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電能的傳輸，是電力系統(tǒng)整體功能的重要組成環(huán)節(jié)。發(fā)電廠與電力負荷中心通常都位于不同地區(qū)。在水力、煤炭等一次能源資源條件適宜的地點建立發(fā)電廠，通過輸電可以將電能輸送到遠離發(fā)電廠的負荷中心，使電能的開發(fā)和利用超越地域的限制。與其他能源輸送方式相比較，輸電具有損耗小、效益高、靈活方便、易于調(diào)節(jié)控制、減少環(huán)境污染等優(yōu)點。 廣義的輸電線路：從發(fā)電到用電的中間線路都算“輸電線路” 狹義的輸電線路：一般來說35kV以上（不含）的屬于主網(wǎng)輸電線路，在電網(wǎng)就簡稱輸電線路（狹義），35kV以下算是配電線路。 圖譜遵循習慣，在本詞條下，如未特別指出，都屬于面向狹義的輸電線路的解釋。 PART1 輸電原理 輸電線路是用變壓器將發(fā)電機發(fā)出的電能升壓后，再經(jīng)斷路器等控制設備接入輸電線路來實現(xiàn)。 通過輸電，把相距遠的（可達數(shù)千千米）發(fā)電廠和負荷中心聯(lián)系起來，使電能的開發(fā)和利用超越地域的限制，輸電還可以將不同地點的發(fā)電廠連接起來，實行峰谷調(diào)節(jié)。 有時候輸電不只是為了能讓用戶能用上電，還有讓用戶能夠有多路電可用，可備用，提高用電可靠性，當然要多成本多出錢。 PART2 輸電原因 集中發(fā)電效率高，大發(fā)電機組的轉換效率高，運維成本低，在每kW·h（千瓦時）上都是更劃算的。 發(fā)電用的煤、水等資源在某地富集，其他地方要用電卻離資源非常遠，就得送電。 送電的成本遠低于送煤、石油等自然資源的成本，屬地將資源轉化為電力，再到用能地區(qū)，是最經(jīng)濟的方式。 PART3 輸電種類 按照輸送電流的性質(zhì)，輸電分為交流輸電和直流輸電。 3.1 交流輸電 交流組網(wǎng) 發(fā)電廠發(fā)出的電能多為三相交流電，通過升壓變壓器，高壓輸電線路和降壓變壓器，配電線路和配電變壓器將電能輸送到用戶。 3.2 直流輸電 將發(fā)電廠發(fā)出的交流電通過整流站變換成直流電，經(jīng)直流電路輸送到受端后，逆變站把直流電轉換成交流電送到用戶。 1) 主要應用 遠距離大容量輸電。直流電纜不存在電容電流和電抗其輸送距離不受限制。 非同步聯(lián)網(wǎng)。直流輸電系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，不存在穩(wěn)定性問題及故障連鎖反應。 海底電纜送電。交流電纜線路的輸送受電容電流限制，難以實現(xiàn)遠距離送電。 PART4 輸電電壓等級 輸電電壓等級分類 電從發(fā)電機出來，需要去變壓器升壓，把電壓升高會更利于運輸。 因為傳輸電力是有損耗的，計算方式為I2R，電流越大，發(fā)熱越大，損耗越大，經(jīng)濟性越差，反之，電壓越高，電流就越小，損耗就小，經(jīng)濟性好，所以遠距離傳輸都要用高電壓輸電。 一般主網(wǎng)電壓等級是220kV或者500kV（西北電網(wǎng)是330kV，750kV），升至這個電壓等級后，由輸電線路與電網(wǎng)連接，就叫做并網(wǎng)發(fā)電了。 有人會問U2/R，那把U變小，不是損耗也小嗎，這不是和高壓相反，其實是對線損計算的錯誤理解，如按電壓算，線損是按壓降算的，即(U1-U2)2/R，并不是按超始點的絕對電壓計算。 PART5 輸送電能流程 輸送電能流程 輸送電能總共有：發(fā)電站→升壓變壓器→高壓輸電線→降壓變壓器→用電單位等五個流程。 電力工業(yè)初期，發(fā)電廠建在電力用戶附近，直接向用戶送電，所以那個時候只有發(fā)電和用電兩個環(huán)節(jié)。 