直流輸電系統(tǒng)主要應(yīng)用領(lǐng)域有哪些

【專家解說】：荷數(shù)量是相等的，一旦物體失去或得到一些電子時，就表現(xiàn)出負電或正電。電荷有規(guī)則的運動就產(chǎn)生電流。平常所說的“電流是多少”，實則是指“電流強度是多少”。電流強度表示電流的大小，它的單位是“安培”，簡稱“安”，用符號“A'’表示。如果在一個電路中，電荷沿著一個不變的方向流動，這就是“直流電”。在日常生活中，由“電池”提供的電流，就是直流電。電池有極性，分正極與負極。直流輸電以其輸電容量大、穩(wěn)定性好、控制調(diào)節(jié)靈活等優(yōu)點受到電力部門的歡迎，在中國將有進一步應(yīng)用的前景。在直流輸電發(fā)展過程中，應(yīng)當(dāng)重視輕型直流輸電的研究與應(yīng)用。現(xiàn)代高電壓直流輸電技術(shù)的發(fā)展，為電能高效傳輸開辟了廣闊的前景。當(dāng)電路中的電流隨著方向和強度的變化作周期性變化時，稱其為“交流電”。現(xiàn)代發(fā)電廠生產(chǎn)的電能都是交流電，家庭用電和工業(yè)動力用電也都是交流電。 ~~~~~~~ 高壓直流輸電方式與高壓交流輸電方式相比，有明顯的優(yōu)越性.歷史上僅僅由于技術(shù)的原因，才使得交流輸電代替了直流輸電.下面先就交流電和直流電的主要優(yōu)缺點作出比較，從而說明它們各自在應(yīng)用中的價值. 交流電的優(yōu)點主要表現(xiàn)在發(fā)電和配電方面:利用建立在電磁感應(yīng)原理基礎(chǔ)上的交流發(fā)電機可以很經(jīng)濟方便地把機械能(水流能、風(fēng)能……)、化學(xué)能(石油、天然氣……)等其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能;交流電源和交流變電站與同功率的直流電源和直流換流站相比，造價大為低廉;交流電可以方便地通過變壓器升壓和降壓，這給配送電能帶來極大的方便.這是交流電與直流電相比所具有的獨特優(yōu)勢. 直流電的優(yōu)點主要在輸電方面: ①輸送相同功率時，直流輸電所用線材僅為交流輸電的2/3~l/2 直流輸電采用兩線制，以大地或海水作回線，與采用三線制三相交流輸電相比，在輸電線載面積相同和電流密度相同的條件下，即使不考慮趨膚效應(yīng)，也可以輸送相同的電功率，而輸電線和絕緣材料可節(jié)約1/3. 如果考慮到趨膚效應(yīng)和各種損耗(絕緣材料的介質(zhì)損耗、磁感應(yīng)的渦流損耗、架空線的電暈損耗等)，輸送同樣功率交流電所用導(dǎo)線截面積大于或等于直流輸電所用導(dǎo)線的截面積的1.33倍.因此，直流輸電所用的線材幾乎只有交流輸電的一半.同時，直流輸電桿塔結(jié)構(gòu)也比同容量的三相交流輸電簡單，線路走廊占地面積也少. ②在電纜輸電線路中，直流輸電沒有電容電流產(chǎn)生，而交流輸電線路存在電容電流，引起損耗. 在一些特殊場合，必須用電纜輸電.例如高壓輸電線經(jīng)過大城市時，采用地下電纜;輸電線經(jīng)過海峽時，要用海底電纜.由于電纜芯線與大地之間構(gòu)成同軸電容器，在交流高壓輸線路中，空載電容電流極為可觀.一條200kV的電纜，每千米的電容約為0.2μF，每千米需供給充電功率約3×103kw，在每千米輸電線路上，每年就要耗電2.6×107kw·h.而在直流輸電中，由于電壓波動很小，基本上沒有電容電流加在電纜上. ③直流輸電時，其兩側(cè)交流系統(tǒng)不需同步運行，而交流輸電必須同步運行.交流遠距離輸電時，電流的相位在交流輸電系統(tǒng)的兩端會產(chǎn)生顯著的相位差;并網(wǎng)的各系統(tǒng)交流電的頻率雖然規(guī)定統(tǒng)一為50HZ，但實際上常產(chǎn)生波動.這兩種因素引起交流系統(tǒng)不能同步運行，需要用復(fù)雜龐大的補償系統(tǒng)和綜合性很強的技術(shù)加以調(diào)整，否則就可能在設(shè)備中形成強大的循環(huán)電流損壞設(shè)備，或造成不同步運行的停電事故.在技術(shù)不發(fā)達的國家里，交流輸電距離一般不超過300km而直流輸電線路互連時，它兩端的交流電網(wǎng)可以用各自的頻率和相位運行，不需進行同步調(diào)整. ④直流輸電發(fā)生故障的損失比交流輸電小.兩個交流系統(tǒng)若用交流線路互連，則當(dāng)一側(cè)系統(tǒng)發(fā)生短路時，另一側(cè)要向故障一側(cè)輸送短路電流.因此使兩側(cè)系統(tǒng)原有開關(guān)切斷短路電流的能力受到威脅，需要更換開關(guān).而直流輸電中，由于采用可控硅裝置，電路功率能迅速、方便地進行調(diào)節(jié)，直流輸電線路上基本上不向發(fā)生短路的交流系統(tǒng)輸送短路電流，故障側(cè)交流系統(tǒng)的短路電流與沒有互連時一樣.因此不必更換兩側(cè)原有開關(guān)及載流設(shè)備. 在直流輸電線路中，各級是獨立調(diào)節(jié)和工作的，彼此沒有影響.所以，當(dāng)一極發(fā)生故障時，只需停運故障極，另一極仍可輸送不少于一半功率的電能.但在交流輸電線路中，任一相發(fā)生永久性故障，必須全線停電。另外提醒一下:在直流輸電系統(tǒng)中，只有輸電環(huán)節(jié)是直流電，發(fā)電系統(tǒng)和用電系統(tǒng)仍然是交流電。