四相輸電的技術(shù)優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用前景

1、第 ! 卷第 $# 期中 國 電 力%& 5 ! 6 (& 5$#第 ! 卷四相輸電的技術(shù)優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用前景# 年第 $#期# 年 $# 月,-,./01. 2)3,0)*+5 6 #四 相 輸 電 的 技 術(shù) 優(yōu) 勢(shì) 及 應(yīng) 用 前 景1789:;8?:A7B *CC=;8;D: EFDBC78 DG HDIFJC9B7 EDK7F 1F:BL;BB;D:劉光曄#，楊以涵%（#5 湖南大學(xué) 電氣與信息工程學(xué)院，湖南 長沙: (9;: CFDLD7 97 CC=;8;D: DG GDIFJC9B7 CDK7FF:BL;BB;D: 789:D=DAQ69;B C7B8F;R7B 97 CC=;8;D

2、: CFDBC78 DG GDIFJC9B7 CDK7F F:BL;BB;D: ;B 789:;8=?:A7B 9FDIA9 97 8DLCF;BD: K;9 9F77JC9B7 D97F LI=;JC9B7 CDK7F F:BL;BB;D:5：；()* +,%-# LI=;JC9B7 CDK7F F:BL;BB;D: GDIFJC9B7 CDK7F F:BL;BB;D: CC=;8;D: CFDBC78中圖分類號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：文章編號(hào)：1S!%#*#&J$4&$T%U#J33J3提高單位線路走廊寬度的輸電能力是許多國家面臨的問題。! 年代初，美國、巴西、意大利、蘇聯(lián)等國在線路緊湊化方面做了大

3、量工作，目的是在不提高輸電電壓等級(jí)條件下，提高現(xiàn)有三相線路輸送能力和節(jié)約線路走廊占地。同時(shí)，多相輸電也是提高線路輸送功率密度的重要方法。近年來，又提出四相輸電原理與分析方法。四相輸電系統(tǒng)具有最小可能的偶數(shù)相，線路及桿塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在多相線路中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，并有很好的實(shí)用價(jià)值。$ 多相輸電發(fā)展現(xiàn)狀在 #$!% 年法國舉行的第 %& 屆國際大電網(wǎng)會(huì)議上，美國學(xué)者 ( )*+,-. 與 / 0 )*+12/0首次提出超常規(guī)輸電方案，即采用多于三相輸電線路。此后，多相輸電作為 # 種提高輸送功率密度的重要方法，引起眾多電力研究者重視。多相輸電的研究與工業(yè)試運(yùn)行，在美國及其他一些國家進(jìn)行了 % 多年，并取

4、得很有吸引力的結(jié)果。多相輸電線路與三相輸電線路相比具有許多潛在優(yōu)勢(shì)，如有較低的相間電壓、輕巧的桿塔結(jié)構(gòu)、較窄的架線走廊、大容量的輸送能力，易于與三相現(xiàn)有系統(tǒng)協(xié)調(diào)、兼容運(yùn)行，對(duì)高壓斷路器觸頭斷流容量要求較低等。而且多相輸電線路運(yùn)行的可聞噪聲、無線電噪聲、地面電磁場(chǎng)等環(huán)境指標(biāo)均優(yōu)于三相線路?，F(xiàn)有多相輸電方式的研究，限于相數(shù)為 3 的倍數(shù)相，因?yàn)閷?shí)現(xiàn)三相與 3 的倍數(shù)相之間的多相變換通過改變?nèi)嘧儔浩鹘泳€方式即可。但為避免多相輸電線路復(fù)雜的換位、保證各相參數(shù)平衡，必須將多相線路的各相導(dǎo)線排列成正多邊形，這使得 4 相及以上多相導(dǎo)線的懸掛困難、桿塔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，線路造價(jià)上升；隨著線路相數(shù)的增加，多相輸電線

5、路故障組合類型迅速增加，增加了故障的分析計(jì)算、繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)及整定難度；多相輸電系統(tǒng)中的斷路器結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，相間過電壓倍數(shù)較高。由于上述缺點(diǎn)，六相及以上多相輸電方式的推廣應(yīng)用受到限制。 四相輸電技術(shù)優(yōu)勢(shì)四相輸電系統(tǒng)是最接近于三相的多相系統(tǒng)，它既具有多相輸電方式的優(yōu)點(diǎn)，又克服了多相輸電所存在的缺點(diǎn)。四相輸電是國內(nèi)外尚未研究過的新型輸電方式。四相輸電方式主要優(yōu)點(diǎn)：增加一相線路，空間電磁場(chǎng)分布更加均勻，輸送容量增加，線路走廊反而減小，能提高線路的輸送功率密度，節(jié)省輸送單位容量的投資成本；四相線路是偶數(shù)相，可對(duì)稱地懸掛在單柱桿塔 % 側(cè)，桿塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；可采用兩相鄰相運(yùn)行，提高輸電系統(tǒng)運(yùn)行可靠性與暫態(tài)穩(wěn)

