远距离输电技术
《远距离输电》课件
交流输电是将电流以交变方向传输的方式， 具有灵活性和低成本等优势。
远距离输电的优势
1 降低能源损失
2 提高电网稳定性
远距离输电可以减少能源在输电过程中的 损失，提高能源利用效率。
通过远距离输电，可以连接不同区域的电 力系统，提高电网稳定性和可靠性。
远距离输电的挑战
1 技术挑战
2 建设成本
远距离输电需要解决电流损耗、电压损耗、 电磁干扰等技术难题。
结论
远距离输电是实现能源高效利用和电力网可持续发展的关键领域，需要克服 技术挑战，加大投入，推动其发展。
远距离输电需要建设大批输电线路和变电 站，投资成本较高。
远距离输电的现状输电项目，包括长江三峡-广东、西北送东北等。
2 国外发展
国外如美国、俄罗斯等国也在积极发展远距离输电技术，并取得了一定成果。
远距离输电的前景
随着能源需求的增长和电力网国际互联的趋势，远距离输电将发挥越来越重 要的作用，具有广阔的发展前景。
《远距离输电》PPT课件
在这个PPT课件中，我们将深入探讨远距离输电的定义、输电方式以及远距 离输电的优势、挑战、现状与前景，让您对这一领域有更深入的了解。
远距离输电的定义
远距离输电是指将电能从发电厂送达远处的消费地点的过程。它通常需要跨越数百公里的距离。
输电方式
1 直流输电
2 交流输电
直流输电是将电流以单一方向传输的方式， 能够减少输电损失。
高中物理远距离输电
第四节 远距离输电一、 输电过程(如图所示)二、输送电流(1)I ＝P U ；(2)I ＝U －U ′R. 三、输电导线上的能量损失和电压损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为Q ＝I 2Rt . 1、电压损失 ：(1)ΔU ＝U －U ′；(2)ΔU ＝IR .2、 功率损失：(1)ΔP ＝P －P ′；(2)ΔP ＝I 2R ＝(P U)2R 3、 降低输电损耗的两个途径(1)减小输电线的电阻，由电阻定律R ＝ρl S可知，在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，应采用电阻率小的材料，也可以增加导线的横截面积．(2)减小输电导线中的输电电流，由P ＝UI 可知，当输送功率一定时，提高输电电压，可以减小输电电流．四、 远距离输电的处理思路对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”，或按从“用电器”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析． 五、 远距离高压输电的几个基本关系(以图为例)(1)功率关系：P 1＝P 2，P 3＝P 4，P 2＝P 损＋P 3.(2)电压、电流关系：U 1U 2＝n 1n 2＝I 2I 1，U 3U 4＝n 3n 4＝I 4I 3，U 2＝ΔU ＋U 3，I 2＝I 3＝I 线． (3)输电电流：I 线＝P 2U 2＝P 3U 3＝U 2－U 3R 线.(4)输电线上损耗的电功率：P 损＝I 线ΔU ＝I 2线R 线＝(P 2U 2)2R 线． 在远距离输电问题中，计算线路功率的损耗时 应用P 损＝I 2线R 线，其原因是I 线可以由公式P 输入＝I 线U 输入求出，而P 损＝U 线I 线和P 损＝U 2线R 线则不常用，其原因是在一般情况下，U 线不易求出，且易将U线和U输入相混而造成错误．典例分析：例1、中国已投产运行的1 000 kV特高压输电，是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原来用500 kV的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV特高压输电，不考虑其他因素的影响．则( )A．送电电流变为原来的2倍 B．输电线上降落的电压将变为原来的2倍C．输电线上降落的电压将变为原来的12D．输电线上损耗的电功率将变为原来的12例2、在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所用导线电阻率为ρ，横截面积为S，总长度为l，输电线损失的电功率为P′，用户得到的电功率为P用，则下列关系式中正确的是( )A．P′＝U2Sρl B．P′＝P2ρlU2SC．P用＝P－U2SρlD．P用＝P(1－PρlU2S)例3、远距离输送一定功率的交变电流，若输送电压升高为原来的n倍，关于输电线上由电阻造成的电压损失和功率损失的说法中，正确的是( )A．输电线上的电功率损失是原来的1/n；B．输电线上的电功率损失是原来的1/n2；C．输电线上的电压损失是原来的1/n； D．输电线上的电压损失是原来的n倍例4、在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有( ) A．升压变压器的输出电压增大B．降压变压器的输出电压增大C．