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电工:中国现行的电力系统的输电电压等级划分标准?
电力作业人员都知道,电压分为很多的等级:等级不同,作用也不同,适用情况更加不同。那么电压等级为什么要划分呢?相信很多人都未必说得出来。
额定电压等级是根据国家电网的安全操作规定来划分等级的,额定电压的等级划分能够让电力行业的发展更加的:“规范化”,“便捷化”,“普遍化”。
额定电压的等级划分的原因如下:
一,行业所需,无规矩不成方圆。
“无规矩,不方圆”的道理,相信大家都知道,电力行业的发展也是这样,必须要有一个电力行业的标准规范作为标杆来参考,对比和发展。这个标准的制定是非常有必要而且十分重要。根据《城市电力网设计规则》规定:输电网为500kV、330kV、220kV、110kV,高压配电网为110kV、66kV,中压配电网为20kV、10kV、6kV,低压配电网为0.4kV(220V/380V)。
二,规范化电力设备和家用设备。
电力设备:大到变电站,发电机组,变压器,高压输电电缆,小到热水器,电冰箱,电视,电吹风等等设备,都需要有一个额定电压的指导标准。
各用电设备都是按照合适的电压等级制造的,只有在合适电压等级下才可以最大的发挥作用。
三,等级不同,用途不同。
电压等级不同,用途自然也不同。例如:
1,220V交流电适合家庭用电,大部分家用电器设备额定电压都是220V的。
2,电压等级不同,输电电路的距离和电能功率也不同。
3,3KV一般用作企业或者小型工厂使用。
4,10KV主要用于配电输电网络等等。
《GB/T156-2007 标准电压》中已经对大部分电压等级做出了规定。这个标准采用IEC 60038。在 《GB/T156-2007 标准电压》的前言中已经提到:“lEC 60038 是一项较特殊的基础标准,它在尊重各国标准电压体系的前提下,通过协商提供了以50 Hz 和60 Hz 为基本参数的两个标准电压系列,并在每个系列中综合提供了该系列的基本电压等级。
各国可根据本国情况选择其中的标准电压系列和该系列的基本电压等级。我国一直采用50 Hz 的标准电压系列。” 需要注意的是,电压等级并非一成不变,电网中所有的电压等级组成该电网的电压序列。而电压等级序列的确定会受到技术水平、设计制造水平、投资效益等方面的限制。
以我国为例,早在1959年,我国公布的高压交流额定电压等级,分别为6kV,10kV,35kV,60kV,110kV,220kV和330kV,后逐渐将60kV列为非标准等级,电网发展初期的3.3kV亦被淘汰,6kV经过改造被10kV代替。而现在,500kV已经成为我国省网骨干网架,750kV成为西北电网骨干网架,还有更高等级的1000kV特高压电网。
至于直流电压等级,则有±400kV(青海—西藏750千伏/±400千伏交直流联网工程),±500kV(天广直流),±660kV(银东直流),±800kV(云广直流),±1100kV(准东-皖南)。
为什么要规定电压?
一个重要原因就是电压的随意性会造成输配电设备和发电资源的巨大浪费,同时也不利于输配电设备的标准化设计生产,无法实现设备制造的规模化效益。
为什么要有序列?
因为电压等级过多过密会使得设计上显得十分繁杂,造成输变电容量重复过多,电网线损及无功损失损耗加大,而且占用了许多有色金属,造成了资源浪费。
目前的电压等级序列的发展趋势是:尽可能简化电压等级层次,进入城区中心的进线电压逐步提高,高压深入城市中心。其规律是在最高一级输电电压与中压分配电压之间只插入一级高压供电电压。
由于我国地大物博(在这里必须用这个词),且能源基地与负荷中心之间距离较长。所以导致单一输电电压无法满足所有输送距离和输送容量的要求。
例如,根据张运洲等人的计算,:±500 kV 直流输电技术的经济输电距离小于1100 km,±660 kV直流输电技术的经济输电距离为900~1700 km,±800 kV直流输电技术的经济输电距离为1200~2700 km,1000kV 直流输电技术的经济输电距离在1800 km 以上。
西北宁东煤电送华北、彬长煤电送华东、溪洛渡水电送华中等近10 个直流输电工程的输电距离在1000~1400 km 间。如果采用±500 kV 直流系统则损耗大,经济性差;采用±800 kV 直流则投资过高,因此必须引入一个中间电压等级±660kV。而西藏水电送华东、新疆准东火电送华中等大型直流工程的输电距离超过2 700 km,送、受电需求大,如果用±800kV,则线损率达到10%以上且输电容量与需求不匹配,必须采用更高电压等级。
(1)低压、高压的划分
低[电]压:用于配电的交流系统中1000V及其以下的电压等级。
通俗解释:我们常见的就是1kV和380V、220V。
高[电]压:通常指超过低压的电压等级。特定情况下,指电力系统中输电的电压等级。
(2)交流电压等级
(此处按照当前的国内电网输电电压等级划分,至少目前看来不需要再建设交流1000kV以上的电压等级线路了。)
高压:10、(20)、35、(66)、110、220、330 kV
注:20、66kV已经比较少见。330kV线路主要存在于西北电网。
超高压:500kV、750kV
注:750kV线路主要存在于西北电网。500kV是国内各大区域电网主网架联网的电压等级。
特高压:1000kV
国家电网公司牵头搞的特高压交流线路。近年来至2020年,国家在大力发展特高压,是未来发展趋势,是建设全球能源互联网的核心。
(3)直流电压等级
(对于直流,本人了解不多,有待进一步补充该部分)
±500kV、±660kV属于超高压,±800kV、±1100kV属于特高压,其余部分应该属于高压范畴。
参考文献:
刘振亚, 舒印彪, 张文亮, 等. 直流输电系统电压等级序列研究[J]. 中国电机工程学报, 2008, 28(10): 1-8.
刘令富. 电网电压等级序列研究 [D]. 北京: 华北电力大学, 2009.
张运洲, 韩丰, 赵彪, 等. 直流电压等级序列的经济比较[J]. 电网技术, 2008, 32(9): 37-41.