浅谈高压直流输电与交流输电各自优缺点
直流电与交流电在应用中的优缺点
直流电与交流电在应用中的优缺点
高压直流输电方式与高压交流输电方式相比，有明显的优越性．历史上仅仅由于技术的原因，才使得交流输电代替了直流输电．下面先就交流电和直流电的主要优缺点作出比较，从而说明它们各自在应用中的价值．
交流电的优点主要表现在发电和配电方面：利用建立在电磁感应原理基础上的交流发电机可以很经济方便地把机械能（水流能、风能……）、化学能（石油、天然气……）等其他形式的能转化为电能；交流电源和交流变电站与同功率的直流电源和直流换流站相比，造价大为低廉；交流电可以方便地通过变压器升压和降压，这给配送电能带来极大的方便．这是交流电与直流电相比所具有的独特优势．
直流电的优点主要在输电方面：
①输送相同功率时，直流输电所用线材仅为交流输电的2／3～l／2
直流输电采用两线制，以大地或海水作回线，与采用三线制三相交流输电相比，在输电线载面积相同和电流密度相同的条件下，即使不考虑趋肤效应，也可以输送相同的电功率，而输电线和绝缘材料可节约1／3．
如果考虑到趋肤效应和各种损耗（绝缘材料的介质损耗、磁感应的涡流损耗、架空线的电晕损耗等），输送同样功率交流电所用导线截面积大于或等于直流输电所用导线的截面积的1.33倍．因此，直流输电所用的线材几乎只有交流输电的一半．同时，直流输电杆塔结构也比同容量的三相交流输电简单，线路走廊占地面积也少．
②在电缆输电线路中，直流输电没有电容电流产生，而交流输电线路存在电容电流，引起损耗．
在一些特殊场合，必须用电缆输电．例如高压输电线经过大城市时，采用地下电缆；输电线经过海峡时，要用海底电缆．由于电缆芯线与大地之间构成同轴电容器，在交流高压输线路中，空载电容电流极为可观．一条200kV的电缆，每千米的电容约为0.2μF，每千米需供给充电功率约3×103kw，在每千米输电线路上，每年就要耗电2.6×107kw·h．而在直流输电中，由于电压波动很小，基本上没有电容电流加在电缆上．
直流输电与交流输电优缺点汇总
直流输电与交流输电优缺点汇总
1．HVDC的优点
（1）直流输电线路造价低，对于架空线路，当线路建设费用相近时，直流输电的功率约为交流输电功率的1.5倍,对于电缆线路,直流输电的功
率更大于1.5倍交流输电功率.
（2）直流输电和交流输电线路，如绝缘水平相当，采用相同截面的
导线，可输送大致相同的功率，由于节约一根导线，杆型也较简单，可降
低线路造价30%～40%左右。
（3）采用双极型直流输电方式时，其换流站可分期建设，先建设其
中一极，投入运行，以降低工程的初期投资。
（4）双极直流输电系统中，如果其中一极的设备发生故障，另一极
仍能以大地作备用回路，带半负载运行，而交流输电则无法做到这一点。
（5）直流输电不存在磁滞损耗和涡流损耗，线损较小，节约能量。
（7）直流输电对通讯的干扰小于交流输电。
（8）交流电网用直流隔开后，由于电网小了其短路容量也较小，对
电气设备有利，事故停电的影响范围也较小，提高了电网运行的安全性。
2．HVDC的缺点
（1）直流输电的换流装臵造价较高，抵消了一部分建设直流线路所
节省的投资。
（2）大容量换流装臵的本身是一个谐波源，会使电网的电压和电流波形产生畸变，因此在交流侧和直流侧均应装设滤波装臵，以抑制谐波分量。
（3）HVDC线路两端的换流站都要消耗无功功率，需要装设约为输送功率40%～60%的并联电容器组进行补偿。
（4）目前HVDC的电气设备，直流断路器尚在研制中，直流避雷器、直流电压、电流互感器以及线路上专用的直流绝缘子尚需依赖进口，由于生产批量不大，制造成本及价格较昂贵。
交直流输电优缺点对比
高压直流输电的优缺点