输电线上损耗的功率增大D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大例5、一座小型发电站的输出功率是20 kW，输电线路总电阻是5 Ω.(1)若输电电压是400 V，输电线路损耗的功率是多少？(2)若改用5000 V高压输电，用户端利用n1∶n2＝22∶1的变压器降压，用户得到的电压是多少？例6、一台发电机输出的电功率为100kw，输出电压为250v，先欲向远处输电，若输电线总电阻为8Ω，要求输电时输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%，要向用户输送200v电压，求：（1）试画出这次输电线路的示意图；（2）输电所需升压变压器和降压变压器的原副线圈的匝数之比分别是多少？（3）用户得到的电功率是多少？课堂针对练习：1、在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么( )A ．输电线路上损失的电压与输送电流成正比B ．输电的电压越高，输电线路上损失的电压越大C ．输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比D ．输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比2、通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P ，原线圈的电压U 保持不变，输电线路的总电阻为R .当副线圈与原线圈的匝数比为k 时，线路损耗的电功率为P 1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk ，线路损耗的电功率为P 2，则P 1和P 2P 1分别为( ) A.PR kU ，1n B ．(P kU )2R ，1n C.PR kU ，1n 2 D ．(P kU )2R ，1n2 3、某发电厂原来用11kV 的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到220kV 输电，输送的电功率都是P ，若输电线路的电阻为R ，则下列说法中正确的是（ ） A. 据公式U P I /=，提高电压后输电线上的电流降为原来的1/20 B. 据公式R U I /=，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍 C. 据公式R I P 2=，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的1/400D. 据公式R U P /2=，提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来的400倍4、为消除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰．若在正常供电时，高压线上送电电压为U ，电流为I ，热耗功率为P ；除冰时，输电线上的热耗功率需变为9P ，则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)( )A ．输电电流为3IB ．输电电流为9IC ．输电电压为3UD ．输电电压为13U5、有一台内阻为Ω1的发电机，供给一个学校用电，升压变压器的匝数比4:1，降压变压器的匝数比1:4，输电线总电阻是Ω4，全校共有22个教室，每个教室有“220V 40W ”的电灯6盏，若要保证全部电灯正常发光，则： （1）发电机的输出功率应是多大？ （2）发电机的电动势是多大？ （3）输电效率是多大？6、在离用电单位的较远处建了一座小型的水电站，发电机输出功率为5kW ，输出电压为220V ，输电线的电阻Ω12，允许输电线路损耗功率为输送功率的6%，用电单位所需的电压为220V ，根据上述条件：（1）画出供电的电路示意图；（2）计算所用的升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比各是多少？（设变压器为理想变压器）课后巩固练习：1、关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是( )A．由功率P＝U2/R，应降低输电电压，增大导线电阻B．由P＝IU，应低电压小电流输电C．由P＝I2R，应减小导线电阻或减小输电电流D．上述说法均不对2、一小水电站，输出的电功率为20kW，输电线总电阻为Ω5.0，如果先用400V电压输送，后又改用2000V电压输送，则输送电压提高后，输电导线上损失的电功率的变化情况是（）A. 减小50WB. 减少1200WC. 减少61068.7⨯W D. 增大61068.7⨯W3、发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至用户的输电导线的总电阻为R，通过输电导线的电流为I，输电线末端的电压为U2，下面选项表示输电导线上损耗的功率的是( )A.U21RB.U1－U22RC．