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电力百科丨电力生产环节之输电
来源:阿古电务科技数据 | 作者:AKUU | 发布时间: 966天前 | 2901 次浏览 | 分享到:

电能的传输,是电力系统整体功能的重要组成环节。从发电站发出的电能,一般都要通过输电线路送到各个用电地方。

为了发电经济性,现代大型发电厂基本倾向于建在能源基地,其他用电地区距离较远,就必须通过输电。

输电的所有研究,围绕着三点,第一是经济性,第二是安全性,第三才是质量。你说安全比经济重要?不是为经济性,干嘛要长距离输电。




01输电原理

输电线路是用变压器将发电机发出的电能升压后,再经断路器等控制设备接入输电线路来实现。

输电过程示意图


通过输电,把相距远的(可达数千千米)发电厂和负荷中心联系起来,使电能的开发和利用超越地域的限制输电还可以将不同地点的发电厂连接起来,实行峰谷调节。

有时候输电不只是为了能让你用上电,还有让你可以有多路电可用,可备用,提高用电可靠性。



02输电原因


为什么需要进行电能传输?

1)集中发电效率高,大发电机组的转换效率高,运维成本低,在每kWH(千瓦时)上都是更划算的。


2)发电用的煤、水等资源在某地富集,其他地方要用电却离资源非常远,就得送电。


3)送电的成本远低于送煤、石油等自然资源的成本,属地将资源转化为电力,再到用能地区,是最经济的方式。




03输电线路构成


输电线路

输电线路相对于变电设备而言较为简单,构成也较为单一;按照设备状态检修定,输电线路主要划分为7个单位、1个环境。

7个单元分别是杆塔、导地线、绝缘子、金具、杆塔基础、接地装置、附属设施一个环境是指通道环境。




04输电线路的运维


输电线路运维的主要工作包含:

1)巡视

定期或临时去户外巡视线路,及时发现线路本体、附属设施以及线路保护区出现的缺陷或隐患,近距离对线路进行观测、检查、记录的工作,并为线路检修、维护及状态评价(评估)等提供依据。


2)检测

输电线路检测主要检测项目保护区、基础、杆塔、防雷设施及接地装置、导线和绝缘子等等,由线路运行单位负责。

是发现设备隐患、开展设备状态评估、为状态检修提供科学依据的重要手段。


3)维修

线路维修应遵循“应修必修,修必修好”的原则。

状态检修是在对输电设备或部件所处的健康状态进行诊断的基础上,对设备状态量超过状态控制值的部位或区段进行维护和修理的过程。

线路状态检修工作包括停电、不停电测试和试验以及停电、不停电检修维护工作。


 输电线路运维




05输电种类

按照输送电流的性质,输电分为交流输电和直流输电


交流组网

发电厂发出的电能多为三相交流电,通过升压变压器,高压输电线路和降压变压器,配电线路和配电变压器将电能输送到用户。



05直流输电

将发电厂发出的交流电通过整流站变换成直流电,经直流电路输送到受端后,逆变站把直流电转换成交流电送到用户。

主要应用:

  • 远距离大容量输电。直流电缆不存在电容电流和电抗其输送距离不受限制。

  • 非同步联网。直流输电系统联网,不存在稳定性问题及故障连锁反应。

  • 海底电缆送电。交流电缆线路的输送受电容电流限制,难以实现远距离送电。



06输电电压等级


输电电压等级分类

传输电力是有损耗的,计算方式为IR2,电流越大,发热越大,损耗越大,经济性越差,反之,电压越高,电流就越小,损耗就小,经济性好。

所以远距离传输都要用高电压输电,发电站出厂后先升压至110kV~1000kV(根据距离远近),再长距离输送到城市、农村周边,再降压进入居民地带。



07输送电能流程

输送电能流程

输送电能总共有:发电站→升压变压器→高压输电线→降压变压器→用电单位等五个流程

电力工业初期,发电厂建在电力用户附近,直接向用户送电,所以那个时候只有发电和用电两个环节。

随着电力生产规模和负荷中心规模的扩大,发电中心,如大型火电基地、水电基地和核电基地均远离电力工作中心,为了让那些距离远的电力用户也用到电,就需要高压输电。



08输电线路和气象灾害

输电线路因为都在荒山野岭,且悬空线不是一个很稳定的结构,受气象的影响很大,只要一故障就是实时大面积的影响,所以气象灾害是输电线路的一个重要研究课题。

这里介绍下对输电线路影响大的气象灾害。

  • 山火

山火灾害

山火就是森林火灾,它对输电线路的安全影响极大,会导致送电通道的多回线路出现同时跳闸的现象,大量的输电不能正常输出,影响用电的安全与稳定。

所以,对通过林区的架空输电线路,应加强巡视和维护,导、地线与树木间距离应符合有关规定。

  • 雷电

雷电灾害

雷电对输电线路的危害极大,有可能直接被击中,对电网中的变压器和绝缘薄弱的设备产生巨大的危害性。它还可能伴随着跳闸、大面积断电的现象出现。

所以,各电压等级线路应具备相应的耐雷水平,不满足要求的应采取措施加以解决。

  • 风灾

台风灾害

风灾包括了台风、飓风和强风等,大风可以将输电杆塔损坏,导线在空中强烈晃动,导致风偏放电、跳闸、断电等现象。

为了更好防止风偏故障的发生,需在设计风速、设计裕度、施工安装工艺、杆塔塔头尺寸等多个方面进行加强,以有效预防输电线路风偏闪络的发生,降低跳闸事故机率。

  • 冰灾

覆冰灾害

影响输电线路正常安全运行的主要气象灾害是导线覆冰。

通常输电线路的覆冰会增大线路与杆塔的负荷,使得导线受风的面积增加,容易使输电线路诱发不稳定的驰振,导致跳头、扭动、冰闪跳闸等恶性事故出现,从而导致电网出现大范围的停电现象。

中国近十几年的输电线路受到冰灾的影响,产生过几次重大的电网安全事故,如2008年的冰灾是最为严重的一次,多年罕见持续的冻雨、冰雪天气,对南方的多个省区造成了重要的影响,对电网安全构成了极大的威胁。

  • 地质灾害

泥石流冲毁输电线路

滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地震等地质灾害是影响我国户外输电线路运行安全的重要因素,严重还会导致大电网解列运行。尤其是地震灾害对输电线路和电网的影响,使多条输电线路跳闸,导致电力中断、电厂设备损坏停运等危害。