高压直流输电的优缺点高压直流输电与交流输电相比有以下优点： (1) 输送相同功率时，线路造价低： 交流输电架空线路通常采用3根导线，而直流只需1根(单极)或2根(双极)导线。因此，直流输电可节省大量输电材料，同时也可减少大量的运输、安装费。 (2) 线路有功损耗小：由于直流架空线路仅使用1根或2根导线，所以有功损耗较小，并且具有"空间电荷"效应，其电晕损耗和无线电干扰均比交流架空线路要小。 (3) 适宜于海下输电： 因为电容电流的影响会使海底交流电缆输电更加困难 (4) 系统的稳定性问题： 在交流输电系统中，所有连接在电力系统的同步发电机必须保持同步运行。如果采用直流线路连接两个交流系统，由于直流线路没有电抗，所以不存在上述的稳定问题，也就是说直流输电不受输电距离的限制。 (5) 能限制系统的短路电流： 用交流输电线路连接两个交流系统时，由于系统容量增加，将使短路电流增大，有可能超过原有断路器的遮断容量，这就要求更换大量设备，增加大量的投资。(6) 调节速度快，运行可靠： 直流输电通过晶闸管换流器能够方便、快速地调节有功功率和实现潮流翻转。 如果采用双极线路，当一极故障，另一极仍可以大地或水作为回路，继续输送一半的功率，这也提高了运行的可靠性。总之，交流系统输电十分便捷，但线路损耗巨大，每年大约1/5的能量损耗在线路上，而直流输电损耗小，没有电容电流的影响，虽然直流的换流设备造价较高，但是现代电力系统都采用交流-直流-交流系统。直流输电主要适用于以下场合： 远距离大功率输电；海底电缆送电；不同频率或同频率非同期运行的交流系统之间的联络；用地下电缆向大城市供电；交流系统互联或配电网增容时，作为限制短路电流的措施之一；配合新能源的输电。
直流输电和交流输电各自优缺点
直流输电和交流输电各自优缺点
交流输电由来已久,交流输电线路中,除了有导线的电阻损耗外还有交流感抗的损耗。为了解决交流输电电阻的损耗,采用高压和超高压输电来减小电流来减小损耗。但是交流电感损耗不能减小。因此交流输电不能做太远距离输电。如果线路过长输送的电能就会全部消耗在输电线路上。交流输电并网还要考虑相位的一致。如果相位不一致两组发电机并网会互相抵消。
直流输电是电力系统中近年来迅速发展的一项新技术。直流输电克服了上述电感的损耗。只有导线电阻的损耗。主要应用于远距离大容量输电、电力系统联网、远距离海底电缆或大城市地下电缆送电、配电网络的轻型直流输电等方面。直流输电与交流输电相互配合，构成现代电力传输系统。随着电力系统技术经济需求的不断增长和提高，直流输电受到广泛的注意并得到不断的发展。与直流输电相关的技术，如电力电子、微电子、计算机控制、绝缘新材料、光纤、超导、仿真以及电力系统运行、控制和规划等的发展为直流输电开辟了广阔的应用前景。
直流输电的优点：线路架设成本较低。直流输电只需要两根导线，甚至一根导线就可以，而交流输电需要三根导线。这样可以节省大量的线材和杆塔，减少线路走廊的宽度和占地面积。线路损耗较小。直流输电没有感抗和容抗引起的无功损耗，没有集肤效应导致的截面利用不充分，没有空间电荷效应引起的电晕损耗和无线电干扰。因此，直流输电的效率比交流输电高。传输容量和距离更大。直流输电不受同步运行稳定性的限制，可以在不同频率的系统之间进行互联，实现非同步联网。这样可以提高系统的灵活性和可靠性，避免故障扩大。控制系统更先进。直流输电可以通过换流器和逆变器对直流电压和电流进行精确控制，实
高压交流输电和高压直流输电的优劣比较
高压交流输电和高压直流输电的优劣比较工业化进程的加快使我们越来越依赖于电，如何使电尽可能多的从发电站输送到用户端成为研究人员非常关注的一个课题。早在19世纪电刚刚出现的时候，爱迪生和特拉斯就应该使用直流电还是交流电的问题争执不休。但是因为爱迪生对特拉斯的打压，导致特拉斯放弃了交流电的专利权。所以，一开始的时候，世界上只有爱迪生公司提供的的低压直流供电系统。但是，低压直流供电不能长距离传送，据说最大传送距离只有1.5英里(约2400米)。后来，交流电和变压器的发明解决了升降电压的问题，从而可以长距离输送。但是爱迪生完全拒绝交流电，还到处宣传高压交流电的危险性，正是因为如此，当最后美国决定采用交流电时，使用了较低的110伏标准。现在，我们基本上都会采用高压交流输电的方式。但是，随着频发的安全事故，人们在一次把目光投向了高压直流输电，但此时的高压交流输电已远远成熟于当时的低压直流输电。下面就高压交流电和直流电的产生以及高压交流输电和高压直流输电的优劣进行阐述。
一、产生
