途的金属构件和管道有腐蚀作用；以海水作 为回路时，会对航海导航仪表产生影响
交直流输电的经济性分析
• 输送容量确定后，直流换流站的规模随之确 定，其投资也就固定下来，距离的增加只与 线路造价有关。交流输电则随输电距离的增 加，由于稳定、过电压等要求，需要设置开 关站。对于交流输电方式、输电距离不单影 响线路投资，同时也影响变电部分投资。
•35kV侧： 220/110/35变电站35kV侧容量为3×120MVA， 可有24回出线，宜采用单母线三分段两台分段断路器接线； 220/35变电站容量为3×150～ 3×180MVA，35kV侧可有 30～36回出线，宜采用单母线六分段三台分段断路器接 线
§7-4 直流输电方式简介
整流器
Id
线路的功率损耗和电压损失与输电距离成正比；另外随着 输电距离的增加，电力系统稳定成为重要的限制因素。因 此，在一定的电压等级下，输送能力与输送距离成反比。
4、制约线路输送能力因素
• 长距离输电线路的传输能力主要取决于发 电机并列运行的稳定性，以及为提高稳定 性所采取的措施
• 中、长距离输电线路，传输能力不决定于 系统的稳定，而决定于允许的电压损耗 （10％以内）以及功率及能量损耗
PA
A
整流侧换流 变压器
Ud1
Ud2
金属回路(可选)
Id 双级两线中性点两端接地方式
I d (Ud1 Ud2 ) / Rl
Pd1 U d1I d
Pd 2 U d 2 I d
Pl
Pd1
Pd 2
I
2 d
Rl
逆变器
PB
逆变侧换流 变压器
B
直流输电的主要优点
• 输送相同有功功率时，直流线路较交流线路 造价较低（不考虑换流站的投资），并且功 率损耗较小
• 送电容量确定：将待规划电网分成若干区域（自然 供电区），根据各区装机容量和负荷进行电力电量 平衡，观察各区电力余缺，明确哪些地盈余，哪些 地区不足，哪些电厂属区域性电厂，哪些属地区性 电厂，确定各区间的送电量
• 架空线路导线截面选择和校验：一般按经济电流密 度选择，并根据电晕、机械强度以及事故后的发热 条件进行校验。
• 不利于经济运行。500kV与220kV线路的自然功率值相差极大,同时500kV线路的电阻 值(多为4×400平方毫米导线)也远小于 220kV线路(多为2×240或1×400平方毫米导 线)的电阻值。在500/220kV环网运行情况下,许多系统潮流分配难于达到最经济。
• 需要装设高压线路因故障停运后联锁切机、切负荷等安全自动装置。但实践说明,若安 全自动装置本身拒动、误动将影响电网的安全运行。 一般情况中,往往在高一级电压线路投入运行初期,由于高一级电压网络尚未形成或 网络尚不坚强,需要保证输电能力或为保重要负荷而又不得不电磁环网运行。
•供电区之间距离较短（<200km），则按经济电 流密度选择联络线导线截面大小和联络线数目。 •供电区间输电距离很长，则供电区域间的电力传 输能力取决于系统稳定性，一般取静态稳定条件 下的最大允许输送功率 •发电厂和变电站出线数不宜过多 •多回出线尽量避免集中在同一路径上
三、确定网络结构 需处理好网架松散和紧凑之间的关系
• 输电网设计的基本原则： ①可靠性 ②灵活性 ③经济性
• 电网规划的安全稳定标准：
①电力系统安全稳定导则
第一道防线：常见单一故障不失稳和不失负荷
第二道防线：概率较低的单一故障不失稳，允 许所示部分负荷
第三道防线：极端严重单一故障尽可能使失稳 影响局限于可控范围，防止连锁反应故障
②电力系统技术导则（试行）：把电力网络分为 受端系统、电源接入系统和系统联络线 ，根据 各部分重要性及技术经济条件规定了不同的安 全标准
（1）按经济电流密度选择截面
（2）按电晕条件校验导线截面
方案检验
电磁环网对电网运行有下列弊端
• 易造成系统热稳定破坏。如果在主要的受端负荷中心，用高低压电磁环网供电而又带 重负荷时，当高一级电压线路断开后，所有原来带的全部负荷将通过低一级电压线路 (虽然可能不止一回)送出，容易出现超过导线热稳定电流的问题。
• 易造成系统动稳定破坏。正常情况下，两侧系统间的联络阻抗将略小于高压线路的阻 抗。而一旦高压线路因故障断开，系统间的联络阻抗将突然显著地增大。(突变为两端 变压器阻抗与低压线路阻抗之和)，因而极易超过该联络线的暂态稳定极限,可能发生系 统振荡。
（4）220kV分区电网原则上由500kV变电站提 供大容量供电电源，经220kV大截面架空线路， 向220kV中心变电站送电，再从中心站（或 500kV变电站、大中型发电厂）经220kV大截 面架空线路或电缆向220kV终端变电站供电。
二、供电区之间联络线数目以及发电厂、变电站 出线数目的确定
分层分区的注意要点：