隨著電力生產(chǎn)規(guī)模和負荷中心規(guī)模的擴大，發(fā)電中心，如大型火電基地、水電基地和核電基地均遠離電力工作中心，為了讓那些距離遠的電力用戶也用到電，就需要高壓輸電。 PART6 輸電線路的構成 按照設備狀態(tài)檢修定，輸電線路主要劃分為7個單位一1個環(huán)境。 7個單元分別是桿塔、導地線、絕緣子、金具、桿塔基礎、接地裝置、附屬設施；一個環(huán)境是指通道環(huán)境。 PART7 輸電線路的運維 7.1 輸電線路運維的主要工作： 1) 巡視 定期或臨時去戶外巡視線路，及時發(fā)現(xiàn)線路本體、附屬設施以及線路保護區(qū)出現(xiàn)的缺陷或隱患，近距離對線路進行觀測、檢查、記錄的工作，并為線路檢修、維護及狀態(tài)評價（評估）等提供依據(jù)。 2) 檢測 輸電線路檢測主要檢測項目保護區(qū)、基礎、桿塔、防雷設施及接地裝置、導線和絕緣子等等，由線路運行單位負責。是發(fā)現(xiàn)設備隱患、開展設備狀態(tài)評估、為狀態(tài)檢修提供科學依據(jù)的重要手段。 3) 維修 線路維修應遵循“應修必修，修必修好”的原則。狀態(tài)檢修是在對輸電設備或部件所處的健康狀態(tài)進行診斷的基礎上，對設備狀態(tài)量超過狀態(tài)控制值的部位或區(qū)段進行維護和修理的過程。線路狀態(tài)檢修工作包括停電、不停電測試和試驗以及停電、不停電檢修維護工作。 PART8 輸電線路和自然氣象災害 輸電線路因為都在荒山野嶺，且懸空線不是一個很穩(wěn)定的結構，受氣象的影響很大，只要一故障就是實時大面積的影響，所以氣象災害是輸電線路的一個重要研究課題。這里介紹下對輸電線路影響大的氣象災害。 1) 山火 山火就是森林火災，它對輸電線路的安全影響極大，會導致送電通道的多回線路出現(xiàn)同時跳閘的現(xiàn)象，大量的輸電不能正常輸出，影響用電的安全與穩(wěn)定。 所以，對通過林區(qū)的架空輸電線路，應加強巡視和維護，導、地線與樹木間距離應符合有關規(guī)定。 2) 雷電 雷電對輸電線路的危害極大，有可能直接被擊中，對電網(wǎng)中的變壓器和絕緣薄弱的設備產(chǎn)生巨大的危害性。它還可能伴隨著跳閘、大面積斷電的現(xiàn)象出現(xiàn)。所以，各電壓等級線路應具備相應的耐雷水平，不滿足要求的應采取措施加以解決。 3) 風災 風災包括了臺風、颶風和強風等，大風可以將輸電桿塔損壞，導線在空中強烈晃動，導致風偏放電、跳閘、斷電等現(xiàn)象。為了更好防止風偏故障的發(fā)生，需在設計風速、設計裕度、施工安裝工藝、桿塔塔頭尺寸等多個方面進行加強，以有效預防輸電線路風偏閃絡的發(fā)生，降低跳閘事故機率。 4) 冰災 影響輸電線路正常安全運行的主要氣象災害是導線覆冰。通常輸電線路的覆冰會增大線路與桿塔的負荷，使得導線受風的面積增加，容易使輸電線路誘發(fā)不穩(wěn)定的馳振，導致跳頭、扭動、冰閃跳閘等惡性事故出現(xiàn)，從而導致電網(wǎng)出現(xiàn)大范圍的停電現(xiàn)象。 中國近十幾年的輸電線路受到冰災的影響，產(chǎn)生過幾次重大的電網(wǎng)安全事故，如2008年的冰災是最為嚴重的一次，多年罕見持續(xù)的凍雨、冰雪天氣，對南方的多個省區(qū)造成了重要的影響，對電網(wǎng)安全構成了極大的威脅。 5) 地質(zhì)災害 滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地震等地質(zhì)災害是影響我國戶外輸電線路運行安全的重要因素，嚴重還會導致大電網(wǎng)解列運行。尤其是地震災害對輸電線路和電網(wǎng)的影響，使多條輸電線路跳閘，導致電力中斷、電廠設備損壞停運等危害。 |
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