交流电最早是由尼古拉特拉斯发明。现在使用的交流电由交流电动机产生：电动机定子绕组通电后将产旋转磁场，由于这时转子并没有转动，所以转子与磁场之间就有相对运动，转子就会产生感应电流，感应电流使处于磁场中的转子受到磁场力作用而转动；这个循环会一直进行下去，持续不断地产生的感应电动势经处理后就成为最初从发电站输出的交流电。
爱迪生最早发明了直流电。直流电主要有三种发电方式。一是由各种电池直接产生。如利用干电池、蓄电池等提供，但是这样产生的电流很小，不适用于为大型电器供电。二是直流发电机直接发出直流电。这种发电机上装有换向器，因此发出来的直接就是直流电。三是将交流电整流获得直流电。交流电被整流为脉动直流电后再通过滤波，就可获得平滑直流电。第三种方法是应用的最为广泛。
交直流优缺点
( 1)特高压直流输电的特点
高压直流输电的主要优点为
从经济方而考虑, 鉴于直流输电具有线路造价低、年电能损失小的优点, 直流架空输电线路在线路建设初期投资和年运行费用上均比交流系统经济。
在技术方面, 直流输电有如下优点:①不存在系统稳定问题, 可实现电网的非同期互联, 而交流电力系统中所有的同步发电机都保持同步运行; ②限制短路电流;
③调节快速, 运行可靠;④没有电容充电电流;⑤节省线路走廊。
然而,下列因素限制了直流输电的应用范围:①换流装置较昂贵;②消耗无功功率多。③产生谐波影响;④缺乏直流开关;⑤不能用变压器来改变电压等级。
(2)高压交流输电的特点
高压交流输电的主要优点为：
①提高传输容量和传输距离;
②提高电能传输的经济性，输电电压越高输送单位容量的价格越低
③节省线路走廊和变电站占地面积
④减少线路的功率损耗
⑤有利于连网，简化网络结构，减少故障率
高压输电的主要缺点
是系统的稳定性和可靠性问题不易解决。特别高压线路出现初期, 不能形成主网架, 线路负载能力较低, 电源的集中送出带来了较大的稳定性问题;另外,特高压交流输电对环境影响较大。
浅谈高压直流输电的优缺点
浅谈高压直流输电的优缺点
摘要：综述了输电方式的变化及直流输电系统的构成，对其优缺点进行了比较研究。
关键词：高压直流；特高压；输电
输电是发电和用电的中间环节，现代输电工程中并存着两种输电方式，高压交流输电和高压直流输电，两种方式各有自己的长处和不足，同时使用它们，可以取得更大的经济效益。
一、输电方式的变化
人类输送电力，已有一百多年的历史了。输电方式是从直流输电开始的，1874年俄国彼得堡第一次实现了直流输电，当时输电电压仅100V，随着直流发电机制造技术的提高，到1885年，直流输电电压已提高到6000V，但要进一步提高大功率直流发电机的额定电压，存在着绝缘等一系列技术困难，由于不能直接给直流电升压，使得输电距离受到极大的限制。不能满足输送容量增长和输电距离增加的要求。
19世纪80年代末发明了三相交流发电机和变压器。1891年，世界上第一个三相交流发电站在德国劳风竣工，以3 104V高压向法兰克福输电，此后，交流输电就普遍的代替了直流输电。但是随着电力系统的迅速扩大，输电功率和输电距离的进一步增加，交流电遇到了一系列不可克服的技术上的障碍，大功率换流器（整流和逆流）的研究成功，为高压直流输电突破了技术上的障碍，因此直流输电重新受到了人们的重视。1933年，美国通用电器公司为布尔德坝枢纽工程设计出高压直流输电的装置；1954年在瑞典，从本土到果特兰岛，建立起了世界上第一条远距离高压直流输电工程。
二、直流输电系统
3逆变器是可以相互转换的。
三、高压直流远距离输电方式具有明显的优点
一是经济效率高，可较大幅度地提高发电机组的有功功率的输出和线路传输效率，这是高压直流输电方式的主要追求。
请指教：直流电与交流电在应用中的优缺点
请指教：直流电与交流电在应用中的优缺点
最佳答案高压直流输电方式与高压交流输电方式相比，有明显的优越性．历史上仅仅由于技术的原因，才使得交流输电代替了直流输电．下面先就交流电和直流电的主要优缺点作出比较，从而说明它们各自在应用中的价值．
交流电的优点主要表现在发电和配电方面：利用建立在电磁感应原理基础上的交流发电机可以很经济方便地把机械能（水流能、风能……）、化学能（石油、天然气……）等其他形式的能转化为电能；交流电源和交流变电站与同功率的直流电源和直流换流站相比，造价大为低廉；交流电可以方便地通过变压器升压和降压，这给配送电能带来极大的方便．这是交流电与直流电相比所具有的独特优势．
