电力传输.doc

1、电力传输电力传输 在这一过程中提供给电力消费者的，是批量传输的电力。输电网络通常连接到多个人口稠密区附近的发电厂变电站。电力分配是指线路从变电站到客户，分销商按照历史的商业模式把电力提供给各家各户。电力传输让遥远的能源来源（如水力发电厂）连接到人口中心的消费者，并允许开采低品位燃料资源，如煤炭，否则运输到发电设施的代价就可能太高了。 输电线路通常使用三相交流电。单相交流电有时用于电气化铁路系统。高压直流系统是用于长途传输，或某些海底电缆，或用于连接两个不同的交流网络。 电力传输高电压（ 110 千伏或以上） ，以减少能量在传输中的损失。电力通常是通过架空电力线路转交交流电。地下输电只用在人口稠

2、密地区，因为其较高的成本安装和维护费用，以及难以对长电缆进行电压控制。 输电网络被称为“ 网格” 。在网络上提供多点之间的冗余线路，使电力可以改为任何发电厂任何负荷中心，通过各种途径，使传输有便捷的路径和经济的供电的成本。很多分析是通过传输公司，决定最可靠的传输能力，其中，出于系统稳定的考虑，可能会少于其本身或热限制。放松限制的电力公司在许多国家已建立新的可靠的，经济的传输网络。然而，在一些地方，放松管制的能源系统，导致灾害，如 2000 年和 2001 年发生在美国加州的电力危机。历史 电力在初期的商业应用中，输送电力的同时所使用的照明及机械负载电压限制了发电厂和消费者。在 1882 年直流

3、电流，不能轻易增加电压来长距离传输。不同种类的负载，例如，照明，固定电机，牵引（地铁）系统，需要不同的电压，因此采用了不同的发电机和电路。 由于这种专业化的方针和传播，因此效率低下的发电机需要关闭，似乎它在当时，这个行业将发展成现在被称为分布式发电系统，附近的大量的小型发电机他们的负荷。 于 1886 年在大巴林，马萨诸塞州，一个 1kV 交流配电系统的安装。同年在意大利一个 2kV 交流电源安装在 Cerchi 30 公里的附近。在 1888 年 5 月 16日的 AIEE 会议，尼古拉特斯拉发表了一个题为新的交流电动机和变压器的演讲，描述了使有效的产生和使用多相交流电流的设备。变压器和特斯

4、拉的多相和单相异步电动机，是联合交流配电系统为照明和机械提供电力必不可少的设备。特斯拉专利为西屋公司提供一个完整的交流电电源系统为照明及动力提供了一个重要的商业优势。 被认为是使用电力最有影响力的创新， “普遍系统” ，升压电压发电机用于变压器高压输电线路，然后又将降压电压分配给当地电路或工业客户。选择公用电压有一个适当的频率，可以送达照明和电机负载。旋转器，后来的汞弧阀及其他整流设备允许 DC 负载送达当地的转换。使用相互关联的旋转转换器使发电站和负载可以使用不同的频率。通过使用发电厂每一种类型的负载，是实现重要的规模经济，降低整体资本投资需要，负荷因子允许每个工厂增加更高的效率，从而以较低

5、的能源成本增加总使用电力。 允许多个发电厂大面积的相互关联，电力生产成本降低。最有效的可以用来提供各种不同的负荷可在白天进行。对可靠性进行改进使资本投资的成本降低，因为备用发电能力可以分享更多的客户和更广泛的地理区域。远程和低成本的能源，如水力发电或矿井口煤炭，可能降低能源生产成本。 第一次使用高压传输三相交流电发生于 1891 年法兰克福国际电力展览会上。25 kV 输电线路，约 1.75 公里长，连接劳芬的卡和法兰克福。 高压输电用于 20 世纪。 1914 超过 70000 伏 ，最高传输达到 150 万伏。 20 世纪，工业化在大多数工业化国家迅速取得了电力传输线和网格在经济基础设施的

6、一个重要组成部分。互联互通的地方代工厂和小分销网络，大大刺激对电力的需求。一次世界大战后，在大型发电厂附近建立了由政府提供电力的弹药工厂，后来这些线路通过长距离传输连接到民用负荷。 地下传输 电力也可转交地下电力电缆代替架空电力线路。这是相对昂贵的，因为地下电力电缆的生命周期成本的是费用架空电力线的 2 至 4 倍。然而，他们可以协助传输功率跨越： 人口密集的城市地区 领域土地无法使用或规划很难的地区的河流和其他天然障碍 土地的自然或环境遗产 地区重大基础设施的发展或声望 土地，其价值必须保持对未来城市扩展和农村发展 相比架空电线，地下电缆发出更强大的磁场。 （所有的电流产生的磁场。 ）地下电