I2R D．I(U1－U2)4．远距离输电，原来用电压U0输电，在输电线上损失的电功率为P0，现在要使输电线上损失的电功率减少到原来的1/10，则输电电压应为( )A．100 U0 B.10 U0 C．U0/10 D．U0/1005、水电站向小山村输电，输送电功率为50 kW，若以1100 V送电，则线路损失为10 kW，若以3300V送电，则线路损失可降为( )A．3.3 kW B．1.1 kW C．30 kW D．11 kW6、某水电站，用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3×106 kW，现用500 kV电压输电，则下列说法正确的是( )A．输电线上输送的电流大小为2.0×105 AB．输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC．若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×108 kWD．输电线上损失的功率为ΔP＝U2/r，U为输电电压，r为输电线的电阻7、某交流发电机输出功率为5×105 W，输出电压为U=1.0×103 V，假如输电线的总电阻R=10Ω，在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%，用户使用电压U=380V.(1)画出输电线路的示意图（标明各部分的符号）（2）所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多少？（使用的变压器是理想变压器）8、小型水利发电站的发电机输出功率为24.5 kW，输出电压为350 V，输电线总电阻为4Ω，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为220 V，所以在用户处需安装降压变压器．输电电路图如图所示，求：(1)输电线上的电流．(2)升压变压器的原、副线圈的匝数之比．(3)降压变压器的原、副线圈的匝数之比．。
特高压输电技术
特高压输电技术特高压输电技术是一项能够实现远距离输电的重要技术，它以其高电压、高效率和低损耗的特点，正在成为现代电力系统中的重要组成部分。
本文将从特高压输电技术的原理、应用和发展前景等方面进行阐述。
一、特高压输电技术的原理特高压输电技术是指采用极高的输电电压进行远距离输电的技术，其核心原理是利用高电压降低输电线路上的电流，从而降低传输损耗和线路成本。
相比于传统的输电技术，特高压输电技术具有以下几个特点：1. 高电压：特高压输电技术采用超过1000千伏的高电压进行输电，相较于通常采用的500千伏输电电压，电流相应减小一半，从而降低了传输损耗和线路压降。
2. 高效率：特高压输电技术采用了直流输电方式，相较于交流输电方式，直流输电具有更高的输电效率。
此外，特高压输电技术还能够实现多线路并行输电，进一步提高了输电效率。
3. 低损耗：由于采用了高电压和直流输电方式，特高压输电技术能够降低电阻损耗、感应损耗和电容损耗，从而减少了电能的损失和物料的消耗。
二、特高压输电技术的应用特高压输电技术目前已经广泛应用于各个国家的电力系统中，其应用领域包括远距离输电、风电、太阳能等可再生能源的集中接入以及智能电网的建设等方面。
1. 远距离输电：特高压输电技术能够实现长距离的电能输送，有效解决了远离能源中心地区的能源短缺问题。
通过特高压输电线路，能够将发电站产生的电能迅速传输到远离发电站的用电负荷中心，满足远距离电力输送的需求。
2. 可再生能源集中接入：随着可再生能源的发展，特高压输电技术成为其大规模集中接入电网的关键技术。
特高压输电技术能够将集中分布的可再生能源的电能汇集起来，并高效地传输到用电负荷中心，实现可持续能源的大规模利用。
3. 智能电网的建设：特高压输电技术也是智能电网建设中不可或缺的一部分。
特高压输电线路的建设适应了智能电网对大容量、高效率、低损耗的要求，能够优化电网结构，提高电网的可靠性和稳定性。
三、特高压输电技术的发展前景特高压输电技术作为一项成熟的高端技术，正在逐步应用于全球各个国家的电力系统中。
远距离电能传输的作用是什么
远距离电能传输的作用是什么？
电能传输允许不同形式的可再生能源联供，甚至可以在洲际层面上进行，并且可以把可再生能源较多的地区与电力需求量较高的地区联结起来。
当传统的交流电传输技术无法进行500千米以上距离的电能输送时，高压直流(high voltage direct current，HVDC)输电技术被运用于远距离电能输送上，例如，可以利用这一技术把地球上阳光地带的丰富太阳能资源产生的电能输送到需求的中心，这样就促进了可调节的巨大太阳能发电所产生的电能的供应。
许多公司正在认真地考虑用光伏电池覆盖撒哈拉沙漠的大片区域，通过高压直流输电技术把电能输送到数千千米以外的欧洲。