直流电的优点主要在输电方面：
①输送相同功率时，直流输电所用线材仅为交流输电的2／3～l／2
直流输电采用两线制，以大地或海水作回线，与采用三线制三相交流输电相比，在输电线载面积相同和电流密度相同的条件下，即使不考虑趋肤效应，也可以输送相同的电功率，而输电线和绝缘材料可节约1／3．
如果考虑到趋肤效应和各种损耗（绝缘材料的介质损耗、磁感应的涡流损耗、架空线的电晕损耗等），输送同样功率交流电所用导线截面积大于或等于直流输电所用导线的截面积的1.33倍．因此，直流输电所用的线材几乎只有交流输电的一半．同时，直流输电杆塔结构也比同容量的三相交流输电简单，线路走廊占地面积也少．
②在电缆输电线路中，直流输电没有电容电流产生，而交流输电线路存在电容电流，引起损耗．
在一些特殊场合，必须用电缆输电．例如高压输电线经过大城市时，采用地下电缆；输电线经过海峡时，要用海底电缆．由于电缆芯线与大地之间构成同轴电容器，在交流高压输线路中，空载电容电流极为可观．一条200kV的电缆，每千米的电容约为0.2μF，每千米需供给充电功率约3×103kw，在每千米输电线路上，每年就要耗电2.6×107kw·h．而在直流输电中，由于电压波动很小，基本上没有电容电流加在电缆上
交直流输电优缺点对比
随着电力系统的扩大，输电功率的增加，输电距离增长，交流输电遇到了一些技术困难，现在直流输电作为解决输电技术困难的方向之一。交流输电遇到了什么困难，直流输电又有什么优点呢？
导线不但有电阻，还有电感。较细的导线，电阻的作用超过电感.在输电功率大，输电导线横截面积大的情况下，对交流来说，感抗会超过电阻，但对稳定的支流则只有电阻，没有感抗。
输电线一般是架空线，但跨过海峡给海岛输电时要用水下电缆，穿过人口密集的城市输电时要用地下电缆，电缆在金属芯线的外面包着一层绝缘皮，水和大地都是导体，被绝缘皮隔开的金属芯线和水（或大地）构成了电容器。在交流输电的情况下，这个电容对输电线路的末端（受电端）起旁路电容的作用，并且随着电缆增长而增大，旁路电容会增大到交流几乎送不出去的程度。这时交流输电已无实际意义，只能用直流输电，因为电容对稳定的直流不起作用。
设想有甲、乙两台交流发电机给同一条电路供电，假如甲的是正的最大值时，乙恰好是负的最大值，它们发的电在电路里恰好互相抵消，电路无法工作。所以要电路正常工作，给同一条电路供电的所有发电机都必须同步运行，即同时达到正的最大值，同时达到负的最大值。现代的供电系统是把许多电站连成一个电力网，要使电力网内许多发电机同步运行，技术上是很困难的。直流输电就不存在同步问题。现代的直流输电，只是输电这个环节是直流，发电仍是交流。在输电线路的起端有专用的换流设备将交流变换为直流，在输电线路的末端也有专用换流设备将直流换为交流。目前换流设备存在着制造难、价格高等困难，有待研究解决。
交、直流输电的优缺点
目 录
CONTENTS
01 直流输电的优势 02 直流输电与交流输电的技术比较 03 直流输百度文库与交流输电的经济比较
直流输电的优势
直流输电的再次兴起并迅速发展，说明它在输电技术领域中确有交流输电不可替代的优 势。尤其在下述情况下应用更具优势：
（ 1）远距离大功率输电。直流输电不受同步运行稳定性问题的制约，对保证两端交流电 网的稳定运行起了很大作用。
当前对高温超导的研究正方兴未艾，它在强电方面应用的可能性也与日俱增。超导用于直流输电 要比用于交流输电更为有利，可以期待在不远的将来，超导将使电能的传输发生划时代的变革，并进 一步推进直流输电的发展。
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直流输电与交流输电的经济比较
（ 1）直流架空线路投资省。直流输电一般采用双极中性点接地方式，直流线路仅需两根导线，三相交 流线路则需三根导线，但两者输送的功率几乎相等，因此可减轻杆塔的荷重，减少线路走廊的宽度和占地面 积。在输送相同功率和距离的条件下，直流架空线路的投资一般为交流架空线路投资的三分之二。
直流输电与交流输电的技术比较
