漲姿勢(shì) | 為什么我們用的是交流電，不是直流電？

2017-10-14 17:19:13 國(guó)際能源網(wǎng)　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

簡(jiǎn)單來說，交流電比直流電更容易管理。電的使用和發(fā)展可以分為三個(gè)階段：1、直流輸電階段：發(fā)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(fèi)朗蒂1882年在德

簡(jiǎn)單來說，交流電比直流電更容易管理。

電的使用和發(fā)展可以分為三個(gè)階段：

1、直流輸電階段：發(fā)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(fèi)朗蒂

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

2、交流輸電階段：發(fā)電、輸電和用電均為交流電

原因：遠(yuǎn)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(fèi)朗蒂設(shè)計(jì)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(fā)電機(jī)，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和變壓器的迅速發(fā)展，發(fā)電和用電領(lǐng)域很快被交流電所取代。同時(shí)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(wǎng)得到迅速的發(fā)展，并很快占據(jù)了統(tǒng)治地位。

3、交直流輸電并存階段：發(fā)電和用電為交流電輸電為直流

并不是簡(jiǎn)單地恢復(fù)到愛迪生時(shí)代的那種直流輸電。發(fā)電站發(fā)出的電和用戶用的電仍然是交流電，只是在遠(yuǎn)距離輸電中，采用換流設(shè)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(guó)直流輸電現(xiàn)狀：

① 早在50年代初，派人去學(xué)習(xí)蘇聯(lián)的高壓汞弧閥設(shè)計(jì)制造。

1978年上海投運(yùn)一條31kV、150A、送電電纜長(zhǎng)9km的直流輸電試驗(yàn)線，累計(jì)運(yùn)行2300h。

② 舟山直流輸電工程，1989年9月1日通過了國(guó)家鑒定，并正式投入運(yùn)行。

③ 1984年10月國(guó)家批準(zhǔn)建設(shè)葛洲壩至上海直流輸電工程，于1989年投入運(yùn)行。

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

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(zhǎng)890km，2002年單極投運(yùn)，2003年雙極投運(yùn)。

線路采用ASCR-720/50四分裂導(dǎo)線，是我國(guó)采用截面最大的導(dǎo)線。隨線架設(shè)OPGW復(fù)合地線光纜一條。

⑥ “十五”期間安排了7項(xiàng)直流輸電工程。除三峽至常州外，荊州至惠州博羅響水鎮(zhèn)、安順至肇慶±500kV直流輸電工程將于2005年投運(yùn)；稍后開工的還有三峽至上海練塘±500kV工程；作為大區(qū)互聯(lián)的直流背靠背工程，將有陜西至河南靈寶、邯鄲至新鄉(xiāng)、東北至華北項(xiàng)目。

⑦ 國(guó)家電力公司部署了“西電東送、南北互聯(lián)、全國(guó)聯(lián)網(wǎng)”的方針。

全國(guó)互聯(lián)電網(wǎng)的基本格局是：

以三峽輸電系統(tǒng)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(wǎng)間多點(diǎn)互聯(lián)，縱向通道聯(lián)系較為緊密的全國(guó)互聯(lián)電網(wǎng)格局。

北、中、南三大片電網(wǎng)之間原則上采用直流背靠背或常規(guī)直流隔開，以控制交流同步電網(wǎng)的規(guī)模。隨著西部開發(fā)號(hào)角的吹響，預(yù)計(jì)今后十幾年內(nèi)直流輸電項(xiàng)目不少。

我國(guó)采用的直流輸電類型：

①超過30km左右的水下電纜。

②兩個(gè)交流系統(tǒng)之間的異步聯(lián)接。

③大容量遠(yuǎn)距離架空線輸電。

高壓直流輸電運(yùn)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(wěn)定問題；直流輸電沒有相位和功角，當(dāng)然也就不存在穩(wěn)定問題，這是直流輸電的重要特點(diǎn)，也是它的一大優(yōu)勢(shì)。

② 線路故障時(shí)的自防護(hù)能力：對(duì)于占線路故障80％～90％的單相（或單極）瞬時(shí)接地而言，直流比之交流具有響應(yīng)塊、恢復(fù)時(shí)間短、不受穩(wěn)定制約、可多次再啟動(dòng)和降壓運(yùn)行來創(chuàng)造消除故障恢復(fù)正常運(yùn)行條件等多方面優(yōu)點(diǎn)。

③ 過負(fù)荷能力。總的來說，就過負(fù)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(fù)荷能力，則必須在設(shè)備選型時(shí)要預(yù)先考慮，此時(shí)需要增加投資。

④ 利用直流輸電調(diào)節(jié)作用能提高交流系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

⑤ 潮流和功率控制。

⑥ 短路容量。

⑦ 調(diào)度管理。

⑧ 線路走廊。

直流輸電的不足：

①直流斷路器的費(fèi)用高；

②不能用變壓器來改變電壓等級(jí)；

③換流設(shè)備的費(fèi)用高；

④由于產(chǎn)生諧波，需要交流和直流濾波器，從而增加了換流站的費(fèi)用；

⑤控制復(fù)雜。

交直流輸電的經(jīng)濟(jì)性比較：

①輸送容量確定后，直流換流站的規(guī)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(jià)有關(guān)。對(duì)于交流輸電方式，輸電距離不單影響線路投資，同時(shí)也影響變電部分投資；

②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；

③直流輸電功率損失比交流輸電小得多；

④當(dāng)輸送功率增大時(shí)，直流輸電可以采取提高電壓、加大導(dǎo)線截面的辦法，交流輸電則往往只好增加回路數(shù)。

直流換流站的造價(jià)遠(yuǎn)高于交流輸電的，而直流輸電線路的造價(jià)則明顯低于交流輸電線路的。同時(shí)，直流輸電的網(wǎng)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(jià)和總費(fèi)用將相應(yīng)作增減變化。

在某一輸電距離下，兩者總費(fèi)用相等，達(dá)一距離稱為等價(jià)距離。這是一個(gè)重要的工程初估數(shù)據(jù)。超過這一距離時(shí)，采用直流有利；小于這一距離時(shí)，采用交流有利。（來源：電氣觀察）

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