这样远距离地输送电能的构想是非比寻常的。
高压直流输电技术的优点之一，是超高功率的远距离输送的成本并不高，只有0.5～1.5欧分/(千瓦·时)。
输送电能的过程中会出现损耗，输送距离超过1000千米时，损耗约为总数的3%。
目前，高压直流输电的功率可达3吉瓦，输送距离约为1000千米。
一种使用高压直流输电技术的轻型转换器，在20世纪90年代被引入。
与交流电的电缆不同的是，对位于地下或水下的高压直流电缆来说，在输送功率和距离上并没有物理极限。
这种新型技术在海底电能输送方面正在形成一个新兴的市场，例如把风电场发出的电能输送到无法建造架空线路地区的电网。
远距离输电技术知识要点详解
远距离输电技术知识要点详解近年来，随着能源需求的不断增长，远距离输电技术成为了可持续发展的重要组成部分。
远距离输电技术指的是通过电力输送系统将电能从发电站点传输到消费站点，以满足消费者对电力的需求。
本文将详细介绍远距离输电技术的要点，以帮助读者更好地了解和应用这一重要技术。
一、直流输电与交流输电远距离输电技术通常有两种方式：直流输电（DC）和交流输电（AC）。
直流输电技术主要利用直流电流传输电能，而交流输电技术则是利用交流电流传输电能。
直流输电技术的主要优势在于低线损和高输电效率。
由于直流输电不受电阻、电感和电容的影响，可以降低线损，提高输电效率。
此外，直流输电还具有较高的控制能力，能够有效地调节输电过程中的电流和电压。
与直流输电相比，交流输电技术具有成熟、稳定和广泛应用的优势。
交流输电的主要特点是在输电过程中可以通过变压器实现电压的升降，方便电能在不同地区之间的传输。
此外，交流输电的设备成本较低，维护更加方便，适用于大规模电网的建设。
二、超高压输电技术为了降低输电线损和提高输电效率，超高压输电技术应运而生。
超高压输电技术是指在1100千伏及以上的范围内进行电力传输的技术。
与常规的输电技术相比，超高压输电具有更低的电阻、电感和电容损耗，能够实现更远距离的电力传输。
超高压输电技术的核心是变压器技术的突破。
通过改进和创新变压器的设计和制造，实现高压转换和传输。
此外，超高压输电还需要解决输电线路的设计和材料等技术难题，以确保输电的可靠性和安全性。
超高压输电技术在全球范围内得到了广泛的应用。
例如，中国已经建成了世界上最长的直流输电线路——由西北地区的煤矿转变为东部沿海地区的电力交易。
超高压输电技术的发展将进一步提高能源利用效率，推动经济和社会的可持续发展。
三、光纤输电技术光纤输电技术是近年来新兴的远距离输电技术。
它利用光纤传输电能，通过光电转换设备将电能转化为光信号进行传输，然后再将光信号转化为电能。
光纤输电技术具有很高的传输效率和稳定性。
特高压交流输电技术发展现状
特高压交流输电技术发展现状特高压交流输电技术是一种用于远距离输电的高压输电技术，其特点是输电距离远、输电功率大、输电损耗小。
特高压交流输电技术发展迅猛，已经成为当今世界上最先进的输电技术之一。
本文将从特高压交流输电技术的发展历程、现状及未来发展趋势三个方面进行探讨。
一、发展历程特高压交流输电技术的发展历程可以追溯到20世纪初。
当时，发电厂与用电地点的距离不断增大，传统的110kV、220kV输电线路已经不能满足需求，迫切需要一种更高电压等级的输电技术。
1928年，世界上第一条超高压（即特高压）输电线路——美国卡姆登至贝格姆特的345kV交流输电线路建成，标志着特高压交流输电技术的诞生。
此后，各国纷纷投入特高压交流输电技术的研究和实践。
随着电力系统的发展和输电距离的增加，特高压交流输电技术逐渐成为远距离输电的首选技术。
二、现状目前，特高压交流输电技术已经非常成熟，并且在全球范围内得到了广泛应用。
中国自2009年以来就先后建成了多条特高压输电工程，其中以西北至华东特高压交流输电工程、扬中至南京特高压直流输电工程等为代表。
这些工程不仅为中国电力系统的升级换代提供了有力支撑，更极大地推动了我国电力工业的技术创新和模式转型。
在国际上，俄罗斯、美国、巴西、印度等许多国家也纷纷启动了特高压交流输电工程的建设。
特高压交流输电技术已经成为世界范围内输电技术的主流。
特高压交流输电技术的发展现状主要表现在以下几个方面：1.技术水平稳步提升。
特高压交流输电技术的核心在于输电线路和变电设备。
目前，特高压输电线路的工作电压等级已经达到1100kV，并且具备了超过10GW的输电功率能力。
变电站设备的技术水平也不断提高，已经能够满足特高压输电系统的稳定运行和故障处理需求。
2.工程建设规模不断扩大。
随着技术的提升，特高压输电工程的规模不断扩大。
现在已经出现了数千公里长的特高压输电线路，使得大气污染等环保问题得到了有效的缓解。
特高压输电系统还能够处理复杂的电磁环境和极端天气等情况，确保了系统的可靠性和稳定性。
电气工程基础_第六章远距离大容量输电
当线路输送功率不等于自然功率时，可以通过调节无功 补偿装置来维持线路末端电压与首端电压相等。但这种集中 补偿不能消除沿线各点的电压偏离额定值。在这种情况下， 线路中点的电压偏移最为严重。 U P Pn P Pn UN P Pn
