直流输电与交流输电比较有什么主要特点?

如题所述

直流输电

    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(见图直流输电系统的基本构成)。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。

    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和改善整个系统的运行特性。

    缺点

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。

    交流输电

交流输电是以交流电流传输电能。交流输电技术的发展是以增加输送容量、扩大输送距离和提高输电线路电压等级为标志的。

相比之下,直流电的优势主要有以下方面:

1.线路造价低:对于架空线路,交流输电通常采用3根导线,而直流单极只需1根,双极只需两根,更为经济,因此采用直流电缆的大城市越来越多。

2.损耗小:直流线路没有无功损耗。而且直流架空线路没有“趋肤效应”(交变电流通过导体时,电流集中在导体表面流过的效应),其电晕损耗(由气体介质造成的损耗)和无线电干扰,均比交流架空线路要小。 

3.电网运行更稳定:直流本身带有调制功能,可根据系统的要求作出反应,运行更稳定。 

目前直流输电仍存在成本过高的问题。现代的直流输电,只在输电这个环节是直流,发电仍是交流,可以说,直流电仍是交流电的“替补”。在输电线路的起端有换流设备将交流变换为直流,到线路末端再将直流变回交流。目前这种换流设备存在制造难、价格高等问题,有待研究解决。另外,直流输电还存在如直流断路器复杂、庞大等的技术问题。未来随着这些问题的解决,直流输电的地位有望进一步提高。 

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