輸電簡介

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(yuǎn)的（可達(dá)數(shù)千千米）發(fā)電廠和負(fù)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(diǎn)的發(fā)電廠連接起來，實(shí)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(huì)中，它是重要的能源動(dòng)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(dǎo)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(jì)80年代首先成功地實(shí)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(jì)末為交流輸電所取代。交流輸電的成功，迎來了20世紀(jì)電氣化時(shí)代。20世紀(jì)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(biāo)志。到20世紀(jì)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。

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(jì)80年代首先成功地實(shí)現(xiàn)了直流輸電。但由于直流輸電的電壓在當(dāng)時(shí)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(jì)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(jì)電氣化社會(huì)的新時(shí)代。

目前廣泛應(yīng)用三相交流輸電，頻率為50Hz（或60Hz）。20世紀(jì)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)。

輸電是用變壓器將發(fā)電機(jī)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(shí)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(dǎo)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(fēng)、雷擊、污穢等）的影響而引起故障，同時(shí)還有占用土地面積，造成電磁干擾等缺點(diǎn)。地下線路沒有上述架空線路的缺點(diǎn)，但造價(jià)高，發(fā)現(xiàn)故障及檢修維護(hù)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。

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(diǎn)(零電位）,線路導(dǎo)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(jì)等各項(xiàng)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(shí)現(xiàn)大容量或遠(yuǎn)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(biāo)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(yuǎn)，輸電電壓就越高。遠(yuǎn)距離輸電等級(jí)有3、6、10、35、63、110、220、330、500、750等十個(gè)等級(jí)。

從發(fā)展過程看，輸電電壓等級(jí)大約以兩倍的關(guān)系增長。當(dāng)發(fā)電量增至4倍左右時(shí),即出現(xiàn)一個(gè)新的更高的電壓等級(jí)。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(jí)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(huì)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(dá)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(yàn)。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(jì)輸送容量為600萬千瓦。2100433B

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(dǎo)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(yùn)行。②對(duì)高壓斷路器觸頭斷流容量的要求較低。③同等導(dǎo)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(jìn)一步促使穩(wěn)定極限功率上升。⑤導(dǎo)線表面電場強(qiáng)度較小，架空線路走廊窄等。六相及以上的多相導(dǎo)線的懸掛困難、桿塔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，線路造價(jià)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(hù)整定的難度。多相輸電中的斷路器結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，相間過電壓倍數(shù)較高。由于上述缺點(diǎn)，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(diǎn)：①四相導(dǎo)線可對(duì)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(yùn)行，提高輸電系統(tǒng)運(yùn)行可靠性與暫態(tài)穩(wěn)定性?？梢?，四相輸電的線路對(duì)稱性好，線路及桿塔結(jié)構(gòu)簡單，在多相輸電線中具有獨(dú)特的優(yōu)勢，同時(shí)能夠提高輸送功率密度，節(jié)省架線走廊，經(jīng)濟(jì)及環(huán)境效益十分顯著，值得繼續(xù)深入研究和試驗(yàn)。

將導(dǎo)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(jì)和環(huán)境保護(hù)等各種因素的綜合比較，多采用地下線路輸電。

實(shí)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(dǎo)線的管道充氣電纜。20世紀(jì)70年代以來，出現(xiàn)了低溫低阻電纜輸電。隨著超導(dǎo)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)超導(dǎo)輸電也在積極進(jìn)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(dāng)電流通過電纜時(shí)，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(dǎo)體溫升不得超過電纜絕緣體所能承受的溫度。工程設(shè)計(jì)時(shí)需根據(jù)長時(shí)間通電、短時(shí)間通電和短路等三種工作狀況分別予以計(jì)算。為提高容許電流，電力電纜多采用油、水或空氣進(jìn)行強(qiáng)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(jì)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(jì)80年代首先成功地實(shí)現(xiàn)了直流輸電。但由于直流輸電的電壓在當(dāng)時(shí)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(jì)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(jì)電氣化社會(huì)的新時(shí)代20 世紀(jì) 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) 。