簡單來說,,交流電比直流電更容易管理,。
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0 h4 { z! h8 e o8 ~& L電的使用和發(fā)展可以分為三個階段:
7 t% U- E: L% `! S3 v1,、 直流輸電階段 :發(fā)電,、輸電和用電均為直流電 # W S3 W2 Z! w8 T7 b0 H* X
主張采用直流輸電 :愛迪生,、開爾文
/ w, X# M) S& c/ S( A/ L主張采用交流輸電 :威斯汀豪斯,、費朗蒂
/ h( z: I1 h5 d7 R1882年在德國建成的57km向慕尼黑國際展覽會送電的是直流輸電線路(2kV,1.5kW),。
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3 c" D; v4 O/ ?, k2,、交流輸電階段 :發(fā)電、輸電和用電均為交流電
/ m1 r; ^3 p* X) y# B: _原因:遠距離送電→減少輸電線路中電能的損失→改變電壓→交流輸電 1888年,,由費朗蒂設計的倫敦泰晤士河畔的大型交流電站開始輸電,。
6 B4 V0 e3 ~- c& R3 C隨著三相交流發(fā)電機,感應電動機和變壓器的迅速發(fā)展,,發(fā)電和用電領域很快被交流電所取代。 - ]' H% P) X$ y+ q' X% h- \
同時變壓器又可方便地改變交流電壓,,從而使交流輸電和交流電網(wǎng)得到迅速的發(fā)展,,并很快占據(jù)了統(tǒng)治地位。
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3,、交直流輸電并存階段 :發(fā)電和用電為交流電輸電為直流
9 |9 J! A# \# ]+ N$ k8 d并不是簡單地恢復到愛迪生時代的那種直流輸電,。 . d* y9 G# r3 ]9 ?! o
發(fā)電站發(fā)出的電和用戶用的電仍然是交流電,只是在遠距離輸電中,,采用換流設備,,把交流高壓變成直流高壓。
! C9 s. R6 ?* X4 M; M+ R8 o, @目的:為了解決交流輸電存在的問題,,尋求更合理的輸電方式,。
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6 l3 V1 J3 U- a3 o; V* G$ y我國直流輸電現(xiàn)狀: & f& t$ t v% y4 L6 w
① 早在50年代初,,派人去學習蘇聯(lián)的高壓汞弧閥設計制造。 2 q6 a! d, `0 j" S- }$ Z
1978年上海投運一條31kV,、150A,、送電電纜長9km的直流輸電試驗線,累計運行2300h,。 . v4 ?; P/ W7 }& F/ h* h& E0 \
② 舟山直流輸電工程 ,,1989年9月1日通過了國家鑒定,并正式投入運行,。
0 W: U5 K0 w0 T- K2 T8 q3 ?. V A③ 1984年10月國家批準建設葛洲壩至上海直流輸電工程,,于1989年投入運行。 t. g: l0 [7 W* \# ]
④ 天廣500kV直流輸電工程,,2000年12月底單極投產(chǎn),,2001年6月26日雙極投產(chǎn)。 * ^4 z. r" M, n: ~+ d
⑤ 三峽至常州±500kV直流輸電工程西起宜昌龍泉,,東至常州政平,,全長890km,2002年單極投運,,2003年雙極投運,。 6 B; ~7 T# @2 W" I9 B. V
線路采用ASCR-720/50四分裂導線,是我國采用截面最大的導線,。隨線架設OPGW復合地線光纜一條 ,。
/ s, U) R1 @$ y8 L: X⑥ “十五”期間安排了7項直流輸電工程。 . z& c' o$ K7 d% A5 g7 Q/ `. A
除三峽至常州外,,荊州至惠州博羅響水鎮(zhèn),、安順至肇慶±500kV直流輸電工程將于2005年投運;
8 ^4 G6 Z! H% {" k& a) t稍后開工的還有三峽至上海練塘±500kV工程,; V5 {; A0 h/ [: w* E$ ^/ C
作為大區(qū)互聯(lián)的直流背靠背工程,,將有陜西至河南靈寶、邯鄲至新鄉(xiāng),、東北至華北項目,。 ; R* W M& C1 K5 F7 [/ Z+ a
⑦ 國家電力公司部署了“西電東送、南北互聯(lián),、全國聯(lián)網(wǎng)”的方針,。 ) |' q( p7 g8 t' r, f8 l
全國互聯(lián)電網(wǎng)的基本格局是:以三峽輸電系統(tǒng)為主體,向東西南北方向輻射,,形成以北,、中、南送電通道為主體,,南北電網(wǎng)間多點互聯(lián),,縱向通道聯(lián)系較為緊密的全國互聯(lián)電網(wǎng)格局,。
