輸電

按照輸送電流的性質(zhì)，輸電分為交流輸電和直流輸電。

19世紀80年代首先成功地實現(xiàn)了直流輸電。但由于直流輸電的電壓在當時技術(shù)條件下難于繼續(xù)提高，以致輸電能力和效益受到限制。

19世紀末，直流輸電逐步為交流輸電所代替。交流輸電的成功，迎來了20世紀電氣化社會的新時代。

目前廣泛應(yīng)用三相交流輸電，頻率為50Hz（或60Hz）。20世紀60年代以來直流輸電又有新發(fā)展，與交流輸電相配合，組成交直流混合的電力系統(tǒng)。

輸電的基本過程是創(chuàng)造條件使電磁能量沿著輸電線路的方向傳輸。線路輸電能力受到電磁場及電路的各種規(guī)律的支配。以大地電位作為參考點(零電位）,線路導線均需處于由電源所施加的高電壓下,稱為輸電電壓。

輸電線路在綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟等各項因素后所確定的最大輸送功率，稱為該線路的輸送容量。輸送容量大體與輸電電壓的平方成正比。因此，提高輸電電壓是實現(xiàn)大容量或遠距離輸電的主要技術(shù)手段，也是輸電技術(shù)發(fā)展水平的主要標志。

在輸電過程中，輸電電壓的高低根據(jù)輸電容量和輸電距離而定，一般原則是：容量越大，距離越遠，輸電電壓就越高。遠距離輸電等級有3、6、10、35、63、110、220、330、500、750等十個等級。

從發(fā)展過程看，輸電電壓等級大約以兩倍的關(guān)系增長。當發(fā)電量增至4倍左右時,即出現(xiàn)一個新的更高的電壓等級。通常將 220千伏及以下的輸電電壓稱為高壓輸電,330～765千伏等級的輸電電壓稱為超高壓輸電,1000千伏及以上的輸電電壓稱為特高壓輸電。表中列出了輸電電壓與輸送容量、輸送距離的大致范圍。提高輸電電壓,不僅可以增大輸送容量,而且會使輸電成本降低、金屬材料消耗減少、線路走廊利用率增加。至1987年止,世界上已經(jīng)使用的交流輸電電壓達到 765千伏。1150千伏的特高壓交流輸電已經(jīng)有工業(yè)性試驗。已建成的最大的直流輸電工程,其輸電電壓為±750千伏，輸送距離2400公里，設(shè)計輸送容量為600萬千瓦。2100433B

輸電power transmission

電能的傳輸。它和變電、配電、用電一起，構(gòu)成電力系統(tǒng)的整體功能。通過輸電，把相距甚遠的（可達數(shù)千千米）發(fā)電廠和負荷中心聯(lián)系起來，使電能的開發(fā)和利用超越地域的限制。和其他能源的傳輸（如輸煤、輸油等）相比，輸電的損耗小、效益高、靈活方便、易于調(diào)控、環(huán)境污染少；輸電還可以將不同地點的發(fā)電廠連接起來，實行峰谷調(diào)節(jié)。輸電是電能利用優(yōu)越性的重要體現(xiàn)，在現(xiàn)代化社會中，它是重要的能源動脈。

輸電線路按結(jié)構(gòu)形式可分為架空輸電線路和地下輸電線路。前者由線路桿塔、導線、絕緣子等構(gòu)成，架設(shè)在地面上；后者主要用電纜，敷設(shè)在地下（或水下）。輸電按所送電流性質(zhì)可分為直流輸電和交流輸電。19世紀80年代首先成功地實現(xiàn)了直流輸電，后因受電壓提不高的限制（輸電容量大體與輸電電壓的平方成比例）19世紀末為交流輸電所取代。交流輸電的成功，迎來了20世紀電氣化時代。20世紀60年代以來，由于電力電子技術(shù)的發(fā)展，直流輸電又有新發(fā)展，與交流輸電相配合，形成交直流混合的電力系統(tǒng)。

輸電電壓的高低是輸電技術(shù)發(fā)展水平的主要標志。到20世紀90年代，世界各國常用輸電電壓有220千伏及以下的高壓輸電、330～765千伏的超高壓輸電、1000千伏及以上的特高壓輸電。

