輸電系統(tǒng)
系統(tǒng)需求
安全性(Safety)
可靠性(Reliability) 在可靠性之考量上,配電系統(tǒng)供應(yīng)每個(gè)用戶通常為單一回路送電。在輸電系統(tǒng),發(fā)電廠或變電所由于供應(yīng)的區(qū)域較廣,因此會(huì)采用多回路或者環(huán)路供電方式。類(lèi)似多回路送電之設(shè)計(jì)上,還要考量其中任何一回路或者兩回路故障斷電或停電維修時(shí),不會(huì)造成下游的用戶停電、上游的電廠跳機(jī)、僅存的線路過(guò)載,這種考量稱(chēng)之為N-1或N-2設(shè)計(jì)。有些變電所或變壓器的設(shè)置也有N-1的考量。
初期費(fèi)用(First Cost) 輸電系統(tǒng)興建的初期費(fèi)用,架空輸電線路之用地取得日益困難、成本日增,地下電纜則興建成本約為架空輸電線路之10倍。
操作簡(jiǎn)化(Simplicity of Operation)
電壓調(diào)整率(Voltage Spread),或負(fù)載平衡(Load balancing)
維護(hù)(Maintenance)
擴(kuò)充(Expansion)
線路種類(lèi)
奧地利福拉爾貝格邦施林斯的電力傳輸塔
架空輸電線路
美國(guó)本土的電力傳輸網(wǎng)由500家公司營(yíng)運(yùn),包含30萬(wàn)公里長(zhǎng)的電線。
架空輸電線路由于建造的初期費(fèi)用較低,故被廣泛使用?;旧嫌捎诓捎媒^緣瓷器或玻璃做為絕緣體(電力業(yè)者稱(chēng)之為絕緣礙子,即輸電鐵塔上所見(jiàn)一串串之絕緣體),所以高壓架空導(dǎo)線本身并不需要特別的絕緣被覆處理,一般為了重量與導(dǎo)電性和機(jī)械強(qiáng)度考量,是使用鋼芯鋁線(ACSR)。在陰雨天或相對(duì)濕度大的時(shí)候,??陕?tīng)見(jiàn)絕緣礙子放電導(dǎo)致的低頻聲響,該等響聲并無(wú)安全上之顧慮,但是如果達(dá)到產(chǎn)生火花之情形,則代表絕緣礙子受到濕氣、污染、鹽分等影響,需要由電力公司人員用較為純凈的水(電力業(yè)者稱(chēng)之為礙洗或礙掃)。架空輸電線路受到天候的影響,強(qiáng)風(fēng)、臺(tái)風(fēng)、雷擊,都有可能導(dǎo)致線路供電中斷。
地下輸電線路
由于經(jīng)濟(jì)成長(zhǎng),導(dǎo)致人口密集與都市化。因此傳統(tǒng)的“架空輸電線路”,在人口密集的地區(qū)并不合適。因此,具有美化市容、較安全、不受天氣影響、使用年限較長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)的“地下輸電線路”因應(yīng)而生。地下輸電線路采用電力電纜,早期的電力電纜多采用充油電纜(Oil Filled Power Cable)現(xiàn)今在161kV以下之輸電電纜多采用交連電纜(XLPE)。電力電纜之缺點(diǎn)為初期建置成本高(約為架空輸電線路之10倍)、故障維修費(fèi)用高、時(shí)間長(zhǎng)。在供電安全和品質(zhì)考量上,架空輸電線路維修所需時(shí)間多半為數(shù)小時(shí),電力電纜之維修所需時(shí)間多半為數(shù)日。
地下輸電線路本身不受天氣及雷電影響,但電網(wǎng)不是完全由地下電纜組成,因此供電也會(huì)受到天氣影響,出現(xiàn)電壓驟降。
海底電纜
跨越海域時(shí)使用。
由于電纜之間有寄生電容,長(zhǎng)距離(超過(guò)30公里)的交流電地下或海底電纜并不可行。電容會(huì)令電壓上升,最后絕緣層也無(wú)法承受而短路。因此,長(zhǎng)距離海底電纜都是高壓直流輸電。架空電纜則是電感性,會(huì)令電壓下降。
輸電方式與技術(shù)
交流輸電:廣泛使用中
高壓直流輸電:一些長(zhǎng)途輸電使用
智慧電網(wǎng)
微波輸電:一種研究中的方式,參見(jiàn)太陽(yáng)能發(fā)電衛(wèi)星
術(shù)語(yǔ)
備用容量(Reserve Margin) =系統(tǒng)規(guī)劃凈尖峰能力-系統(tǒng)尖峰負(fù)載以年度為單位
備轉(zhuǎn)容量(Operating Reserve) =系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)凈尖峰能力-系統(tǒng)瞬時(shí)尖峰負(fù)載(瞬間值)以日為單位
相關(guān)
三相交流電
高壓直流輸電
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