6、定性；故障組合類型遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于六相及以上多相輸電線路，不會(huì)給故障分析、繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)與整定增加太大困難。比較 # 回四相線路與 # 回三相線路，四相導(dǎo)線正四邊形排列而三相導(dǎo)線正三角形排列，保證四相線路的參數(shù)（每相的電抗、電容、波阻抗）、電暈臨界收稿日期： %J&J%；修訂日期：%J!J3作者簡(jiǎn)介：劉光曄（#$N4J），男，湖南武岡人，博士，教授，從事四相輸電技術(shù)理論研究及電力系統(tǒng)教學(xué)工作。V 33 V! 年第 # 期中國電力第 $ 卷電壓與三相線路的參數(shù)、電暈臨界電壓相同。如果在相同的相對(duì)地電壓下運(yùn)行時(shí)，則四相線路的輸送功率為三相 ! # 倍，而前者線路寬度僅為后者寬度! $ 倍。故四相線路輸送單

7、位容量所占地面寬度$為三相 %&# 倍，節(jié)約 !() 占地面積，而四相線路高度（導(dǎo)體部分）也只有三相 %&*+, 倍，其經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。比較 + 回四相水平排列線路與 + 回三相水平排列線路，若保證四相線路與三相線路具有相等的參數(shù)、電暈臨界電壓，則二者寬度之比為 %&-! ，四相線路輸送單位容量占地寬度為三相線路 %&(%-倍，節(jié)約 $-&+) 占地面積，經(jīng)濟(jì)效益仍然顯著。綜上所述，+ 回四相線路在不提高相對(duì)地運(yùn)行電壓等級(jí)條件下，與三相線路比較，其輸送能力可提高# 內(nèi)新增交、直流超高壓線路數(shù)量將會(huì)超過以往 $% ; 間所建線路總長度的 $ 倍，特別是在西北電網(wǎng)新電壓等級(jí)即將出現(xiàn)前，抓緊對(duì)四相

8、輸電方式進(jìn)行前期理論研究與技術(shù)論證，可進(jìn)一步避免同一等級(jí)電壓下三相與四相混合輸電系統(tǒng)運(yùn)行所需要增加的兼容成本。% 結(jié)束語四相架空輸電線路對(duì)稱性好，線路及桿塔結(jié)構(gòu) #! 第 ! 卷四相輸電的技術(shù)優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用前景# 年第 $# 期簡(jiǎn)單，在多相輸電線路中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。四相線路與相同參數(shù)的三相線路比較，可提高輸送容量,/,0，由于線路走廊寬度減小，單位走廊寬度輸送容量可提高*/%0(&/10，經(jīng)濟(jì)及環(huán)境效益十分顯著。$ 世紀(jì)輸電系統(tǒng)的發(fā)展，為新型四相輸電系統(tǒng)的應(yīng)用提供了前所未有的契機(jī)。參考文獻(xiàn)： 234567 # -，23489:;/ #?9 A9376 4464E463464 C4357D?77?:5

9、EN Q637?R?;?8L N53;L7?7 A348 KE.863L .8386 -:57?6438?:57F/ K C4357/ :5 AN.，H1&，H1（+）：$,%E$,%1/* .86B348 F IS 68 3;/ K57T;38?:5 -:4?538?:5，5U?4:5D6583; 35 .L786D N53;L7?7 :M V?78?5 !:TR;6 -?4GT?8 =?56 I6G:5M?T46O6438?:5 F/ K C4357/ :5 API!，HH$，1（,）：+$&E+,/) A:486;3 - W，C3U3467 W -/ .?VEO9376 C4357D?7

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11、$%，$%（,）：1+E1H/H 劉光曄/三相變四相電力變壓器的接線方案與原理研究F/中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，$%，$%（）：&E&*/%劉光曄三相變四相電力變壓器的阻抗理論研究F/中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，$%，$%（$）：*1E)%/黃志明輸電線路建設(shè)與展望F/中國電力，HHH，,$（%）：,)(,1/（責(zé)任編輯紫君）!火電廠汽輪機(jī)控制系統(tǒng)（!# ）技術(shù)交流會(huì)在京召開由中國電機(jī)工程學(xué)會(huì)過程自動(dòng)化技術(shù)交流中心（以下簡(jiǎn)稱“中心”）主持召開的火電廠汽輪機(jī)控制系統(tǒng)（!#）技術(shù)交流會(huì)，于 $% 年 & 月 $($) 日在北京召開，參加會(huì)議的有 &% 個(gè)單位共 ) 名專家及代表。國家機(jī)械局重大辦楊連海主任和國家電力