直流输电的缺点： （1）换流器在工作时需要消耗较多的无功功率； （2）可控硅元件的过载能量较低； （3）直流输电在以大地或海水作回流电路时，对沿途地面地下或海水中的金属设施造成腐 蚀，同时还会对通信和航海带来干扰； （4）直流电流不像交流电流那样有电流波形的过零点，因此灭弧比较困难。
特高压交直流输电的优缺点对比
特高压交直流输电的优缺点对比
一、直流输电技术的优点
1.经济方面：
（1）线路造价低。对于架空输电线，交流用三根导线，而直流一般用两根，采用大地或海水作回路时只要一根，能节省大量的线路建设费用。对于电缆，由于绝缘介质的直流强度远高于交流强度，如通常的油浸纸电缆，直流的允许工作电压约为交流的3倍，直流电缆的投资少得多。
（2）年电能损失小。直流架空输电线只用两根，导线电阻损耗比交流输电小；没有感抗和容抗的无功损耗；没有集肤效应，导线的截面利用充分。另外，直流架空线路的“空间电荷效应”使其电晕损耗和无线电干扰都比交流线路小。
所以，直流架空输电线路在线路建设初投资和年运行费用上均较交流经济。
2.技术方面：
（1）不存在系统稳定问题，可实现电网的非同期互联。由此可见，在一定输电电压下，交流输电容许输送功率和距离受到网络结构和参数的限制，还须采取提高稳定性的措施，增加了费用。而用直流输电系统连接两个交流系统，由于直流线路没有电抗，不存在上述稳定问题。因此，直流输电的输送容量和距离不受同步运行稳定性的限制，还可连接两个不同频率的系统，实现非同期联网，提高系统的稳定性。
（2）限制短路电流。如用交流输电线连接两个交流系统，短路容量增大，甚至需要更换断路器或增设限流装置。然而用直流输电线路连接两个交流系统，直流系统的“定电流控制’，将快速把短路电流限制在额定功率附近，短路容量不因互联而增大。
（3）调节快速，运行可靠。直流输电通过可控硅换流器能快速调整有功功率，实现“潮流翻转”（功率流动方向的改变），在正常时能保证稳定输出，在事故情况下，可实现健全系统对故障系统的紧急支援，也能实现振荡阻尼和次同
高压直流输电优点
高压直流输电优点
是不增加系统的短路容量便于实现两大电力系统的非同期联网运行和不同频率的电力系统的联网; 利用直流系统的功率调制能提高电力系统的阻尼，抑制低频振荡，提高并列运行的交流输电线的输电能力。
一、输送相同功率时，线路造价低：
对于架空线路，交流输电通常采用3根导线，而直流单极只需1根，双极只需2根。对于电缆线路，其投资费和运行费都更为经济，这也是越来越多的大城市采用地下直流电缆的原因。
二、线路有功损耗小：
直流线路没有感抗和容抗，也就没有无功损耗。而且由于直流架空线路具有“空间电荷”效应，即集肤效应，其电晕损耗和无线电干扰均比交流架空线路要小。
三、适宜于海下输电：
如果用交流，除了心线的电阻损耗外，还有绝缘中的介质损耗以及铅包和铠装中的磁感应损耗等。而用直流，则基本上只有心线的电阻损耗。
四、没有系统的稳定问题：
交流系统有一定的电抗，输送的功率有一定的极限，如果超过这极限，送端的发电机和受端的发电机可能失去同步而造成系统的解列。
五、能限制系统的短路电流：
六、调节速度快，运行可靠：
在交、直流线路并联运行时，当交流系统发生短路，可暂时增大直流输送的功率以减小发电机转子加速，就可以提高系统运行的可靠性了。
高压直流输电与交流输电相比有以下优点，所以要采用高压直流输电。
一、高压直流输电与交流输电相比有以下优点：
(1) 输送相同功率时，线路造价低：
交流输电架空线路通常采用3根导线，而直流只需1根(单极) 或2根(双极) 导线。因此，直流输电可节省大量输电材料，同时也可减少大量的运输、安装费。
(2) 线路有功损耗小：
特高压交直流输电的优缺点对比
从经济方面考虑，直流输电有如下优点：
(1)线路造价低。对于架空输电线，交流用三根导线，而直流一般用两根采用大地或海水作回路时只要一根，能节省大量的线路建设费用。对于电缆，由于绝缘介质的直流强度远高于交流强度，如通常的油浸纸电缆，直流的允许工作电压约为交流的3倍，直流电缆的投资少得多。
(2)年电能损失小。直流架空输电线只用两根，导线电阻损耗比交流输电小；没有感抗和容抗的无功损耗；没有集肤效应，导线的截面利用充分。另外，直流架空线路的“空间电荷效应”使其电晕损耗和无线电干扰都比交流线路小。
