电气工程基础远距离大容量输电.ppt

电气工程基础远距离大容量输电;第5章远距离大容量输电;5.1概述;我国能源分布很不均匀，远距离大容量输电有着特别重要的意义。

输电技术发展史就是不断地提高电压等级来提高线路的输送容量及输送距离。

交流：1891年在法兰克福展出世界上第一回15.2kV，175km的三相架空输电线；

前苏联修建的西伯利亚——哈萨克斯坦——乌拉尔的1150kV，2000km的特高压输电系统；

直流：初期的低压输电到目前的±750kV高压输电；

从简单的线路串、并联补偿到蓬勃发展的灵活交流输电……远距离大容量输电技术在利用自然资源、促进社会发展等方面发挥了重要的作用。;①热极限：架空线路的温度要低于一定的极限值才不会造成杆塔之间线路弧垂过大，不会造成线路无法恢复的延展或线路接头的熔化。这个热极限对应的传输功率称为线路热极限传输容量。

②电压约束：馈电线路为保持用户端的电压，线路上的电压降必须有所限制。因此，对线上流过的功率也有一定的限制，这个限制值就是受电压约束的线路传输容量。

③稳定性约束：是指为了维持输电线两端的电力系统同步运行所必须遵守的条件。包括系统受到小扰动时的静态稳定约束和受到大扰动时的暂态稳定约束。线路的稳定极限传输容量随着线路距离的增长而迅速下降。

对于远距离输电线路最重要的是稳定性约束。当稳定极限远小于热极限时，线路的利用率将降低。;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;一般的超高压远距离输电线路，R0≈0，G0≈0，相当于把线路作为无损耗线路来处理。;从而;5.2.2线路的自然功率与电压分布;自然功率的计算式为;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。;1、研究表明：如果单根导线的自然功率为100％，则两分裂导线的自然功率为125％，三分裂导线的自然功率为140％，四分裂导线的自然功率为150％。

2、紧凑型输电的特点是取消了常规线路的相间接地构架，将三相输电线路置于同一塔窗中，使相间距离显著减小，增大了电容，减小了电感，从而减小了线路的波阻抗，增大了自然功率。

3、自然功率还与线路的电压等级密切相关。;由国际电工委员会推荐的自然功率与电压等级的关系表;根据线路的两端口网络等值电路，首末端电压电流关系式为;Π型等值电路送端及受端的复数功率为;经整理后可得;当线路长度一定时，最大传输功率出现在θ12=π/2时，

此时;各电压等级输电线路的实际传输能力与线路长度的关系。;当线路较短时;5.3电力系统静态稳定;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;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。;分析a、b点的异同

相同点：Pa=Pb=PT

不同点：;结论：电力系统静态稳定的判据为：;;★系统静态稳定储备系数;例5-1图5-10（a）为一简单电力系统，图中给出了发电机的同步电抗、变压器电抗和线路电抗的标么值（均以发电机额定容量为基准值）。无限大母线电压为1.0∠0。如果在发电机端电压为1.05时向系统送出功率是0.8，试计算此时系统的静态稳定储备系数。;解：静稳极限;3）计算;5.3.2提高电力系统静态稳定性的措施;1．提高系统电压

提高系统电压包括提高电压等级和提高电压运行水平两个方面。

通常一定的输送功率和输送距离对应于一个经济上合理的额定电压等级。

要提高系统运行的电压水平，最主要的是系统中应装设有足够的无功电源。为此，在远距离输电线路中途装设同步补偿机或在负荷中心装设无功补偿装置等，都将有助于提高系统的电压运行水平。;2．采用自动励磁调节装置;3．减少元件的电抗;提高电力系统静态稳定性还有许多其它方法，如改善原动机调节性能，改善系统结构等。;5.4电力系统暂态稳定;由大扰动引起的电力系统暂态过程，是一个电磁暂态过程和发电机转子机械运动暂态过程交织在一起的复杂过程。

电力系统受到大的扰动时，表征系统运行状态的各种电磁参数都要发生急剧的变化，但原动机系统反应慢。

结果发电机的电磁功率与原动机的机械功率之间便失去了平衡，于是产生了不平衡转矩。

在不平衡转矩的作