淺談電纜直流高壓發生器過流保護

 天皋電氣是一家專業研發生產電纜故障測試儀的廠家，本公司生產的電纜故障測試儀設備在行業內都*，以打造的“電纜故障測試儀“高壓設備供應商而努力。

直流輸電技術的優點：

  經濟方面：

  (1)線路造價低。對于架空輸電線，交流用三根導線，而直流一般用兩根，采用大地或海 水作回路時只要一根，能節省大量的線路建設費用。對于電纜，由于絕緣介質的直流強度遠 高于交流強度，如通常的油浸紙電纜，直流的允許工作電壓約為交流的3倍，直流電纜的投 資少得多。

  (2)年電能損失小。直流架空輸電線只用兩根，導線電阻損耗比交流輸電小;沒有感抗和容 抗的無功損耗;沒有集膚效應， 導線的截面利用充分。 另外， 直流架空線路的“空間電荷效應” 使其電暈損耗和無線電干擾都比交流線路小。 所以，直流架空輸電線路在線路建設初投資和年運行費用上均較交流經濟。

  技術方面：

  (1)不存在系統穩定問題，可實現電網的非同期互聯，而交流電力系統中所有的同步發電 機都保持同步運行。由此可見，在一定輸電電壓下，交流輸電容許輸送功率和距離受到網絡 結構和參數的限制，還須采取提高穩定性的措施，增加了費用。而用直流輸電系統連接兩個 交流系統，由于直流線路沒有電抗，不存在上述穩定問題。因此，直流輸電的輸送容量和距 離不受同步運行穩定性的限制.還可連接兩個不同頻率的系統，實現非同期聯網，提高系統 的穩定性。

  (2)限制短路電流。如用交流輸電線連接兩個交流系統，短路容量增大，甚至需要更換斷 路器或增設限流裝置。然而用直流輸電線路連接兩個交流系統，直流系統的“定電流控制’， 將快速把短路電流限制在額定功率附近，短路容量不因互聯而增大。

  (3)調節快速，運行可靠。直流輸電通過可控硅換流器能快速調整有功功率，實現“潮流翻 轉”(功率流動方向的改變) ，在正常時能保證穩定輸出，在事故情況下，可實現健全系統對 故障系統的緊急支援，也能實現振蕩阻尼和次同步振蕩的抑制。在交直流線路并列運行時， 如果交流線路發生短路， 可短暫增大直流輸送功率以減少發電機轉子加速， 提高系統的可靠 性。

  (4)沒有電容充電電流。直流線路穩態時無電容電流，沿線電壓分布平穩，無空、輕載時 交流長線受端及中部發生電壓異常升高的現象，也不需要并聯電抗補償。

  (5)節省線路走廊。按同電壓500 kV 考慮，一條直流輸電線路的走廊～40 m，一條交流 線路走廊～50 m，而前者輸送容量約為后者2倍，即直流傳輸效率約為交流2倍。

  直流輸電技術的不足：

  (1)換流裝置較昂貴。這是限制直流輸電應用的zui主要原因。在輸送相同容量時，直流線 路單位長度的造價比交流低;而直流輸電兩端換流設備造價比交流變電站貴很多。這就引起 了所謂的“等價距離”問題。

  (2)消耗無功功率多。一般每端換流站消耗無功功率約為輸送功率的40%～60%,需要無 功補償。

  (3)產生諧波影響。換流器在交流和直流側都產生諧波電壓和諧波電流，使電容器和發電 機過熱、換流器的控制不穩定，對通信系統產生干擾。

  (4)就技術和設備而言，直流波形無過零點，滅弧困難。目前缺乏直流開關而是通過閉鎖 換流器的控制脈沖信號實現開關功能。 若多條直流線路匯集一個地區， 一次故障也可能造成 多個逆變站閉鎖， 而且在多端供電方式中無法單獨地切斷事故線路而需切斷全部線路， 從而會對系統造成重大沖擊。

  (5)從運行維護來說，直流線路積污速度快、污閃電壓低，污穢問題較交流線路更為嚴重。 與西方發達國家相比， 目前我國大氣環境相對較差， 這使直流線路的清掃及防污閃更為困難。 設備故障及污穢嚴重等原因使直流線路的污閃率明顯高于交流線路。

  (6)不能用變壓器來改變電壓等級。直流輸電主要用于長距離大容量輸電、交流系統之間 異步互聯和海底電纜送電等。與直流輸電比較，現有的交流500kV 輸電(經濟輸送容量為1 000 kW,輸送距離為300~500 km)已不能滿足需要，只有提高電壓等級，采用特高壓輸電 方式，才能獲得較高的經濟效益。

  特高壓交流輸電的主要優點：

  (1)提高傳輸容量和傳輸距離。隨著電網區域的擴大，電能的傳輸容量和傳輸距離也不斷 增大。所需電網電壓等級越高，緊湊型輸電的效果越好。

  (2)提高電能傳輸的經濟性.輸電電壓越高輸送單位容量的價格越低。

  (3)節省線路走廊和變電站占地面積。一般來說，一回1150 kV 輸電線路可代替6回500 kV 線路。采用特高壓輸電提高了走廊利用率。

  (4) 減少線路的功率損耗, 就我國而言, 電壓每提高1 % , 每年就相當于新增加500萬 kW 的電力, 500 kV 輸電比1200 kV 的線損大5倍以上。

  (5)有利于連網，簡化網絡結構，減少故障率。

  特高壓輸電的主要缺點：

  特高壓輸電的主要缺點是系統的穩定性和可靠性問題不易解決。 自1965-1984年世界上 共發生了6次交流大電網瓦解事故，其中4次發生在美國，2次在歐洲。這些嚴重的大電網瓦 解事故說明采用交流互聯的大電網存在著安全穩定、 事故連鎖反應及大面積停電等難以解決 的問題。特別是在特高壓線路出現初期，不能形成主網架，線路負載能力較低，電源的集中 送出帶來了較大的穩定性問題。 下級電網不能解環運行， 導致不能有效降低受端電網短路電 流，這些都威脅著電網的安全運行。另外，特高壓交流輸電對環境影響較大。