输电简介

输电power transmission

电能的传输。它和变电、配电、用电一起，构成电力系统的整体功能。通过输电，把相距甚远的（可达数千千米）发电厂和负荷中心联系起来，使电能的开发和利用超越地域的限制。和其他能源的传输（如输煤、输油等）相比，输电的损耗小、效益高、灵活方便、易于调控、环境污染少；输电还可以将不同地点的发电厂连接起来，实行峰谷调节。输电是电能利用优越性的重要体现，在现代化社会中，它是重要的能源动脉。

输电线路按结构形式可分为架空输电线路和地下输电线路。前者由线路杆塔、导线、绝缘子等构成，架设在地面上；后者主要用电缆，敷设在地下（或水下）。输电按所送电流性质可分为直流输电和交流输电。19世纪80年代首先成功地实现了直流输电，后因受电压提不高的限制（输电容量大体与输电电压的平方成比例）19世纪末为交流输电所取代。交流输电的成功，迎来了20世纪电气化时代。20世纪60年代以来，由于电力电子技术的发展，直流输电又有新发展，与交流输电相配合，形成交直流混合的电力系统。

输电电压的高低是输电技术发展水平的主要标志。到20世纪90年代，世界各国常用输电电压有220千伏及以下的高压输电、330～765千伏的超高压输电、1000千伏及以上的特高压输电。

按照输送电流的性质，输电分为交流输电和直流输电。

19世纪80年代首先成功地实现了直流输电。但由于直流输电的电压在当时技术条件下难于继续提高，以致输电能力和效益受到限制。

19世纪末，直流输电逐步为交流输电所代替。交流输电的成功，迎来了20世纪电气化社会的新时代。

目前广泛应用三相交流输电，频率为50Hz（或60Hz）。20世纪60年代以来直流输电又有新发展，与交流输电相配合，组成交直流混合的电力系统。

输电是用变压器将发电机发出的电能升压后，再经断路器等控制设备接入输电线路来实现。按结构形式，输电线路分为架空输电线路和地下线路。架空输电线路由线路杆塔、导线、绝缘子等构成，架设在地面之上。地下线路主要是使用电缆，敷设在地下（或水域下）。架空线路架设及维修比较方便，成本也较低，但容易受到气象和环境（如大风、雷击、污秽等）的影响而引起故障，同时还有占用土地面积，造成电磁干扰等缺点。地下线路没有上述架空线路的缺点，但造价高，发现故障及检修维护等均不方便。用架空线路输电是最主要的方式。地下线路多用于架空线路架设困难的地区，如城市或特殊跨越地段的输电。

输电的基本过程是创造条件使电磁能量沿着输电线路的方向传输。线路输电能力受到电磁场及电路的各种规律的支配。以大地电位作为参考点(零电位）,线路导线均需处于由电源所施加的高电压下,称为输电电压。

输电线路在综合考虑技术、经济等各项因素后所确定的最大输送功率，称为该线路的输送容量。输送容量大体与输电电压的平方成正比。因此，提高输电电压是实现大容量或远距离输电的主要技术手段，也是输电技术发展水平的主要标志。

在输电过程中，输电电压的高低根据输电容量和输电距离而定，一般原则是：容量越大，距离越远，输电电压就越高。远距离输电等级有3、6、10、35、63、110、220、330、500、750等十个等级。

从发展过程看，输电电压等级大约以两倍的关系增长。当发电量增至4倍左右时,即出现一个新的更高的电压等级。通常将 220千伏及以下的输电电压称为高压输电,330～765千伏等级的输电电压称为超高压输电,1000千伏及以上的输电电压称为特高压输电。表中列出了输电电压与输送容量、输送距离的大致范围。提高输电电压,不仅可以增大输送容量,而且会使输电成本降低、金属材料消耗减少、线路走廊利用率增加。至1987年止,世界上已经使用的交流输电电压达到 765千伏。1150千伏的特高压交流输电已经有工业性试验。已建成的最大的直流输电工程,其输电电压为±750千伏，输送距离2400公里，设计输送容量为600万千瓦。2100433B

多相输电(Multi-phase Power Transmlssion System)是指相数多于三相的输电技术。多相输电技术理论上存在以下优越性：①导线间距减小，线路紧凑，正序电抗较小，可与现有三相系统协调、兼容运行。②对高压断路器触头断流容量的要求较低。③同等导线截面的条件下，线路输送功率大幅提高。④相同电压下，多相输电的正序电抗下降，进一步促使稳定极限功率上升。⑤导线表面电场强度较小，架空线路走廊窄等。六相及以上的多相导线的悬挂困难、杆塔结构复杂，线路造价上升。随着线路相数的增加，多相输电线路故障组合类型迅速增加，增加了故障分析、继电保护整定的难度。多相输电中的断路器结构比较复杂，相间过电压倍数较高。由于上述缺点，六相及以上的多相输电方式的推广应用受到限制。

近年来我国在自行研制成功的三相变四相、四相变三相变压器的基础上，率先提出了四相输电技术。四相输电还有以下优点：①四相导线可对称地悬挂在单柱杆塔的两侧，结构简单，空间电磁场分布更加均匀。②可采用两相邻相运行，提高输电系统运行可靠性与暂态稳定性。可见，四相输电的线路对称性好，线路及杆塔结构简单，在多相输电线中具有独特的优势，同时能够提高输送功率密度，节省架线走廊，经济及环境效益十分显著，值得继续深入研究和试验。

将导线敷设在地下以传输电能。在城市居民区或需跨越河流、海峡等架设架空输电线路有困难的地区，经过技术、经济和环境保护等各种因素的综合比较，多采用地下线路输电。

实用的地下输电线路是电力电缆，包括利用sf气体绝缘和环氧树脂间隔棒支撑导线的管道充气电缆。20世纪70年代以来，出现了低温低阻电缆输电。随着超导技术的进步，对超导输电也在积极进行研究。地下输电线路的敷设方式有直埋式、隧道式和暗沟式等。路径选择需考虑路上设施和交通状况，已有的地下埋设物，以及地质、水位等条件，使线路总长度尽可能短。

电缆的输送容量主要由容许电流决定。容许电流又受电缆绝缘体容许温度的限制。容许温度指当电流通过电缆时，因电阻损耗、介质损耗、基础温度等综合作用而引起的导体温升不得超过电缆绝缘体所能承受的温度。工程设计时需根据长时间通电、短时间通电和短路等三种工作状况分别予以计算。为提高容许电流，电力电缆多采用油、水或空气进行强制冷却。

广泛应用三相交流输电，频率为50赫（或60赫）。20世纪60年代以来直流输电又有新发展，与交流输电相配合，组成交直流混合的电力系统 。

按照输送电流的性质，输电分为交流输电和直流输电。19世纪80年代首先成功地实现了直流输电。但由于直流输电的电压在当时技术条件下难于继续提高，以致输电能力和效益受到限制。19世纪末，直流输电逐步为交流输电所代替。交流输电的成功，迎来了20世纪电气化社会的新时代20 世纪 60年代以来直流输电又有新发展， 与交流输电相配合， 组成交直流混合的电力系统 。