輸電是用變壓器將發(fā)電機發(fā)出的電能升壓后，再經(jīng)斷路器等控制設(shè)備接入輸電線路來實現(xiàn)。按結(jié)構(gòu)形式，輸電線路分為架空輸電線路和地下線路。架空輸電線路由線路桿塔、導線、絕緣子等構(gòu)成，架設(shè)在地面之上。地下線路主要是使用電纜，敷設(shè)在地下（或水域下）。架空線路架設(shè)及維修比較方便，成本也較低，但容易受到氣象和環(huán)境（如大風、雷擊、污穢等）的影響而引起故障，同時還有占用土地面積，造成電磁干擾等缺點。地下線路沒有上述架空線路的缺點，但造價高，發(fā)現(xiàn)故障及檢修維護等均不方便。用架空線路輸電是最主要的方式。地下線路多用于架空線路架設(shè)困難的地區(qū)，如城市或特殊跨越地段的輸電。

多相輸電(Multi-phase Power Transmlssion System)是指相數(shù)多于三相的輸電技術(shù)。多相輸電技術(shù)理論上存在以下優(yōu)越性：①導線間距減小，線路緊湊，正序電抗較小，可與現(xiàn)有三相系統(tǒng)協(xié)調(diào)、兼容運行。②對高壓斷路器觸頭斷流容量的要求較低。③同等導線截面的條件下，線路輸送功率大幅提高。④相同電壓下，多相輸電的正序電抗下降，進一步促使穩(wěn)定極限功率上升。⑤導線表面電場強度較小，架空線路走廊窄等。六相及以上的多相導線的懸掛困難、桿塔結(jié)構(gòu)復雜，線路造價上升。隨著線路相數(shù)的增加，多相輸電線路故障組合類型迅速增加，增加了故障分析、繼電保護整定的難度。多相輸電中的斷路器結(jié)構(gòu)比較復雜，相間過電壓倍數(shù)較高。由于上述缺點，六相及以上的多相輸電方式的推廣應(yīng)用受到限制。

近年來我國在自行研制成功的三相變四相、四相變?nèi)嘧儔浩鞯幕A(chǔ)上，率先提出了四相輸電技術(shù)。四相輸電還有以下優(yōu)點：①四相導線可對稱地懸掛在單柱桿塔的兩側(cè)，結(jié)構(gòu)簡單，空間電磁場分布更加均勻。②可采用兩相鄰相運行，提高輸電系統(tǒng)運行可靠性與暫態(tài)穩(wěn)定性?？梢姡南噍旊姷木€路對稱性好，線路及桿塔結(jié)構(gòu)簡單，在多相輸電線中具有獨特的優(yōu)勢，同時能夠提高輸送功率密度，節(jié)省架線走廊，經(jīng)濟及環(huán)境效益十分顯著，值得繼續(xù)深入研究和試驗。

將導線敷設(shè)在地下以傳輸電能。在城市居民區(qū)或需跨越河流、海峽等架設(shè)架空輸電線路有困難的地區(qū)，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟和環(huán)境保護等各種因素的綜合比較，多采用地下線路輸電。

實用的地下輸電線路是電力電纜，包括利用sf氣體絕緣和環(huán)氧樹脂間隔棒支撐導線的管道充氣電纜。20世紀70年代以來，出現(xiàn)了低溫低阻電纜輸電。隨著超導技術(shù)的進步，對超導輸電也在積極進行研究。地下輸電線路的敷設(shè)方式有直埋式、隧道式和暗溝式等。路徑選擇需考慮路上設(shè)施和交通狀況，已有的地下埋設(shè)物，以及地質(zhì)、水位等條件，使線路總長度盡可能短。

電纜的輸送容量主要由容許電流決定。容許電流又受電纜絕緣體容許溫度的限制。容許溫度指當電流通過電纜時，因電阻損耗、介質(zhì)損耗、基礎(chǔ)溫度等綜合作用而引起的導體溫升不得超過電纜絕緣體所能承受的溫度。工程設(shè)計時需根據(jù)長時間通電、短時間通電和短路等三種工作狀況分別予以計算。為提高容許電流，電力電纜多采用油、水或空氣進行強制冷卻。

廣泛應(yīng)用三相交流輸電，頻率為50赫（或60赫）。20世紀60年代以來直流輸電又有新發(fā)展，與交流輸電相配合，組成交直流混合的電力系統(tǒng) 。

按照輸送電流的性質(zhì)，輸電分為交流輸電和直流輸電。19世紀80年代首先成功地實現(xiàn)了直流輸電。但由于直流輸電的電壓在當時技術(shù)條件下難于繼續(xù)提高，以致輸電能力和效益受到限制。19世紀末，直流輸電逐步為交流輸電所代替。交流輸電的成功，迎來了20世紀電氣化社會的新時代20 世紀 60年代以來直流輸電又有新發(fā)展， 與交流輸電相配合， 組成交直流混合的電力系統(tǒng) 。