1 I 1 U
2 I 2 U
0
l
首末端电压相等时，线路电压 与传输功率的关系
稳定性可以认为是电力系统在遭受外部扰 动下发电机之间维持同步运行的能力。 静态稳定是指系统受到小扰动（如负荷波 动引起的扰动等）后的稳定性。 暂态稳定是指系统受到大扰动（如发电机 或输电线路突然故障）后的稳定性。
5.3.1 简单电力系统的静稳极限
G U
接线图
q X E d
G U
等值电路
Xl
q E
等值电路
一台发电机经变压器、输电线路与无限大容量系统并 联运行的简单电力系统接线图，这种系统又称为单机--无 限大系统。
所谓无限大是指受端系统的容量比送端发电机的容量大得 多，以致在该发电机输送任何功率的情况下，受端电压U的大小 和相位均可以认为是恒定的。 忽略发电机电枢绕组损耗，发电机输出的电磁功率为 PE UI cos
为了提高电力系统的稳定运行水平，可以采用：
1、加入串、并联补偿装置、自动调节装置等控制
手段。 2、高压直流输电技术。 3、灵活交流输电方式。
5.2 远距离输电线路的功率传输特性
5.2.1远距离输电线路的基本方程
2 I 2 U
输电线路中任意点的电压和电流与末端电压和 电流的关系如：
x U 2 cosh kx Z c I 2 sinh kx U 2 U 2 cosh kx Ix sinh kx I Zc
由国际电工委员会推荐的自然功率与电压等级的关系表
远距离输电减小损失的方法
远距离输电减小损失的方法
远距离输电减小损失的方法主要有以下几种：
1. 减小输电线的电阻：采用电阻率小的材料来制造输电线，这样可以降低输电线的功率损失。
2. 增加输电线的横截面积：通过增加输电线的直径或片数，可以有效地减小输电线的电阻，从而降低输电线的功率损失。
3. 提高输电电压：通过提高输电电压，可以减小输电电流，从而降低输电线的功率损失。
4. 采用变压器升压输电：变压器可以将电能转化为磁场能，然后再转化为电能，这样可以提高输电电压，从而减小输电电流，降低输电线的功率损失。
5. 优化输电线路：通过优化输电线路的路径和布局，可以减小输电线长度和电阻，从而降低输电线的功率损失。
6. 采用无功补偿技术：通过在输电线路上安装无功补偿装置，可以补偿输电线路的无功损耗，从而提高输电效率。
7. 采用直流输电技术：直流输电可以减少输电过程中的能量损失，并且不受线路电阻和感抗的影响，因此具有较高的输电效率。
这些方法可以单独使用，也可以结合使用，以最大程度地降低远距离输电的损失。
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湖南工程学院
特点
只输送有功功率，不输送无功功率
换流阀在运行时，它对交流、直流
系统两侧都将产生谐波 在换流站两侧均必须采用滤除谐波的 措施
湖南工程学院 惠州鹅城换流站
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两端直流输电系统的构成原理图
换流站全貌
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两端直流输电系统的构成原理图
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第八章 远距离输电技术
湖南工程学院
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交流
短路电流与受端系统容量关系三峡18.200GW
短路电流(kA) 受端容量 （GVA） 60 51.900 40 34.600 20 17.300 10 8.600
最大链式同步电网（长4600公里，容量1.4亿（140GVA））
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2.电流过零
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2.换流站的工作原理
（1）整流工作状态 • 换流器的原理接线图
三相桥式整流电路
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假设
1）三相电源对称
ea Em sin(t ) 6 eb Em sin(t ) 2 5 ec Em sin(t ) 6
2）平波电抗很大，负载电流Id无纹波
99.880
99.541 6.29
99.865
99.545 6.10
99.903
99.615 6.12
99.906
99.636 5.98
线损率（%）
**110（66）千伏及以上变电设备
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“三纵三横一环”耗资2700亿