7、缆需要一个狭窄地带约 1 - 10 米，安装在一个架空线需要地带约 20 - 200 米宽，以保持长期明确的安全，保养和维修。 这些优势可以在某些情况下的缺点大于投资成本较高，而且成本更加昂贵maintanance 和管理。而发现和修理费用电线可在数小时内，地下修复可能要花几周，因此多余的线路运行。行动也变得更加困难，因为高级无功功率的地下电缆生产大充电电流和电压控制，以便使更多的困难。 地下电缆输电的最高压，目前在市场上出售的是绝缘护套交联聚乙烯（交联聚乙烯） 。有些电缆可能导致夹克与交联聚乙烯绝缘，使光纤的无缝集成的电缆。1960 年以前，地下电力电缆用绝缘油，纸张和运行在一个僵硬的钢管，

8、或半刚性铝或铅护套或鞘。石油是保持压力，以防止在地下形成的空隙，使局部放电的电缆绝缘。还有许多石油和纸绝的缘缆在世界各地使用。 1960 年至1990 年，聚合物在电压分配更广泛地使用，主要是三元乙丙橡胶（乙丙橡胶M 级） ;但是，它们的相对不可靠-特别是早期交联聚乙烯-导致了缓慢的传输电压。虽然电缆 330kV 通常采用交联聚乙烯绝缘，这只是发生在最近几年。 架空输电 架空导线不绝缘。导体材料几乎总是由铝合金制成若干股，并可能加强与钢铁股。铜，有时用于架空输电铝较低，但在重量相当于低得多的性能和成本。架空导线是几家公司提供给世界各地的一种商品。经常使用改进的导体材料和形状，以便提高性能和现代

9、化的传输电路。导体尺寸在架空传输工作的范围是： 12 平方毫米 ，以 750 个平方毫米，具有不同电阻和载流能力。粗的电线将导致一个相对较小的增加，性能由于集肤效应，导致目前大多数流入接近地表的铁丝。 今天，传输的电压，通常被认为是 110 kV 及以上。低电压，如 66 千伏和 33千伏通常被认为是输电电压减轻负载。电压小于 33 千伏通常用于分配。 230千伏电压高于被视为额外的高电压，需要不同的设计，所用设备在较低的电压。架空输电线路的无绝缘电线，所以这些线路的设计需要最低限度的许可必须维护安全。在不利的气候条件如强风和低温，据振动的不同频率和振幅。特别传输 网格铁路 在一些国家，电动列

10、车运行在低频交流（如 16.7 赫兹和 25 赫兹）功率，有单相牵引供电网络运营的铁路。这些网格是由单独的发电机，在一些牵引powerstations 或牵引电流转换器厂从公共三相交流网络。 无线电频率输电 一些广播电台使用专门的输电线路进行高功率输出的天线。 超导电缆 高温超导体使配电损失降到最低。发展与超导转变使温度高于沸点的液态氮的概念作出了超导输电线路商业上可行性，至少在高负荷应用。据估计，使用此方法也会减半浪费，因为必要的冷藏设备将消耗大约一半的电力储存来消除大多数电阻损失。在一个假想的未来系统称为 SuperGrid ，冷却的成本将会以液态氢管道消除耦合的输电线路。 超导电缆是特别

11、适合于高负荷密度地区，如商业区的大城市，在那里购买的地役权的电缆将非常昂贵。 单线返回地球 单线返回地球（ SWER ）或单线返回地面是单线传输线为电网供应单相电能的偏远地区，以较低的成本。它主要是用于农村电气化，但也发现个别使用较大负荷如水泵，及轻铁。单线返回地球也可用于高压直流输电系统的海底电力电缆。 无线电力传输 每一个无线电发射机发射无线功率。双方 Nikola Tesla 和 Hidetsugu Yagi 制定系统的大型无线电力传输。 Nikola Tesla 声称已经取得了成功。 Hidetsugu Yagi 还提出了类似的概念，但相比传统的系统这一工程被证明是更加繁重的问题。他的

12、工作，但是，导致发明的 Hidetsugu Yagi 天线。 另一种形式的无线电力传输研究了太阳能发电卫星传输的功率。高功率的微波发射机将束功率为 rectenna 。面对任何太阳能发电卫星项目成为重大的工程和经济挑战，另一种形式是晶体电台采用的广播电台调谐，但效率极低。结果表明小规模的无线电力，早在 1831 年由迈克尔法拉第和 1888 年，海因里希鲁道夫赫兹已经证明，自然无线电波的存在，并且可以捕获。 高电压直流电 高压直流（直流）是用来传输大量电力长距离或异步电网之间的相互关系。当电能，需要很长的传输距离，这是更经济的传播而不是用直流交流电。长期以来输电线路，直流线路可以降低换流站两端

13、的损失和降低施工成本的额外费用。此外，在高交流电压显着（虽然在经济上可以接受的） ，大量的能量损失，由于电晕放电，电容之间的阶段，或者在地下埋电缆，其中电缆埋阶段之间的土壤。 高压直流输电系统的联系有时被用来对控制稳定。换言之，转递的交流电源时，需要在西雅图和波士顿之间将需要（极具挑战）两个电网连续实时调整。随着高压直流输电系统的互连而不是在西雅图将交流转到直流。使用高压直流输电的三千英里跨国家传输。然后在波士顿再转化为当地同步直流交流，并选择性地与其他城市的合作。一个突出的例子，这样的传输线是设在美国西部的太平洋直流 Intertie。班级：动力 062姓名：李云飞学号：200610505218