所以，直流架空输电线路在线路建设初投资和年运行费用上均较交流经济。
集肤效应(skin offect)又叫趋肤效应，当交变电流通过导体时，电流将集中在导体表面流过，这种现象叫集肤效应。电流或电压以频率较高的电子在导体中传导时，会聚集于导体表层，而非平均分布于整个导体的截面积中，频率越高，趋肤效用越显著。
因为当导线流过交变电流时，在导线内部将产生与电流方向相反的电动势，由于导线中心较导线表面的磁链大，在导线中心处产生的电动势就比在导线表面附近处产生的电动势大。这样作用的结果，电流在表面流动，中心则无电流，这种由导线本身电流产生之磁场使导线电流在表面流动。
集肤效应是电磁学，涡流学(涡旋电流)的术语。这种现象是由通电铁磁性材料，靠近未通电的铁磁性材料，在未通电的铁磁性材料表面产生方向相反的磁场，有了磁场就会产生切割磁力线的电流，这个电流就是所谓的涡旋电流，这个现象就是集肤效应。
[b]2. 影响及应用[/b]
在高频电路中可以采用空心导线代替实心导线。此外，为了削弱趋肤效应，在高频电路中也往往使用多股相互绝缘细导线编织成束来代替同样截面积的粗导线，这种多股线束称为弊线。在工业应用方面，利用趋肤效应可以对金属进行表面淬火。
浅谈高压直流输电与交流输电的特点
在整定当中，需对线路电压是线电压还是相电压进行区分，这 直接影响测量结果的解读。例如在上面的测量分析中，线路控制屏 处的母线电压 UA 由于没有引入 N 相即 N710，因此在线路控制屏 进行相位比较时实际测量的是母线线电压 A710、B600 与线路电 压 A630、B600 的相位。而由前面的分析可知，A603、B600 应是相 电压，并不能认为线路 PT 由于接地的原因引入 B600 便是线电 压。线路 PT 究竟是采用相电压还是采用线电压，完全取决于线路
高压交流同步电网中线路两端的功角差是可以控制在 20°及以下 的问题。由此可得出，直流输电的输送容量和距离不受同步运行稳
的。因此，交流同步电网的安全稳定性越高，同步的能力就越大、电 网的功角稳定性就越好、抗干扰的能力就越强。
（3）在输送电能的过程中，由于高压交流线路是采用三相交流 输电方式，导线间会产生充电无功功率，容易造成过电压效应。为 了抑制因此造成的工频过电压，线路须装设并联电抗器。每当线路 输送功率产生变化，送端和受端的无功也将随之发生变化。如果受 端电网的无功功率潮流的分层分区平衡不合适，特别是系统动态 无功备用容量不足，在极端的运行情况和严重故障条件下，电压的 稳定就会上升成为系统安全运行的主要问题。这使得电网的安全 稳定运行受到很大的威胁，是个非常严重的问题。
［参考文献］ ［１］ 杨奇逊．微型机继电保护基础［Ｍ］．北京：水利电力出版社，２００３ ［２］ ＳＭＧ－２０００Ｂ 双钳相位表使用说明书 ［３］ 王广延，吕继绍．电力系统继电保护原理与运行分析［Ｍ］．北京：中
高压直流输电优点
高压直流输电优点
高压直流输电（HVDC，High-Voltage Direct Current）是一种广泛应用于电力传输的技术。相较于交流输电，直流输电具有一些显著的优点。以下是高压直流输电的主要优点详细分析：
1.传输效率高：在相同的电压下，直流电的电阻损耗比交流电小得多。此
外，由于直流电不存在频率转换问题，因此不会因频率转换导致额外的功率损失。
2.稳定性高：直流输电的稳定性优于交流输电。没有相位差和频率漂移等问
题，这使得直流输电在长距离传输时能够保持更高的电能质量。
3.对负载变化响应快：直流输电系统对负载变化响应更快，因为直流电不存
在频率和相位调整问题。这使得直流输电在应对突发负载变化时具有更高的性能。
4.可实现多路输电：对于交流系统，如果要从不同的源头向多个目的地输
电，需要使用额外的变压器和转换器。但对于直流系统，只需增加更多的传输线路即可实现多路输电，这大大简化了输电系统的设计和操作。
5.兼容不同频率的系统：由于直流电不存在频率问题，因此高压直流输电系
统可以轻松地与其他不同频率的系统进行连接。这为跨国电力传输提供了可能，使电力网络更加互联互通。