到2020年，我国特高压这一网络更加扩 张。以华北、华东、华中（“三华”）特高压 同步电网为中心东北特高压电网、西北750 千伏电网为送端，各大煤电基地、大水电基 地、大核电基地、大可再生能源基地为联结， 一幅全国“坚强智能电网”的图画呈现在世人 面前。
I
v
1 jA Sinx B Cosx ZC
v 1
相位系数 波速
v 300m
L0C0
s
架空线：
ZC L0 C0
2f 2 180o 50 o 0 . 06 / km v 300103
波阻抗
ZC 500
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线路的自然功率
直流对地电压
导体允许通过的 交流电流有效值
双极交流
Pd 2U d I d
导体允许通过的 电流
当 Cos 0.943 时
Pa Pd
湖南工程学院 功率损耗：
Pa 2 2 R 三相交流 Pa 3I a R 2 2 3 U d Cos
2
双极直流 P d 2I d
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2010年，国家电网公司名列《财富》世界企业500强第8位，是 全球最大的公用事业企业
核心指标 售电量（亿千瓦时） 输电线路长度*（公里） 2006 17097 413219 2007 19742 457104 2008 21235 496332 2009 22748 561456 2010 26891 618837
高压直流断路器
大地回流造成的腐蚀及对交流系统的影响
闭锁
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直流输电的主要用途
1.远距离大功率输电 2.海底电缆送电 3.不同频率或相同额定频率非同步运行 的交流系统之间的联络 4.用地下电缆向用电密度高的城市供电
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直流输电的接线方式
• 单极直流输电
• 单极两线直流输电
Edr 3 3
3
3
(ea eb ) d (t )
3Em Sin(t
3
) d (t )
3 3
Em Cos Edo Cos
Edo
直流输出电压随控制角的增加而减少
3 3
Em
整流状态控制角的变化范围：0~90°
2
时，直流输出电压为零
电感－电容效应
电容效应
法拉第效应
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电容效应
E U U
L
C
1 ＞L 时， C
回路呈容性
湖南工程学院 三、空载线路的电压分布
1.电源容量为无穷大（Xs=0）
边界条件： I 2
U
2
0
1 U 1 Cos
U
X
Cosx U 1 U 2 Cosx Cos
• 双极直流输电
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1.单极直流输电
换流站与直线线路的连接端点
特点：结构简单，经济 地电流对地下埋设设备的金属 物腐蚀严重 对交流系统的影响
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阳极（铁）Fe 2OH FeOH 2
FeOH 3
阴极
2e 2H H 2
不腐蚀阴极
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地中直流电流
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2008年底特高压交流试验示范工程投入运行；
2010年特高压直流送电华东，华北—华中—华东 （“三华”）特高压同步电网初步形成； 2012年，“三华”特高压同步电网将形成“两纵两 横”格局，实现陕北、晋东南、蒙西等煤电基地和西南 水电基地的能源优化配置，中东部负荷集中地区能更好 地接受区外电力。
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换流站内晶闸管阀厅
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换流站阀厅外的换流变压器
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换流站外场地上的直流滤波电容组
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1.换流站的组成
换流变压器 平波电抗器 换流器
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可控硅导通条件
1.阀承受正向电压 2.控制级得到触发脉冲信号
可控硅导通后关断条件
1.阀承受反向电压
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两端设备
换流器
滤波器
无功补偿设备
换流站造价高
