輸電是用變壓器將發(fā)電機發(fā)出的電能升壓后,再經斷路器等控制設備接入輸電線路來實現(xiàn)。電能的傳輸,是電力系統(tǒng)整體功能的重要組成環(huán)節(jié)。發(fā)電廠與電力負荷中心通常都位于不同地區(qū)。在水力、煤炭等一次能源資源條件適宜的地點建立發(fā)電廠,通過輸電可以將電能輸送到遠離發(fā)電廠的負荷中心,使電能的開發(fā)和利用超越地域的限制。與其他能源輸送方式相比較,輸電具有損耗小、效益高、靈活方便、易于調節(jié)控制、減少環(huán)境污染等優(yōu)點。
電能的傳輸,它和變電、配電、用電一起,構成電力系統(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、經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手段,也是輸電技術發(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,設計輸送容量為600萬千瓦。
在我國,特高壓是指±800千伏及以上的直流電和1000千伏及以上交流電的電壓等級。特高壓輸電是在超高壓輸電的基礎上發(fā)展的,其目的仍是繼續(xù)提高輸電能力,實現(xiàn)大功率的中、遠距離輸電,以及實現(xiàn)遠距離的電力系統(tǒng)互聯(lián),建成聯(lián)合電力系統(tǒng)。
特高壓輸電具有明顯的經濟效益。據(jù)估計,1條1150千伏輸電線路的輸電能力可代替5~6條500千伏線路,或3條750千伏線路;可減少鐵塔用材三分之一,節(jié)約導線二分之一,節(jié)省包括變電所在內的電網造價10~15%。1150千伏特高壓線路走廊約僅為同等輸送能力的500千伏線路所需走廊的四分之一,這對于人口稠密、土地寶貴或走廊困難的國家和地區(qū)會帶來重大的經濟和社會效益。
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