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為什么我們用的是交流電,不是直流電?

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發(fā)表于 2017-9-26 21:32:10 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式

簡(jiǎn)單來說,交流電比直流電更容易管理。' l! c6 U9 U; O2 s8 {8 A

$ k9 J- y  a; t3 i2 T9 i* n

電的使用和發(fā)展可以分為三個(gè)階段:

0 h+ z$ g0 d* l9 j

1、 直流輸電階段 :發(fā)電、輸電和用電均為直流電


( ^8 P4 a: b- U5 d- a" H2 s! B

主張采用直流輸電 :愛迪生、開爾文

. D* _) Z% ~, G5 ~

主張采用交流輸電 :威斯汀豪斯、費(fèi)朗蒂

% |5 G. G0 u( ~( N' F+ ?$ I

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)。

. v$ j# x$ O8 Z( o/ k
' x( J; U) F0 c

2、交流輸電階段 :發(fā)電、輸電和用電均為交流電

, k: N& [" D1 ~4 C8 r

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。

" g1 s7 v* f2 F% \% T9 k1 t

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。


0 [: o/ ]7 P% X3 `* X0 a  r

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。

/ g) c  l/ f+ l4 R
3 _: ^& w, a# w' ?! H' W

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

" G+ l2 y) c% S& |& @! H

并不是簡(jiǎn)單地恢復(fù)到愛迪生時(shí)代的那種直流輸電。


% V& v4 G  k# R' B

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。

  t( c9 j) A+ K" m9 c5 [, d& Z

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。

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4 ?) S2 \" t* w- R- \) [: G  l2 s4 W0 x6 M2 o

我國(guó)直流輸電現(xiàn)狀:

, A. h( ~/ K, Y

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。

) ^6 m! M& m" M3 I# d( q, Q  w- W3 c

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。


5 i' _0 v( w0 y* C8 a2 |

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。


9 O1 O  L, b& c

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。


) R8 ?0 x; C& ?. e" T

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)。


. F1 N( ^* C& p& ]: _

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)。

. P# G) y, Y  _6 d

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 。

4 o4 o6 a6 W, h: ?

⑥ “十五”期間安排了7項(xiàng)直流輸電工程。


9 q+ ?) X! C7 L, D* s+ D

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);

: O. S5 m* `) o9 R8 ~3 C# @

稍后開工的還有三峽至上海練塘±500kV工程;

- z: w/ E/ v6 _

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。


6 b5 `3 Y% a9 ^

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。

# ]+ _& F6 e; @% A- W% a

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。


4 V% w8 R" M+ g6 Q- n8 \/ j

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。

, i& ~* I  N& q& S: z3 }; M( N1 f, m

我國(guó)采用的直流輸電類型:


! R8 L! x% E. q, t* \

①超過30km左右的水下電纜。

1 ?9 H: f7 v4 e5 J  M8 [

②兩個(gè)交流系統(tǒng)之間的異步聯(lián)接。


  A0 U. m3 p$ v/ }1 b1 L

③大容量遠(yuǎn)距離架空線輸電。


: {/ H. a9 A1 S3 P( `9 g  Y

高壓直流輸電運(yùn)行特性及其與交流輸電的比較:


* r+ K1 B- H6 o  H

① 功率傳輸特性:交流輸電考慮穩(wěn)定問題;

" S/ c. v4 o! U$ {- o7 w7 H

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)。


% q# ~1 J* T6 }) N/ d

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)。

; p2 `9 v% c; S7 y+ d! W

③ 過負(fù)荷能力。

  y& y" }: O% h& c' ?' Y

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。

, ?+ a; _0 h4 `2 r( A

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。

, a2 Y* i2 S- E, g4 a. H

⑤ 潮流和功率控制。


" t# R8 n' e$ k9 M! D

⑥ 短路容量。


! g4 c7 D5 ]) J! _: X

⑦ 調(diào)度管理。


( @2 ^: m+ S  S8 u  M; i3 e

⑧ 線路走廊。


6 l% t1 d: k% ?% Q8 D

直流輸電的不足:

' z! R( X& e# }2 @1 B$ A- [4 l& i

①直流斷路器的費(fèi)用高;


/ M/ Z0 G; L( v7 |

②不能用變壓器來改變電壓等級(jí);

: o7 [. B4 b  ?  U: l; D

③換流設(shè)備的費(fèi)用高;


! x- Q3 q* [3 i

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;


' }8 _/ r/ y* `9 ~: D5 ]

⑤控制復(fù)雜。

8 m8 L4 X% `' ?, z; i

交直流輸電的經(jīng)濟(jì)性比較:

4 O, ^" s4 N4 ?4 P) u

Ø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)。

8 k# }% {% n5 ^' ?5 f+ Z/ y0 h

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;


7 n+ v: {" L4 ?5 }  s! @

Ø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;

/ m6 w5 ?7 b( Q8 Q7 F+ u6 w5 |

Ø直流輸電功率損失比交流輸電小得多;


! F# f+ }, s- q( G! I

Ø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)。


6 @4 m- d( f* o' _# R4 v/ w) J$ j

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。


: _, R- z3 F4 U& M  I' L

同時(shí),直流輸電的網(wǎng)損又比交流的小得多。


1 B8 i5 U5 y0 I1 d' d9 m6 R

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。


+ |& v8 v7 \9 b6 Z6 x0 V

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。

% d# w: h, g1 ?* B5 @- S% p

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。


  C3 g, F+ I" }& g
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發(fā)表于 2017-9-26 22:01:16 | 只看該作者
特高壓是中國(guó)的創(chuàng)舉!
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發(fā)表于 2017-9-27 08:25:12 | 只看該作者
交流電的堅(jiān)定支持者也要算特斯拉一份吧
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發(fā)表于 2017-9-27 10:28:27 | 只看該作者
前幾天在一個(gè)群里,有人說直流好,是是特斯拉搞得,但是愛迪生搞得是交流電,所以就把直流電打壓下去了,我當(dāng)時(shí)就呵呵了,但是說不了這么詳細(xì)這么客觀......看來還是要多讀書呀
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發(fā)表于 2017-9-30 15:40:30 | 只看該作者
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發(fā)表于 2017-10-26 10:27:53 | 只看該作者
學(xué)習(xí)了
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