6.环保：在同等传输功率下，直流输电线路的电磁辐射和电场强度都要低于
交流线路。此外，直流输电没有无功功率消耗，因此不会产生额外的碳排
放，是一种更为环保的输电方式。
7.经济性：虽然直流输电系统的初次建设成本可能较高，但由于其高效率、
低能耗、稳定性高等特点，长期运营成本和总投资通常低于交流输电系统。
8.易于扩展：对于高压直流输电系统，增加传输容量相对简单。只需要在现
与高压交流输电相比,高压直流输电有哪些优势？高压直流输电的系统结构是怎样的？
与高压交流输电相比，高压直流输电有哪些优势？高压直流输电的系统结构是怎样的？
与高压交流输电相比，高压直流（High Voltage Direct Current，HVDC）输电具有以下优势：
1.增大输电距离：高压直流输电可以在长距离上输送电力，
相比之下，高压交流输电受到传输距离的限制，因为交流
系统会导致更大的传输损耗。
2.降低传输损耗：由于高压直流输电系统几乎没有电感耦合
和电容耦合，传输损耗更低。这是由于在直流系统中，电
流只流向负载方向，没有电流回路，从而减少了传输线上
的电流损耗。
3.提高输电功率密度：高压直流输电系统的输电线路可采用
较小的导线截面积，因为它不像高压交流输电系统那样受
到电流容量限制。这使得高压直流输电可以实现更高的输
电功率密度。
4.灵活性和可控性：高压直流输电系统具有灵活的功率控制
能力，可以根据负载变化和电网状况调整输电功率。此外，高压直流输电还可以跨越不同频率和相位的电网连接，实
现异步电网的互联。
高压直流输电系统结构一般由以下几个主要组件组成：
1.整流站（Rectifier Station）：整流站将交流电源转换为高压
直流电源。整流站通常由变压器、整流器和滤波设备组成。
2.输电线路（Transmission Line）：输电线路负责将高压直流
电源传输到目标地点。这些线路通常使用高绝缘性和低电
阻的导线来最大程度地减少电流损耗。
3.逆变站（Inverter Station）：逆变站将高压直流电源转换为
交流电源，以便在目标地点供应交流负载。逆变站通常由
逆变器和滤波设备组成。
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浅谈高压直流输电与交流输电各自优缺点
文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
追溯历史，最初采用的输电方式是直流输电，于1874年出现于俄国。当时输电电压仅100V。随着直流发电机制造技术的提高，到1885年，直流输电电压已提高到6000V。但要进一步提高大功率直流发电机的额定电压，存在着绝缘等一系列技术困难。由于不能直接给直流电升压，输电距离受到极大的限制，不能满足输送容量增长和输电距离增加的要求。19世纪80年代末，人类发明了三相交流发电机和变压器。1891年，世界上第一个三相交流发电站在德国竣工。此后，交流输电普遍代替了直流输电。随着电力系统的迅速扩大，输电功率和输电距离的进一步增加，交流输电遇到了一系列技术困难。大功率换流器（整流和逆变）的研究成功，为高压直流输电突破了技术上的障碍，直流输电重新受到人们的重视。1933年，美国通用电器公司为布尔德坝枢纽工程设计出高压直流输电装置；1954年，建起了世界上第一条远距离高压直流输电工程。之后，直流输电在世界上得到了较快发展，现在直流输电工程的电压等级大多为±275～±500kV，投入商业运营的直流工程最高电压等级为±600kV（巴西伊泰普工程），我国计划在西南水电送出的直流工程中采用±800kV电压等级。
在现代直流输电系统中，只有输电环节是直流电，发电系统和用电系统仍然是交流电。在输电线路的送端，交流系统的交流电经换流站内的换流变压器送到整流器，将高压交流电变为高压直流电后送入直流输电线路。直流电通过输电线路送到受端换流站内的逆变器，将高压直流电又变为高压交流电，再经过换流变压器将电能输送到交流系统。在直流输电系统中，通过控制换流器，可以使其工作于整流或逆变状态。
我国目前建成的高压直流输电工程均为两端直流输电系统。两端直流输电系统主要由整流站、逆变站和输电线路三部分组成。两端直流输电系统可以采用双极和单极两种运行方式。
