电的旅途.doc

1、电的旅途许多大型水电站建设在远离我们的高山峡谷之中,电能在那里生产出来,并不能马上被使用,它只有通过电力网跨过千山万水到达城市、工厂,走进千家万户,才能被使用;离城市较近的火电厂、核电站生产出的电能也要通过电力网传输,才能被使用。因此,电力网成为连接电厂和用户的纽带,它就像是电力系统中的“血管”。电力网是由升压变压器、传输线路、高压塔架、降压变压器、无功补偿器、避雷器等电气设备,以及监视和控制自动装置所组成的复杂网络系统。下图即为一变电站的输配电系统。电能在发电机中生产出来,此时电压为10kV左右,经升压变压器变成220kV或500kV后,通过超高压输电线输送到城市的供电网上,再经多级降压变压器最终变为220V,才能供我们使用。这就是常见的交流输电方式。由于交流输电日益暴露出一些问题。因此人们也开始采用新型的高压直流输电方式进行远距离输电,在我国建成的就有“葛-上”(葛洲坝-上海)500kv直流输电线。高压直流输电方式就是在原有的交流输电网中增加了整流器(把交流电变为直流电)和逆变器(把直流电变为交流电),来完成其任务的。那为什么传输时要采用超高压(500kV等)输电呢?主要是因为要减少线损(Q),也就是电能在传输时在传输线上以热能等形式白白损失掉的能量。只有不断地提高电压,才能减少线损Q。Q与通过传输线的电流I有这样的关系:Q=I*I*R,因为传输线的电阻R一定,因此要减少Q就要减小I,而I又与电压U成反比,因此,减少线损就要提高电压。我们平时最常见到的传输线路就是架空线路,其次是电力电缆。最新的、最有前途的传输线要数高温超导导线了,据华中理工大学超导电力科研与发展中心提供的一份报告,目前,中国输配电系统的网络损耗高达百分之八点五,到2010年,按预测的装机容量,中国在输配电网上将损失二到三个三峡电站所发出的电能。而高温超导导线由于其零电阻的特性,将能极大地减少线损。输配电除了需要变压器、传输线路等电气设备外,还需要输配电自动化技术的支持。输配电自动化控制的主要任务是:●要保证传输电能的质量,也就是要保证所传输电的电压、频率,而这就要合理地分配电网中的无功功率和有功功率,这就要精确地进行潮流计算,再进行功率分配和功率补偿。●要保证电力网运行的安全,也就是要保证变压器、传输线路等的故障的预防、排除和恢复等等。我国由于能源分布不均衡,高电压、长距离的电力输送日趋增加,这使电力系统的稳定性问题变得十分突出。同时,随着城市化进程的加快,常规的电力技术也难以解决大城市高密度送电问题。因此,输配电自动化技术将需要更快速地发展,在电力系统中发挥更大的作用。 2、西电东送在西电东送工程中,无论是贵州的电力送广东还是三峡的电力送广东,都是远距离、大容量的电力传输,这对电能的传输方式提出了更高的要求。必须采取有效措施提高输电线路的传输能力。直流输电技术就是其中之一。与交流输电不同,直流输电先将交流电通过换流器变成直流电,然后通过直流输电线路送出。在受电端再把直流电变成交流电,注入受端交流电网。直流输电的关键设备有换流变压器,换流阀和平波电抗器以及直流控制保护系统。其中换流阀是一个电力电子设备,通过它的导通和关断作用将交流电变成直流电,再将直流电变成交流电。直流输电由于传输功率大,线路造价低,并具有良好的控制特性,所以在远距离、大容量输电,海底电缆送电、交流系统间非