超高压应选择直流输电

选题2

超高压应选择直流输电

摘要： 直流输电的发展历史到现在已有百余年了，在输电技术发展初期曾发挥作用，但到了20世纪初，由于直流电机串接运行复杂，而高电压大容量直流电机存在换向困难等技术问题，使直流输电在技术和经济上都不能与交流输电相竞争，因此进展缓慢。 20世纪50年代后，电力需求日益增长，远距离大容量输电线路不断增加，电网扩大，交流输电受到同步运行稳定性的限制，在一定条件下的技术经济比较结果表明，采用直流输电更为合理，且比交流输电有较好的经济效益和优越的运行特性，因而直流输电重新被人们所重视。直流输电和交流输电各有优势与不足，综合各个方面的原因，超高压应选择直流输电，正文会有详细比较说明。

关键词：超高压 直流输电 交流输电

高压直流输电线路图

由图中可以看出直流输电的目的是把交流系统A的电能输送到交流系统B中去。发电和用电系统都是以交流方式进行，只是输电部分是直流方式。

首先，高压直流输电的工作原理是这样的，交流发电机产生的交流电，通过系统A中的变压器，把电压值变换成需要的大小，再送到整流器，通过它把交流电变为直流电。所得到的直流电，通过直流输电线路L输送到用电处的逆变器，由逆变器把直流电变为交流电，最后由变压器把逆变器出来的交流电压变成系统B应用时所需要的交流电压。

既然发电和用电系统都是交流的，为什么还用直流方式输送电能呢？这是因为直流输电

有如下明显的优越性：

1 ． 输送相同功率时，线路造价低。高压直流输电是采用两线制的两极直流输电线路，而现在高压交流输电是采用三相三线制输电线路。直流输电线路比交流输电线路省了一根输电线，自然节省输电材料1/3。 直流输电不仅可节省大量输电材料，同时也可减少大量的运输、安装费。

2 ． 线路有功损耗小。输送同样的电能，直流输电线路比交流输电线路少了一根线，所以线路电阻上的损耗也比交流输电小了1/3；并且直流输电具有\"空间电荷\"效应，其电晕损耗和无线电干扰均比交流架空线路要小。

3 ． 适宜于海下输电。在海底或地下等特殊条件下输电必须用电缆，而电缆线总是有不可忽略的电容，加上交流电压，线路上就有电容电流，它降低了电缆的输电能力。而用直流输电，电缆虽有电容，但没有电容电流，输电能力比交流情况下大得多。 在直流输电运行中，没有磁感应损耗，用于直流时，则基本上只有心线的电阻损耗，而且绝缘的老化也慢得多，使用寿命相应也较长。

4 ． 系统的稳定性问题。直流输电时，发电的交流系统和用电的交流系统无需同步运行，而交流输电时，这两个系统必须同步运行。我国的交流系统中，交流电的频率为50赫兹，各系统必须按这个频率同步运行，否则，容易造成停电事故，甚至损坏设备。而用直流输电线路互连的交流系统不涉及这一类问题，两端的交流系统可以按各自的频率和相位运行。

5 ． 运行可靠。直流输电线路中的两极是独立调节和工作的，彼此间并无影响，因此，当一极发生故障时，只须停运故障极，另一极仍可工作，只是输送的电能减少了。在交流输电时，只要有一相发生故障，就要全线停电检修。

6 ． 直流输电线路可分期建设，分期投入运行。先建一极，并与大地或海水构成回路。待负荷增大后，再建另一极。

7 ．直流输电对通信设备的干扰、对环境的污染都比交流输电时小得多。

8 ． 能限制系统的短路电流。用交流输电线路连接两个交流系统时，由于系统容量增加，将使短路电流增大，有可能超过原有断路器的遮断容量，这就要求更换大量设备，增加大量的投资。直流输电时，就不存在上述问题。

9. 调节速度快。直流输电通过晶闸管换流器能够方便、快速地调节有功功率。

除了上述优点外，直流输电线路上的输电杆、塔的结构上比同容量的交流输电杆、塔轻而简单；直流输电可以同时改善两端交流系统的工作稳定性等等这一切都促进了直流输电的发展，也得到了越来越广泛的应用。 （此段是自己看法）

现在全世界已有40多个高压直流输电工程投入运行。我国在这方面也不甘落后，计划中的青海龙羊峡――北京输电工程，就采用了高压直流输电线路，还有葛洲坝――上海直流输电工程、舟山直流输电工程等。我国近年来已成为世界最大的超高压直流输电工程市场。

据悉，现开发的成套技术设备已成功装备在国家“三峡—广东”、“三峡—上海”等5项超高压直流工程中，累计直流输电线路总长度达7085公里。

直流输电适用于以下场合： 远距离大功率输电；海底电缆送电；不同频率或同频率非同期运行的交流系统之间的联络；用地下电缆向大城市供电；交流系统互联或配电网增容时，作为限制短路电流的措施之一；配合新能源的输电。

从建站选址角度来看，换流站站址选择及接地极极址选择要特别慎重。换流站可谓是高压直流输电工程的核心建设项目,合理选择换流站站址是确保高压直流输电系统稳定运行的基础。选址原则一般为: (1) 是否适合大规模，设备运输；(2) 是否靠近水源或者易获得充足的水源供应；(3) 是否会破坏生态环境,其电磁影响会不会对周边通信线路产生较大的干扰影响。而对于接地极来说，选址原则一般为: (1) 要求极址场地的可用面积大、土壤导电性能好、导热性能好、热容率高、表层土壤厚和深层大地电阻率低；(2) 若2个或多个接地极处于同一地区内,应对2个甚至多个接地极共用极址方案迚行论证。

从导线选择角度来看，导线选择是解决特高压输电关键技术的重要课题,对线路输送容量、传输特性、环境问题(静电感应,电晕引収的电场效应、离子流、无线电干扰、电视干扰、可听噪声等)、技术经济挃标等都很有影响。一般选线原则应为: (1) 不能制约整条线路的传输能力；(2) 要有 较高的机械强度和过载能力；(3) 铝导线在冰荷载下的安全系数要高,以防止重冰区线路过荷载时断股；(4) 弧垂特性要好,以降低杆塔高度；(5) 满足环境参数要求。

相应地，高压交流输电有以下优势：

1. 线路损耗=I*I*R，电压越高的情况下 电流就越小（能量守恒）；所以电压越高，线路损耗就越小 几乎是指数的关系。

2. 在发电和配电方面：利用建立在电磁感应原理基础上的交流发电机可以很经济方便地把机械能（水流能、风能„„）、化学能（石油、天然气„„）等其他形式的能转化为电能；交流电源和交流变电站与同功率的直流电源和直流换流站相比，造价大为低廉。

3. 交流电可以方便地通过变压器升压和降压，这给配送电能带来极大的方便。这是交流电与直流电相比所具有的独特优势。

上面就直流输电和交流输电的主要优缺点作出了比较，说明了它们各自在应用中的价值。综合考虑之后，我觉得超高压应选择直流输电。我国的高压直流输电工程总体上可以说是起步较晚, 但发展迅速，目前已经超过美国位列世界第一。我国超高压直流输电工程的设计建设、运行管理和设备制造水平也处于国际领先地位，这是值得我们自豪的。

但不容忽视的是，高压直流输电系统中仍存在一些问题，如谐波问题，高压直流断路器的制造技术还不成熟，大地回流造成的接地体腐蚀及对交流系统的影响等，目前我国的直流

输电系统中, 高压直流断路器多数需要进口。面对难题，迎难而上，相信这些问题都会逐步改善的，超高压直流输电具有不可想象的发展潜力。 参考文献:

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