什么是直流输电?_生活百科

什么是直流输电?

[拼音]：zhiliu shudian

[外文]：D.C.electrical power transmission

以直流电流传输电能。人们对电能的应用和认识是首先从直流开始的。法国物理学家和电气技师M.德普勒于1882年将装设在米斯巴赫煤矿中的 3马力直流发电机所发的电能，以1500～2000伏直流电压，送到了57公里以外的慕尼黑国际博览会上，完成了第一次输电试验。此后在20世纪初，试验性的直流输电的电压、功率和距离分别达到过125千伏、20兆瓦和225公里。但由于采用直流发电机串联获得高压直流电源，受端电动机也是用串联方式运行，不但高压大容量直流电机的换向困难而受到限制，串联运行的方式也比较复杂，可靠性差，因此直流输电在近半个世纪的时期里没有得到进一步发展。20世纪50年代，高压大容量的可控汞弧整流器研制成功，为高压直流输电的发展创造了条件；同时电力系统规模的扩大，使交流输电的稳定性问题等局限性也表现得更明显，直流输电技术又重新为人们所重视。1954年瑞典本土和哥德兰岛之间建成一条96公里长的海底电缆直流输电线，直流电压为±100千伏，传输功率为20兆瓦，是世界上第一条工业性的高压直流输电线。50年代后期可控硅整流元件的出现，为换流设备的制造开辟了新的途径。30年来，随着电力电子技术的进步，直流输电有了新的发展。到80年代世界上已投入运行的直流输电工程共有近30项，总输送容量约2万兆瓦，最长的输送距离超过1千公里。并且还有不少规模更大的工程正在规划设计和建设中。

直流输电系统

主要由换流站（整流站和逆变站）、直流线路、交流侧和直流侧的电力滤波器、无功补偿装置、换流变压器、直流电抗器以及保护、控制装置等构成（见图）。其中换流站是直流输电系统的核心，它完成交流和直流之间的变换。

特点

直流输电与交流输电相比有以下优点：

（1）当输送相同功率时，直流线路造价低，架空线路杆塔结构较简单，线路走廊窄，同绝缘水平的电缆可以运行于较高的电压；

（2）直流输电的功率和能量损耗小；

（3）对通信干扰小；

（4）线路稳态运行时没有电容电流，没有电抗压降，沿线电压分布较平稳，线路本身无需无功补偿；

（5）直流输电线联系的两端交流系统不需要同步运行，因此可用以实现不同频率或相同频率交流系统之间的非同步联系；

（6）直流输电线本身不存在交流输电固有的稳定问题，输送距离和功率也不受电力系统同步运行稳定性的限制；

（7）由直流输电线互相联系的交流系统各自的短路容量不会因互联而显著增大；

（8）直流输电线的功率和电流的调节控制比较容易并且迅速，可以实现各种调节、控制。如果交、直流并列运行，有助于提高交流系统的稳定性?a href='http://www.baiven.com/baike/225/315630.html' target='_blank' style='color:#136ec2'>透纳普鱿低车脑诵刑匦浴?/p>

直流输电的发展也受到一些因素的限制。首先，直流输电的换流站比交流系统的变电所复杂、造价高、运行管理要求高；其次，换流装置（整流和逆变）运行中需要大量的无功补偿，正常运行时可达直流输送功率的40～60％；换流装置在运行中在交流侧和直流侧均会产生谐波，要装设滤波器；直流输电以大地或海水作回路时，会引起沿途金属构件的腐蚀，需要防护措施。要发展多端直流输电，需研制高压直流断路器。

应用

直流输电目前主要用于：

（1）远距离大功率输电；

（2）联系不同频率或相同频率而非同步运行的交流系统；

（3）作网络互联和区域系统之间的联络线（便于控制、又不增大短路容量）；

（4）以海底电缆作跨越海峡送电或用地下电缆向用电密度高的大城市供电；

（5）在电力系统中采用交、直流输电线的并列运行，利用直流输电线的快速调节，控制、改善电力系统的运行性能。

随着电力电子技术的发展，大功率可控硅制造技术的进步、价格下降、可靠性提高，换流站可用率的提高，直流输电技术的日益成熟，直流输电在电力系统中必然得到更多的应用。当前，研制高压直流断路器、研究多端直流系统的运行特性和控制、发展多端直流系统、研究交直流并列系统的运行机理和控制，受到广泛的关注。

许多科学技术学科的新发展为直流输电技术的应用开拓着广阔的前景，多种新的发电方式──磁流体发电、电气体发电、燃料电池和太阳能电池等产生的都是直流电，所产生的电能要以直流方式输送，并用逆变器变换送入交流电力系统；极低温电缆和超导电缆也更适宜于直流输电，等等。今后的电力系统必将是交、直流混合的系统。

参考文章

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