500kV超高压环网作为沟通各分区电网的主 干网架，并与大区电网联系，接受区外来电 以500kV枢纽变电站为核心，将220kV电网 划为几个区，各分区电网之间在正常方式下 相对独立，在特殊方式下应考虑相互支援 电网内不应形成电磁环网。
电磁环网是指两组不同电压等级运行的线路,通过两端变压器电磁回路的联接而构成的 并联运行环路。
U 800103(0.1 0.015 200) 499.71kV （故可以选择500kV）
§7-3 网络接线方案
一、负荷及电源的分层、分区接入原则
（1）电压等级层次清晰：超高压输电500kV、 高压输电220kV、高压配电110kV，35kV、中 压配电10kV；低压配电380V，220V （2）分层：按电压等级分层 ；分区：以枢纽 变电所为核心，将其周围的负荷和地区发电厂 连在一起，使有功、无功尽可能就地平衡，成 为一个自然的供电区。
• 就变电和线路两部分，直流输电换流站投资 所占比重很大，而交流输电的输电线路投资 则占主要部分
• 直流输电功率损失比交流输电小得多
• 当输送功率增大时，直流输电可以采取提高 电压、加大导线截面的方法，由于稳定性的 限制，交流输电则往往只好增加回路数
在输送功率相等和可靠性相当的情况下，虽然换流站的费 用比变电所的费用要贵，但直流输电的单位长度线路的造 价比交流线路低。如果输电距离增加到一定值时，直流线 路所节约的费用正好抵偿换流站所增加的费用，这个输电 距离称为交直流输电的等价距离
（3）在受端电网分层分区运行的条件下，为 控制短路电流和降低电网损耗，新建主力发电 厂经技术经济论证后应优先考虑以220kV接入 系统的可能性；单机600MW以上大型主力发 电厂，经论证有必要以500kV接入系统时，一 般不采取环入500kV超高压电网的方式。
大型主力发电厂不宜设500/220kV联络变 压，避免构成电磁环网。
§7-2：电压等级与输电能力
S 3UI
U↗ S ↗
U
PR QX U
U
↗ U↘Βιβλιοθήκη P2 Q2 P U 2 R
U ↗ P ↘
Q
P2 Q2 U2
X
U ↗ Q ↘
我国各电压等级下的输送能力统计表
电压等级(kV) 输送容量(MW)
3
0.1~1
6
0.1~1.2
10
0.2~2
35
2~10
60
5~20
110
（2）220kV变电站
•分为中心站、中间站和终端站三类。最终规模3组 主变，单台容量：220/110/35可选180、240 MVA， 220/35可选120、150、180MVA
•中心站220kV侧：220kV侧最终规模为8～12回进 出线时，可选用双母线双分段一台分段断路器的接 线。取消旁路母线需满足：220kV进线N-1；主变 N-1；断路器质量可靠。新建220kV变电站原则不 再配置旁路母线。对可靠性要求更高的中心站，可 选用一个半断路器接线
10~50
220
100~500
330
200~1000
500
600~1500
750
2000~2500
1MW=1000千瓦＝0.1万千瓦
输送距离(km) 3~1 15~4 20~6 50~20
100~20 150~50 300~100 600~200 1000~400
146
二、 架空输电线路的输送能力
• 短线路的传输能力决定于导线的发热条件
5、电压等级选择的简易计算(前苏联)
1) U 4.34 l 0.016 P
U：电压（kV），P：输送功率（kW）；l：长度（km） 应用范围：l<250km，P<60MW
2) U P(0.1 0.015， l )
应用范围：P>60MW 如：l＝200km、P=800MW，则有：
• 没有系统的稳定性问题 • 能限制系统的短路电流 • 调节灵活方便、速度块，运行可靠 • 调度管理方便 • 每一极可作为独立回路运行，一极故障，另
一极仍可运行
直流输电的主要缺点
• 换流站的设备比较昂贵 • 换流装置要消耗大量无功功率，需安装大容
量的无功补偿设备 • 换流器是一个谐波源 • 换流装置几乎没有过载能力 • 目前尚无适用的直流高压断路器 • 以大地作为回路的直流系统，运行时会对沿
部分已建和在建直流输电工程
葛南线（葛洲坝－ 上海）± 500kV ：1044.5 km 南网（云南－广东）± 800kV：1600km 国网（四川－上海）± 800kV：2000km 三常 （三峡－ 常州） ± 500kV ：890km 三广（三峡－广东） ± 500kV ：975km 三上（三峡－上海） ± 500kV ：1100km 天广线（天生桥－广州） ± 500kV ：960km 贵广线（安顺－肇庆 ） ± 500kV ：899km 贵广二回（兴仁－深圳 ） ± 500kV ：1225km
1、 波阻抗 Z 和自然功率 P
I1