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直流电为什么不能远距离输送

时间:2019-10-07 15:37 来源:电工之家

直流输电在输电线路的始端,发电机发出的交流电经换流变压器生压后,送到换流站中的整流器中去,目的是将高压交流电变为高压直流电,再送入输电线路。到达输电线路的末端后,再经过末端换流站的逆变器变回交流电,接着再降压输送到用户端的电网。这个就是直流输电的大致原理。
当输送相同功率的电能时,直流输电线路造价比交流输电低,且送电容量大,单位走廊宽度的送电功率大约是交流的4倍。比如直流±500kV线路走廊宽度约为30m,送电容量达3GW;而交流500kV线路走廊宽度55m,送电容量却只有1GW。对于架空输电线,交流要用三根导线,而直流一般用两根采用大地或海水做回路时只要一根,这样可以节省大量的建设费用。这是直流输电比交流输电的一大优势。
另外直流输电不产生电容电流,没有电抗,因而比交流输电损耗小,输电更稳定。直流输电还具有控制系统响应快速、操作方便、调节精确、能够实现多目标控制等优势。
再来说说直流输电比交流输电的劣势。直流输电最大的劣势在于换流站的设备比交流变电站要复杂得多,除了必须有的换流变压器之外,还有可控硅换流器,以及换流器的控制调节装置、滤波装置、平波电抗器和其它附属设备。这些设备加在一起造价十分高昂,抵消了一部分线路上节省的投资。比如输电功率1200MW的工程,用交流500kV输电,交流输电工程的变电站部分投资约为±400kV直流换流站投资的66%。
直流电为什么不能远距离输送
(上图为哈密南—郑州±800kV特高压直流输电工程中州换流站)
所以只有在远距离输电上,直流输电在线路造价上节省费用的优势才能显现出来。
这里给大家介绍一个概念“等价距离”。等价距离是指输送功率相同和输电可靠性相当的条件下,直流输电方式与交流输电方式相比,当输电距离达到某一长度时,直流线路比交流线路节省的那部分建设费用刚好抵偿直流换流站比交流变电站增加的那部分建设费用,这个输电距离成为交直流输电的等价距离。在相同条件下,当输电线路长度大于等价距离时,采用直流输电所需的建设费用就要比交流输电节省。
直流电为什么不能远距离输送
根据国际大电网会议提供的统计资料表明:1968年以后的一段时间内,当架空线路输送功率为540~2160MW时,等价距离大约在640~960kM左右。由于直流输电海底电缆可以节省更多,因此地下电缆的等价距离在60~90km,海底电缆的等价距离约为24~48km。
不过随着技术进步,直流输电的换流设备造价不断降低,可靠性也比以前有了提升,使得直流输电的等价距离也在不断缩短。根据直流输电设备制造厂提出的报告,双极±400kV直流输电线路的等价距离,已经从1973年的800km下降到500km左右。
输电线路建设主要考虑的是经济性,直流输电和交流输电各有优势,没有哪一种是一定的好,两者将在很长一段时间里并存并且有激烈竞争,交流与直流输电相配合将是现代电力传输系统的发展趋势。

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