知道经常乘坐的高铁 那是我们中国的一张名片 可是小编不知道你们是否知道 超/特高压技术也已经是中国的一张名片了 感谢那些为了祖国电力事业奋斗的人们 |
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