在双极运行方式中，利用正负两极导线和两端换流站的正负极相连，构成直流侧的闭环回路。两端接地极所形成的大地回路可作为输电系统的备用导线。正常运行时，直流电流的路径为正负两根极导线。实际上，它们是由两个独立运行的单极大地回路系统构成。正负两极在地中的电流方向相反，地中电流为两极电流之差。两极电流之差形成的电流为不平衡电流，由接地极导引入地。在双极运行时，不平衡电流一般控制在额定电流的1%之内。
单极运行方式又分为单极金属返回和单极大地返回两种运行方式。在单极金属返回运行方式中，利用两根导线构成直流侧的单极回路，直流线路中的一根导线用作正或负极导线，另一根用作金属返回线。在此运行方式中，地中无电流通过。在单极大地返回运行方式中，利用一根或两根导线和大地构成直流侧的单极回路。在该运行方式中，两端换流站均需接地，大地作为一根导线，通过接地极入地的电流即为直流输电工程的运行电流。
高压直流输电与交流输电相比，具有诸多优点：
（1）高压直流输电具有明显的经济性。输送相同功率时，直流输电线路所用线材仅为交流输电的1/2～2/3。直流输电采用两线制，与采用三线制三相交流输电相比，在输电线路导线截面和电流密度相同的条件下，若不考虑趋肤效应，输送相同的电功率，输电线和绝缘材料可节省约1／3。如
果考虑到趋肤效应和各种损耗，输送同样功率交流电所用导线截面积大于或等于直流输电所用导线截面积的 1.33倍。因此，直流输电所用的线材几乎只有交流输电的一半。另外，直流输电线路的杆塔结构也比同容量的三相交流输电线路的简单，线路走廊占地面积也大幅减少。但是，直流输电系统中的换流站的造价和运行费用要比交流输电系统变电站的高，当输电距离增加到一定值后，直流输电线路所节省的费用刚好抵偿了换流站所增加的费用，此时这个输电距离即被称为交流输电与直流输电的等价距离。如果把交流输电和直流输电两种输电方式在输送一定功率时，所需的费用和输电距离之间的关系绘成曲线，两曲线交点的横坐标就是等价距离。
（2）在电缆输电线路中，高压直流输电线路不产生电容电流，而交流输电线路存在电容电流，引起损耗。在一些特殊场合，如输电线路经过海峡时，必须采用电缆。由于电缆芯线与大地之间构成同轴电容器，在交流高压输电线路中，空载电容电流极为可观。而在直流输电线路中，由于电压波动很小，基本上没有电容电流加在电缆上。
（3）采用直流输电时，线路两端交流系统不需同步运行，而交流输电必须同步运行。采用远距离交流输电时，交流输电系统两端电流的相位存在显着差异；并网的各子系统交流电的频率虽然规定为50Hz，但实际上常产生波动。这两种因素导致交流系统不同步，需要用复杂而庞大的补偿系统和综合性很强的技术加以调整，否则就可能在设备中形成强大的环流而损坏设备，或造成不同步运行而引起停电事故。采用直流输电线路将两个交流系统互连时，其两端的交流电网可以按各自的频率和相位运行，不需
进行同步调整。
（4）高压直流输电控制方便、速度快，发生故障的损失比交流输电的小。两个交流系统若用交流线路互连，则当一侧系统发生短路时，另一侧要向故障侧输送短路电流。因此，将使两侧系统原有断路器切断短路电流的能力受到威胁，需要更换断路器。若用直流输电将两个交流系统互连，由于采用可控硅装置，电路功率能迅速、方便地进行调节，直流输电线路向发生短路的交流系统输送的短路电流不大，故障侧交流系统的短路电流与没有互连时几乎一样。因此不必更换两侧原有开关及载流设备。
（5）在高压直流输电工程中，各极是独立调节和工作的，彼此没有影响。所以，当一极发生故障时，只需停运故障极，另一极仍可输送至少50%的电能。但在交流输电线路中，任一相发生永久性故障，必须全线停电。
高压直流输电也有其缺点：
（1）直流换流站比交流变电站的设备多、结构复杂、造价高、损耗大、运行费用高；
（2）谐波较大；
（3）直流输电工程在单极大地回路方式下运行时，入地电流会对附近的地下金属体造成一定腐蚀，窜入交流变压器的直流电流会使变压器噪声增加;
（4）若要实现多端输电，技术比较复杂。
由上可见，高压直流输电具有线路输电能力强、损耗小、两侧交流系统不需同步运行、发生故障时对电网造成的损失小等优点，特别适合用