! x" @; B7 _! z$ e9 t- P' Y+ ]北、中,、南三大片電網(wǎng)之間原則上采用直流背靠背或常規(guī)直流隔開,,以控制交流同步電網(wǎng)的規(guī)模。隨著西部開發(fā)號角的吹響,,預計今后十幾年內(nèi)直流輸電項目不少,。
) ^3 }! d1 C h S+ N我國采用的直流輸電類型: * U4 l7 J0 f$ q
①超過30km左右的水下電纜。
! h, _3 x! f' P+ s②兩個交流系統(tǒng)之間的異步聯(lián)接,。 * B2 a. P f4 l3 [
③大容量遠距離架空線輸電。
/ T3 c) |# W; r高壓直流輸電運行特性及其與交流輸電的比較:
# }& b+ X, `2 B( w" d- y① 功率傳輸特性:交流輸電考慮穩(wěn)定問題,;
1 n3 {# M/ @/ |; [直流輸電沒有相位和功角,,當然也就不存在穩(wěn)定問題,這是直流輸電的重要特點,,也是它的一大優(yōu)勢,。
* a& X( E# z s* p8 R" x) W- m② 線路故障時的自防護能力:對于占線路故障80%~90%的單相(或單極)瞬時接地而言,直流比之交流具有響應塊,、恢復時間短,、不受穩(wěn)定制約、可多次再啟動和降壓運行來創(chuàng)造消除故障恢復正常運行條件等多方面優(yōu)點,。 / i' k" R" W, z* U" O% q* q
③ 過負荷能力,。 1 t+ i7 E- T. }9 `9 j0 ?
總的來說,就過負荷能力而言,,交流有更大的靈活性,,直流如果需要具有更大的過負荷能力,則必須在設備選型時要預先考慮,,此時需要增加投資,。
6 T/ b7 v3 ?; W, Q1 p, l" m9 ]④ 利用直流輸電調(diào)節(jié)作用能提高交流系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 # s, P& @2 L$ W* R J" a4 B* x: ^
⑤ 潮流和功率控制,。 1 y( Y7 z" ?8 j. c" u: S
⑥ 短路容量,。 6 R- g2 W" q* \9 E
⑦ 調(diào)度管理。
6 U9 |0 s' N* f4 y! ]0 C$ ~# O" Z- c⑧ 線路走廊,。 5 F, I2 L; j' [ n) F4 ~* N" I, P4 K
直流輸電的不足: 2 t+ B' \! }8 @* U
①直流斷路器的費用高,;
5 d! a" `( ^ b) y+ w: k②不能用變壓器來改變電壓等級;
- t/ M0 v- _$ P0 \: \) L- t' F3 b③換流設備的費用高,;
7 f) T# q3 d* f8 R" U6 ^④由于產(chǎn)生諧波,,需要交流和直流濾波器,從而增加了換流站的費用,; , s1 C; H1 ]3 i( V
⑤控制復雜,。
D" w5 C& g# l4 ~* Z' g交直流輸電的經(jīng)濟性比較: 4 L9 `$ U+ E, V* J$ ^5 S% c$ V" M
Ø輸送容量確定后,,直流換流站的規(guī)模隨之確定,其投資也即固定下來,,距離的增加,,只與線路造價有關。
5 g* R7 B( t6 u2 n$ O) d對于交流輸電方式,,輸電距離不單影響線路投資,,同時也影響變電部分投資;
\4 V8 e x$ }& G& h @Ø就變電和線路兩部分看,,直流輸電換流站投資占比重很大,,而交流輸電的輸電線路投資占主要成分;
) Y% B' p3 L. l- z- O3 \9 I) RØ直流輸電功率損失比交流輸電小得多,; ' A* K! Q( D* Q k7 i% a
Ø當輸送功率增大時,,直流輸電可以采取提高電壓、加大導線截面的辦法,,交流輸電則往往只好增加回路數(shù),。 ! A3 [) Z2 I; m( J, o4 G* e
直流換流站的造價遠高于交流輸電的,而直流輸電線路的造價則明顯低于交流輸電線路的,。
; W4 ~( I7 w, @" h同時,,直流輸電的網(wǎng)損又比交流的小得多。 ) v: B+ H( Z, I
因此,,隨著輸電距離的改變,,交、直流兩種輸電方式的造價和總費用將相應作增減變化,。 ( I* r$ ^& y& u( G9 T6 }
在某一輸電距離下,,兩者總費用相等,達一距離稱為等價距離,。 : F2 J- @( t4 V+ v
這是一個重要的工程初估數(shù)據(jù),。超過這一距離時,采用直流有利,;小于這一距離時,,采用交流有利。
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