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输电

电能的传输,是电力系统整体功能的重要组成环节。发电厂电力负荷中心通常都位于不同地区。在水力、煤炭等一次能源资源条件适宜的地点建立发电厂,通过输电可以将电能输送到远离发电厂的负荷中心,使电能的开发和利用超越地域的限制。与其他能源输送方式相比较,输电具有损耗小、效益高、灵活方便、易于调节控制、减少环境污染等优点。

输电power transmission

电能的传输。它和变电、配电、用电一起,构成电力系统的整体功能。通过输电,把相距甚远的(可达数千千米)发电厂和负荷中心联系起来,使电能的开发和利用超越地域的限制。和其他能源的传输(如输煤、输油等)相比,输电的损耗小、效益高、灵活方便、易于调控、环境污染少;输电还可以将不同地点的发电厂连接起来,实行峰谷调节。输电是电能利用优越性的重要体现,在现代化社会中,它是重要的能源动脉。

输电线路按结构形式可分为架空输电线路和地下输电线路。前者由线路杆塔、导线、绝缘子等构成,架设在地面上;后者主要用电缆,敷设在地下(或水下)。输电按所送电流性质可分为直流输电和交流输电。19世纪80年代首先成功地实现了直流输电,后因受电压提不高的限制(输电容量大体与输电电压的平方成比例)19世纪末为交流输电所取代。交流输电的成功,迎来了20世纪电气化时代。20世纪60年代以来,由于电力电子技术的发展,直流输电又有新发展,与交流输电相配合,形成交直流混合的电力系统。

输电电压的高低是输电技术发展水平的主要标志。到20世纪90年代,世界各国常用输电电压有220千伏及以下的高压输电、330~765千伏的超高压输电、1000千伏及以上的特高压输电

按照输送电流的性质,输电分为交流输电和直流输电

19世纪80年代首先成功地实现了直流输电。但由于直流输电的电压在当时技术条件下难于继续提高,以致输电能力和效益受到限制。

19世纪末,直流输电逐步为交流输电所代替。交流输电的成功,迎来了20世纪电气化社会的新时代。

目前广泛应用三相交流输电,频率为50Hz(或60Hz)。20世纪60年代以来直流输电又有新发展,与交流输电相配合,组成交直流混合的电力系统。

输电是用变压器将发电机发出的电能升压后,再经断路器等控制设备接入输电线路来实现。按结构形式,输电线路分为架空输电线路和地下线路。架空输电线路由线路杆塔、导线、绝缘子等构成,架设在地面之上。地下线路主要是使用电缆,敷设在地下(或水域下)。架空线路架设及维修比较方便,成本也较低,但容易受到气象和环境(如大风、雷击、污秽等)的影响而引起故障,同时还有占用土地面积,造成电磁干扰等缺点。地下线路没有上述架空线路的缺点,但造价高,发现故障及检修维护等均不方便。用架空线路输电是最主要的方式。地下线路多用于架空线路架设困难的地区,如城市或特殊跨越地段的输电。

输电的基本过程是创造条件使电磁能量沿着输电线路的方向传输。线路输电能力受到电磁场及电路的各种规律的支配。以大地电位作为参考点(零电位),线路导线均需处于由电源所施加的高电压下,称为输电电压。

输电线路在综合考虑技术、经济等各项因素后所确定的最大输送功率,称为该线路的输送容量。输送容量大体与输电电压的平方成正比。因此,提高输电电压是实现大容量或远距离输电的主要技术手段,也是输电技术发展水平的主要标志。

在输电过程中,输电电压的高低根据输电容量和输电距离而定,一般原则是:容量越大,距离越远,输电电压就越高。远距离输电等级有3、6、10、35、63、110、220、330、500、750等十个等级。

从发展过程看,输电电压等级大约以两倍的关系增长。当发电量增至4倍左右时,即出现一个新的更高的电压等级。通常将 220千伏及以下的输电电压称为高压输电,330~765千伏等级的输电电压称为超高压输电,1000千伏及以上的输电电压称为特高压输电。表中列出了输电电压与输送容量、输送距离的大致范围。提高输电电压,不仅可以增大输送容量,而且会使输电成本降低、金属材料消耗减少、线路走廊利用率增加。至1987年止,世界上已经使用的交流输电电压达到 765千伏。1150千伏的特高压交流输电已经有工业性试验。已建成的最大的直流输电工程,其输电电压为±750千伏,输送距离2400公里,设计输送容量为600万千瓦。

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