交直流等价输电距离
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二、直流输电的优缺点及适用场合
优点
1.当输送功率相同时，其线路造价低 2.当输送功率相同时，其功率损耗小 3.两端交流电力系统不需要同步运行， 输电距离不受电力系统同步运行稳定
性的限制
4.直流线路的电压、电流、功率的调节比较 容易和迅速
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3）可控硅阀K1~K6为理想状态 导通时压降为零，关断后阻抗 为无穷大 • Ls=0
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控制角：可控硅承受正向电压起到加触发脉冲使其道 通的瞬间所对应的电角度 换相：从一个可控硅道通变换为另一个可控硅的过程
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• 过程演示
K6K1导通－K2开通－K6断开 －K1K2导通
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六组轮流导通 K6 、K1 （Uab） K3 、K4 （Uba） K1 、K2 （Uac） K2 、K3 (Ubc) K5 、K6
K4 、K5 （Uca） （Ucb）
六脉动整流电路 每组可控硅导通时间 每一可控硅导通时间为 电角度 电角度
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直流输出电压平均值Edr
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小结：空载线路首、末端电压的关系
不考虑电源等值电抗
U
2
1 E Cos
末端接并联电抗器
U1 U1 Um ＜ Cos Cos
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二、对潜供电流的抑制
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高压直流输电
一、高压直流输电与高压交流输电的比较
（一）经济上 上 线路 两端设备 架空线路＞500km， （二）技术
变电设备容量**（万千伏 安）
营业收入（亿元） 资产总额（亿元）
113779
8545 12128
134270
10107 13618
160142
11407 16435
188654
12580 18419
213193
15427 21192
城市供电可靠率（%）
农网供电可靠率（%）
以上输电线路
99.839
99.491 6.40
补偿度
TK
QL QC
空长线的无功功率
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可见：线末接有XL时，使 U X L (并联容量 )时， U 出现最大值的点向线路中部移动 当 x 0 时，有最大值 ↑
2 2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
x
无并联电抗器时， 首、末端电压关系
Um
U1 U ＜ 1 Cos( ) Cos
2
P d R R 2 2U A
2
Pd 3 2 2 cos Pa 4 3
输送功率相同时，直流功率损耗为交流输电 功率损耗的2/3倍
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结论
1.当输送功率相同时，其线路造价低 （建设费用） 线路:2根 架空线路杆塔结构比较简单 线路走廊较窄 2.当输送功率相同时，其功率损耗小 （运行费用） 3.电缆
额定电压±50kv，输送功率双极60mw
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（5）三常直流输电工程 2000年开始建设 全长890km
2002年底已建成单级500kv
2003年5月建成双极±500kv （6）三广直流输电工程 2003年底建成单级500kv （7）贵广直流输电工程
地中直流电流对于交流输电系统的影响示意图
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2.单极两线直流输电
无大地回流
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3.双极直流输电
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三、换流站的工作原理
直流输电系统的原理接线图（双极） 换流器 换流阀 阀 阀臂
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整流站：把三相交流电变换成直流电