1、高压直流输电作者:隋毅 左真涛2004-5-181l 输电方式的变化 l 直流输电系统简介l 交流电和直流电的优缺点比较l 我国直流输电现状及发展前景 2人类输送电力,已有一百多年的历史输电方式是从直流输电开始的 1874年,在俄国彼得堡第一次实现了直流输电,当时输电电压仅100V 随着直流发电机制造技术的提高,到1885年,直流输电电压已提高到 6000V 但要进一步提高大功率直流发电机的额定电压,存在着绝缘等一系列技术困难由于不能直接给直流电升压,使得输电距离受到极大的限制,不能满足输送容量增长和输电距离增加的要求 319世纪 80年代末发明了三相交流发电机和变压器 1891年,世界上第一
2、个三相交流发电站在德国劳风竣工,以 310 4V高压向法兰克福输电4此后,交流输电就普遍地代替了直流输电但是随着电力系统的迅速扩大,输电功率和输电距离的进一步增加,交流电遇到了一系列不可克服的技术困难大功率换流器(整流和逆变)的研究成功,为高压直流输电突破了技术上的障碍因此直流输电重新受到人们的重视 1933年,美国通用电器 公司 为布尔德坝枢纽工程设计出高压直流输电装置; 1954年在瑞典,从本土到果特兰岛,建起了世界上第一条远距离高压直流输电工程5在直流输电系统中,只有输电环节是直流电,发电系统和用电系统仍然是交流电在输电线路的始端,发电系统的交流电经换流变压器升压后,送到整流器中去整流器
3、的主要部件是可控硅变流器和进行交直流变换的整流阀,它的功能是将高压交流电变为高压直流电后,送入输电线路直流电通过输电线路送到逆变器中逆变器的结构与整流器相同而作用刚好相反,它把高压直流电变为高压交流电再经过换流变压器降压,交流系统的电能就输送到了交流系统中在直流输电系统中,通过改变换流器的控制状态,也可以把交流系统中的电能送到直流系统中去,即 整流器 和 逆变器 是可以互相转换的 6直流电与交流电的对比7输送相同功率时,直流输电所用线材仅为 交流输电的 2 3 l 2直流输电采用两线制,以大地或海水作回线,与采用三线制三相交流输电相比,在输电线载面积相同和电流密度相同的条件下,即使不考虑趋肤效
4、应,也可以输送相同的电功率,而输电线和绝缘材料可节约 1 3设两线制直流输电线路输送功率为 Pd, 则 Pd=2UdId; 设三线制三相交流输电线路所输送的功率为 Pa,8对于超高压线路,功率因数一般较高,可取为0 945设直流输电电压等于交流输电电压的最大值,即 Ud= Un, 且 Id=Ia, 则:9在电缆输电线路中,直流输电没有电容电流产生,而交流输电线路存在电容电流,引起损耗l 在一些特殊场合,必须用电缆输电例如高压输电线经过大城市时,采用地下电缆;输电线经过海峡时,要用海底电缆由于电缆芯线与大地之间构成同轴电容器,在交流高压输线路中,空载电容电流极为可观一条 200kV的电缆,每千米的电容约为 0.2F , 每千米需供给充电功率约 310 3kw, 在每千米输电线路上,每年就要耗电 2.610 7kwh 而在直流输电中,由于电压波动很小,基本上没有电容电流加在电缆上 10