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直流電和交流電傳輸損耗_交流損耗大于直流損耗的原因

作者:佚名    文章來源:本站原創    點擊數:    更新時間:2022-02-27
特高壓輸電作為我國國家電網、南方電網電力遠距離輸電的基礎設施,已經成為電力調度不可缺少的存在。截止目前為止,遠距離輸電線路組成的特高壓輸電線路,累計形成了15條交流輸電和13條直流輸電的龐大系統。
作為特高壓輸電線路與特高壓直流輸電線路,究竟誰的損耗大的問題,略知一二的我來回答提問者所問的問題。
特高壓輸電和柔性直流輸電,這兩項頂尖技術的話語權和國際標準,都被國家電網牢牢把握在手里邊。全球獨有,遙遙領先。憑一己之力,把全世界帶入特高壓直流輸電時代,完成國內西電東送,北電南輸變成現實。
作為直流輸電線路相對交流輸電線路成本對比,直流輸電線路成本更低。直流輸電線路的額定功率通常大于100MW,甚至一些在1000~3000MW。
電力輸電線路 
目前主流的交流電路都是采用三相三線制發電機發電,通過升壓變壓器,將三相交流電升壓一定距離,再在目的地位置用降壓變壓器進行降壓,使其達到我國低壓配電線路的3×380和相電壓220V的標準,給千家萬戶使用。
 
而直流輸電線路存在正負極兩根導線傳輸,如果采用大地或者海水作為導體傳輸的話,只需要另外一根導線即可傳輸,因為積柔性直流輸電技術,解決了其自換相能力,有功無功快速、獨立調節能力,適應新能源接入、解決受端換相失敗問題。這樣讓直流輸電與交流輸電同樣功率時,直流輸電線路線材僅為交流輸電的2/3~1/3,節省了大量線路成本。
♦直流輸電線路損耗更小。交流輸電來說,它在交流電路中存在感抗和容抗(指高壓電纜和大地之間會形成同軸電容),這些會引起線路中的無功損耗,另外交流電存在趨膚效應(導線橫截面積上的電流密度分布不均勻,我國為50Hz交流頻率,表面積的電流密度最大,靠近中心幾乎太小)讓遠距離傳輸線路沒有真正意義上的傳輸電能,故它存在線損耗。而直流輸電線路,不存在趨膚效應,導線截面積利用率高。
雖然直流輸電線路的開始和結束都是交流電,但兩邊的交流升壓和降壓變壓器系統是不需要同步運行的。而交流輸電時必須同步運行;不然的話輸電線路兩邊會產生電流的相位差,所以它需要投入巨大的自動補償來加以調整,否則有可能在電力設備和線路中形成強大的循環電流;而采用直流輸電時,兩端雖然也要無功補償、交流濾波器、換流變壓器,但它中間環節只需要平波電抗器即可,不需要它們兩者之間的頻率是否一樣才行(非同步聯網輸電)。
♦例如正在開展±500千伏/ 3000 MW柔性直流電網和混合式直流輸電工程建設,面臨柔性直流換流閥研制與可靠性提升,故障工況功率平衡控制,控制保護系統設計等技術挑戰。
Tags:直流電,交流電,傳輸損耗  
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