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高压输电体系为啥要用纷歧样的电压等级?

2017-10-06 20:14分类:电工考证知识 阅读:

 

电能从出产到花费通常要通过发电、输电、配电和用电四个环节。关于图 1-3 所示的简略电力体系而言,首要是发电环节,这个环节是在发电厂完毕的。由于发电机绝缘条件的绑缚,发电机的最高电压通常在22kV及以下。其次是输电环节,输电体系是将发电厂宣告的电能运送到花费电能的区域(也称负荷基地),或进行相邻电网之间的电能互送,使其构成互联电网或一同电网。为了下降线路的电能损耗、增大电能运送的间隔,发电厂宣告的电能通常需求通过添加电压才调接入纷歧样电压等级的输电体系。第三是配电环节,配电体系便是将来自高压电网的电能以纷歧样的供电电压分配给各个电力用户。终究是用电环节,电力用户依据纷歧样的能量需求通常选用中、低压供电和花费。如图1-3所示,在电力体系中,需求屡次选用升压或降压变压器对电压进行改换,也便是说在电力体系中选用了许多纷歧样的电压等级。
输电体系的电压等级通常分为高压、超高压和特高压。在国际上,关于沟通输电体系,通常把35~220kV的输电电压等级称为高压(HV),把330~750(765)kV的输电电压等级称为超高压(EHV),而把1000kV及以上的输电电压等级通称为特高压(UHV)。别的,通常把±500kV电压等级的直流输电系总称为高压直流输电体系(HVDC)。对中国如今绝大大都沟通电网来说,高压电网指的是110kV和220kV电压等级的电网,超高压电网指的是330、500kV和750kV电压等级的电网,特高压电网指的是正在发明的1000kV沟通电压等级和±800kV直流电压等级的输电体系。在同一个电网中选用了纷歧样的电压等级,这些电压等级构成该电网的电压序列。如今,中国除了西北电网外,大有些电网的电压序列是500/220/110/35/10/0.38kV,西北电网的电压序列别离为750/330/110/35/10/0.38kV和220/110/35/10/0.38kV。电能送到负荷基地后通过区域变电站降压到10kV,然后再由10kV配电线路运送到配电变压器,终究通过配电变压器将电压成为0.38kV供电力用户运用。关于单相用户,其相电压便是民用220V沟通电。输电体系之所以要选用这么多的电压等级,其要素首要有以下几点。
在1949年之前,中国电力工业翻开缓慢,输电线路发明相同缓慢,输电电压按详细工程挑选。因而,中国其时的电压等级繁复。1908~1943年,建成了22、33、44、66、110kV和154kV等电压等级的输电线路。1949年往后,才开端按电网翻开计齐截同电压等级,往后逐步构成了经济合理的电压等级序列。每一个电压等级的树立都应以满意其投入后20~30年大功率电能的运送需求为基准。1981年早年,中国首要以220kV电压等级的电网为主干网架。1981年往后,跟着中国榜首条500kV沟通输电体系(平武线)的建成,现已构成了以500kV电压等级为首要网架的超高压电网。如今,面对大计划、远间隔输电以及全国联网的需求,中国正在进行1000kV沟通和±800kV直流特高压输电实验演示工程的发明,并树立了用于深化研讨的特高压实验研讨基地。
其次,学过物理的咱们都知道,关于一个电阻体系,其电功率S核算公式为
S=U2/R (1-1)
式中,U为施加在该电阻体系的电压,R为该电阻体系的等效电阻。依据上述公式,能够定性地看出,当电阻必守时运送功率与输电电压的平方成正比。假定输电电压跋涉1倍,运送功率将跋涉4倍。电网的翻开前史标明,各国在挑选更高一个电压等级时,通常使相邻两个输电电压之比等于2,大都是大于2。这么做能够使输电体系的运送功率跋涉4倍以上。从电网的翻开进程看,输电电压等级大概也是以两倍的联络添加的。当发电量增至4倍分配时,即呈现一个新的更高的电压等级。实习证实,以这么的电压等级差构成的电网才或许经济合理,并习气电网的翻开和效力区域计划的拓宽。
第三,不断添加的用电需求推动了火力、水力和核电等发电技能向单位(千瓦)造价低、功率高的大型、特大型发电机组方向翻开,而可用于大计划发电的动力基地在地舆散布以及胡歌经济翻开的前史又构成了电源和电力负荷地舆散布上的不平衡。在电力负荷基区域域,由于经济翻开较快,致运用电需求添加也快,可是在这些区域却通常短少一次动力。而在一次动力丰盛的区域,如矿藏燃料、水力本钱的区域,其经济翻开相对较慢,用电添加相对较低或人均用电水平较低。这种一次动力散布和需求的不平衡状况添加了远间隔、大容量输电和电网互联的需求。在电压等级不变的状况下,远间隔输电意味着线路电能耗费的添加。因而,依据输电线路的长度纷歧样,需求挑选的电压等级也纷歧样。当运送电能的功率给定后,跋涉输电线路的电压等级将下降输电线路的电流,然后减稀有功功率和无功功率在输电线路上的电能损耗。别的,跋涉输电线路的电压等级不只能够增大输电容量,并且下降输电体系的本钱、添加输电线路的走廊运用率。可是,跟着输电线路电压等级的跋涉,尽管输电线路的损耗减小了,可是相应的出资也随之添加。通常通过理论核算和一些履历数据来断定两者之间的最好联络点,来终究挑选输电线路的输电电压等级、最大运送功率和运送间隔。表1-1中列出了现有纷歧样输电线路电压等级与运送容量、运送间隔的大致计划。
表1-1 输电电压与运送容量、运送间隔的计划

综上所述,尽管高压输电体系选用纷歧样的电压等级有着多方面的要素,可是要遵从如下几条根柢准则:① 在遵从国家电压规范、依照电网电压序列和思考电网翻开的条件下,挑选有利于跋涉全电网经济效益的恰当的电压等级;② 要从全电网动身,权衡全电网的经济效益,而不是只是绑缚于某输电线路工程的经济效益;③ 要统筹计划效益和时刻效益。

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