12、公司有關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)出席了會(huì)議。會(huì)議最后由國家電力公司科技委員會(huì)委員都興有作了綜合發(fā)言。會(huì)上，“中心 ”介 紹了汽輪機(jī)控制系統(tǒng)（!#）應(yīng)用情況調(diào)查報(bào)告（以下簡(jiǎn)稱 “調(diào) 查報(bào)告 ”），$) 名代表宣講了提交大會(huì)的有關(guān)火電廠汽輪機(jī) !# 技術(shù)交流專題，另有 * 篇書面發(fā)言（以下簡(jiǎn)稱 “專 題 ”），分 別介紹了汽輪機(jī)電調(diào)系統(tǒng)（!#）應(yīng)用情況和改造經(jīng)驗(yàn)，+ 個(gè)制造廠介紹了與 !# 相關(guān)的產(chǎn)品；組織代表參觀了北京地區(qū)的有關(guān)制造廠。會(huì)議期間，與會(huì)代表對(duì)“調(diào)查報(bào)告”和“專題”進(jìn) 行了熱烈討論，繼續(xù)廣泛交流經(jīng)驗(yàn)和共同關(guān)心的問題。代表們認(rèn)為：會(huì)議內(nèi)容豐富、適時(shí)、收獲很大?！罢{(diào)查報(bào)告”所提及的問題和建議基本反映了目

13、前我國火電廠 !# 的實(shí)際情況，對(duì)下一步工作很有啟示。代表們對(duì)“專題”交流表現(xiàn)出極大興趣，并選出 ) 篇優(yōu)秀專題。通過討論，代表們對(duì)汽輪機(jī)控制系統(tǒng)（!#）在火電廠的應(yīng)用取得以下共識(shí)：（）汽輪機(jī)電調(diào)系統(tǒng)的眾多功能中，目前應(yīng)用好的是轉(zhuǎn)速控制、負(fù)荷控制和閥門管理 , 項(xiàng)主要功能。其余如汽壓限制、應(yīng)力限制、閥門試驗(yàn)、汽輪機(jī)自動(dòng)壽命管理等功能的應(yīng)用情況不夠理想，且各廠不一，主要原因是：原設(shè)計(jì)功能與汽輪機(jī)本體特性或運(yùn)行要求不完全相符，人們的觀念與功能之間不適應(yīng)，因此要由汽輪機(jī)廠和電廠的管理者、運(yùn)行人員及熱機(jī)專業(yè)、油化專業(yè)、熱控專業(yè)人員共同努力，加以研究解決，使電調(diào)系統(tǒng)所有功能都能為汽輪機(jī)運(yùn)行帶來實(shí)效。（$

14、）新建機(jī)組 !# 應(yīng)由汽輪機(jī)廠負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)并配套供貨，其電子裝置與 !-. 應(yīng)有良好、可靠的通信接口。!# 宜作為獨(dú)立系統(tǒng)，可用 !-. 實(shí)現(xiàn)，也可采用專用裝置。若用 !-. 實(shí)現(xiàn)時(shí)，也可采用專用裝置并應(yīng)具有 !# 的專用模塊，如測(cè)速單元、伺服單元等；硬件系統(tǒng)的一體化程度應(yīng)根據(jù)制造廠的工作經(jīng)驗(yàn)和業(yè)績(jī)確定，不可強(qiáng)求。（,）老機(jī)組原配機(jī)械液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的改造，應(yīng)與汽輪機(jī)廠密切合作，由電廠汽輪機(jī)專工負(fù)責(zé)汽輪機(jī)改造并提出對(duì) !# 的技術(shù)要求。電調(diào)系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)被改造機(jī)組容量、原機(jī)組的調(diào)節(jié)系統(tǒng)狀況、還可服役期限和資金投入等因數(shù)，分別選擇同步器方案、電液切換式方案、透平油純電調(diào)方案或抗燃油純電調(diào)方案。在改造中，特別要關(guān)注影響電液轉(zhuǎn)換器和油動(dòng)機(jī)的可靠、穩(wěn)定運(yùn)行的因數(shù)。（*）電調(diào)系統(tǒng)中使用的液壓工作介質(zhì)，無論是抗燃油還是透平油，均能滿足電調(diào)系統(tǒng)的可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，關(guān)鍵要加強(qiáng)維護(hù)管理，確保運(yùn)行油質(zhì)。使用抗燃油時(shí)，存在局部過熱點(diǎn)時(shí)，油質(zhì)易劣化使液壓部件卡澀、磨損，另外由于其廢棄油對(duì)環(huán)境有危害，廢油需送交生產(chǎn)廠集中處理，因此應(yīng)加強(qiáng)管理。目前老機(jī)組進(jìn)行調(diào)節(jié)