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新聞資訊
用電常識
為什么我們用的是交流電,不是直流電?
時間:2017/1/3 15:43:47

簡單來說,交流電比直流電更容易管理。


電的使用和發展可以分為三個階段:


1、 直流輸電階段 :發電、輸電和用電均為直流電


主張采用直流輸電 :愛迪生、開爾文


主張采用交流輸電 :威斯汀豪斯、費朗蒂


1882年在德國建成的57km向慕尼黑展覽會送電的是直流輸電線路(2kV,1.5kW)。



2、交流輸電階段 :發電、輸電和用電均為交流電


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。


隨著三相交流發電機,感應電動機和變壓器的迅速發展,發電和用電領域很快被交流電所取代。


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得到迅速的發展,并很快占據了統治地位。



3、交直流輸電并存階段 :發電和用電為交流電輸電為直流


并不是簡單地恢復到愛迪生時代的那種直流輸電。


發電站發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。


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。




我國直流輸電現狀:


① 早在50年代初,派人去學習蘇聯的高壓汞弧閥設計制造。


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。 


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。 


③ 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。 


④ 天廣500kV直流輸電工程,2000年12月底單極投產,2001年6月26日雙極投產。


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。


線路采用ASCR-720/50四分裂導線。隨線架設OPGW復合地線光纜一條 。 


⑥ “十五”期間安排了7項直流輸電工程。


除三峽至常州外,荊州至惠州博羅響水鎮、安順至肇慶±500kV直流輸電工程將于2005年投運;


稍后開工的還有三峽至上海練塘±500kV工程;


作為大區互聯的直流背靠背工程,將有陜西至河南靈寶、邯鄲至新鄉、東北至華北項目。


⑦ 國家電力公司部署了“西電東送、南北互聯、全國聯網”的方針。


全國互聯電網的基本格局是:以三峽輸電系統為主體,向東西南北方向輻射,形成以北、中、南送電通道為主體,南北電網間多點互聯,縱向通道聯系較為緊密的全國互聯電網格局。


北、中、南三大片電網之間原則上采用直流背靠背或常規直流隔開,以控制交流同步電網的規模。隨著西部開發號角的吹響,預計今后十幾年內直流輸電項目不少。




我國采用的直流輸電類型:


①超過30km左右的水下電纜。 


②兩個交流系統之間的異步聯接。 


③大容量遠距離架空線輸電。


高壓直流輸電運行特性及其與交流輸電的比較:


① 功率傳輸特性:交流輸電考慮穩定問題;


直流輸電沒有相位和功角,當然也就不存在穩定問題,這是直流輸電的重要特點,也是它的一大優勢。


② 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、不受穩定制約、可多次再啟動和降壓運行來創造消除故障恢復正常運行條件等多方面優點。


③ 過負荷能力。


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。


④ 利用直流輸電調節作用能提高交流系統的穩定性。


⑤ 潮流和功率控制。


⑥ 短路容量。


⑦ 調度管理。


⑧ 線路走廊。


直流輸電的不足: 


①直流斷路器的費用高;


②不能用變壓器來改變電壓等級; 


③換流設備的費用高; 


④由于產生諧波,需要交流和直流濾波器,從而增加了換流站的費用; 


⑤控制復雜。


交直流輸電的經濟性比較:


Ø輸送容量確定后,直流換流站的規模隨之確定,其投資也即固定下來,距離的增加,只與線路造價有關。


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; 


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; 


Ø直流輸電功率損失比交流輸電小得多; 


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。


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。


同時,直流輸電的網損又比交流的小得多。


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。


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。


這是一個重要的工程初估數據。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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