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          直流電為什么不能遠距離輸送

          時間:2019-10-07 15:37 來源:電工之家

          直流輸電在輸電線路的始端,發電機發出的交流電經換流變壓器生壓后,送到換流站中的整流器中去,目的是將高壓交流電變為高壓直流電,再送入輸電線路。到達輸電線路的末端后,再經過末端換流站的逆變器變回交流電,接著再降壓輸送到用戶端的電網。這個就是直流輸電的大致原理。
          當輸送相同功率的電能時,直流輸電線路造價比交流輸電低,且送電容量大,單位走廊寬度的送電功率大約是交流的4倍。比如直流±500kV線路走廊寬度約為30m,送電容量達3GW;而交流500kV線路走廊寬度55m,送電容量卻只有1GW。對于架空輸電線,交流要用三根導線,而直流一般用兩根采用大地或海水做回路時只要一根,這樣可以節省大量的建設費用。這是直流輸電比交流輸電的一大優勢。
          另外直流輸電不產生電容電流,沒有電抗,因而比交流輸電損耗小,輸電更穩定。直流輸電還具有控制系統響應快速、操作方便、調節精確、能夠實現多目標控制等優勢。
          再來說說直流輸電比交流輸電的劣勢。直流輸電最大的劣勢在于換流站的設備比交流變電站要復雜得多,除了必須有的換流變壓器之外,還有可控硅換流器,以及換流器的控制調節裝置、濾波裝置、平波電抗器和其它附屬設備。這些設備加在一起造價十分高昂,抵消了一部分線路上節省的投資。比如輸電功率1200MW的工程,用交流500kV輸電,交流輸電工程的變電站部分投資約為±400kV直流換流站投資的66%。
          直流電為什么不能遠距離輸送
          (上圖為哈密南—鄭州±800kV特高壓直流輸電工程中州換流站)
          所以只有在遠距離輸電上,直流輸電在線路造價上節省費用的優勢才能顯現出來。
          這里給大家介紹一個概念“等價距離”。等價距離是指輸送功率相同和輸電可靠性相當的條件下,直流輸電方式與交流輸電方式相比,當輸電距離達到某一長度時,直流線路比交流線路節省的那部分建設費用剛好抵償直流換流站比交流變電站增加的那部分建設費用,這個輸電距離成為交直流輸電的等價距離。在相同條件下,當輸電線路長度大于等價距離時,采用直流輸電所需的建設費用就要比交流輸電節省。
          直流電為什么不能遠距離輸送
          根據國際大電網會議提供的統計資料表明:1968年以后的一段時間內,當架空線路輸送功率為540~2160MW時,等價距離大約在640~960kM左右。由于直流輸電海底電纜可以節省更多,因此地下電纜的等價距離在60~90km,海底電纜的等價距離約為24~48km。
          不過隨著技術進步,直流輸電的換流設備造價不斷降低,可靠性也比以前有了提升,使得直流輸電的等價距離也在不斷縮短。根據直流輸電設備制造廠提出的報告,雙極±400kV直流輸電線路的等價距離,已經從1973年的800km下降到500km左右。
          輸電線路建設主要考慮的是經濟性,直流輸電和交流輸電各有優勢,沒有哪一種是一定的好,兩者將在很長一段時間里并存并且有激烈競爭,交流與直流輸電相配合將是現代電力傳輸系統的發展趨勢。

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