一、超高压直流电源
高压直流输电有以下优点:
(1)直流输电架空线路只需正负两极导线,塔架结构简单,线路造价低,损耗小;
(2)直流电缆线路输送容量大,造价低,损耗小,不易老化,寿命长,且输送距离不受限制;
(3)直流输电不存在交流输电的稳定问题,有利于远距离大容量输送;
(4)采用直流输电实现电力系统之间的非同步联网,可以不增加被联电网的短路容量;
(5)直流输电输送的有功功率和换流器消耗的无功功率均可由控制系统进行控制,可利用这种快速可控性来改善交流系统的运行能力;
(6)在直流电的作用下,只有电阻起作用,电感和电容均不起作用,直流输电采用大地为回路,直流电流则向电阻率低的大地深层流去,可很好的大地这个良导体;
(7)直流输电可方便地进行分期建设和容量扩建,有利于发挥投资效益;
(8)直流输电输送的有功及两端换流站消耗的无功均可用手动或自动方式进行快速控制,有利于电网的经济运行和现代化管理。
高压直流输电同时也存在一些缺点:
直流输电换流站比交流变电所的设备多,结构复杂,造价高,损耗大,运行费用高,可靠性也较差;
换流器对交流侧来说,除了是一个负荷或电源以外,它还是一个谐波电流源;
晶闸管换流器在进行换流时需要消耗大量的无功功率,每个换流站均需装设无功补偿设备;
直流输电利用大地(或海水)为回路而带来的一些技术问题;
直流断路器由于没有电流过零点可以利用,灭弧问题难以解决,给制造带来困难。
二、高压直流电源的优点
优势:
(1)可以满足大规模、远距离、高效率电力输送要求。我国能源资源与负荷中心逆向分布的特征明显,能源资源大部分中在西部、北部地区,负荷中心集中在中东部、东南部地区,大型能源基地与负荷中心的距离可达1000~3000km,因此,要保障大型能源基地的集约开发和电力可靠送出,需要大力发展具有输送容量大、距离远、效率高等特点的特高压输电技术。
(2)有利于改善环境质量。采用特高压输电,可以推动清洁能源的集约化开发和高效利用,将我国西南地区的水电、西北和北部地区的风电、太阳能发电等清洁电能大规模、远距离输送至东中部、东南部负荷中心,实现“电从远方来、来的是清洁电”,减少化石能源消耗及污染物排放,具有显著的环境效益。
(3)有利于提高电网运行的安全性。采用“强交强直”的特高压交直流混合电网输电,可以大大降低直流系统故障情况下500kV电网潮流转移能力不足、无功电压支撑弱等问题,降低电网大面积停电风险,并可为下一级电网逐步分层分区运行创造条件,解决短路电流超限等限制电网发展的问题,提高电网运行的灵活性和可靠性。
(4)有利于提高社会综合效益。相对于高压、超高压输电,采用特高压输电能够大量节省输电走廊,显著提高单位走廊宽度的输送内容,节约宝贵的土地资源,提高土地资源的整体利用效率。
弊端:
特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。
自1965-1984年世界上共发生了6次交流大电网瓦解事故,其中4次发生在美国,2次在欧洲。这些严重的大电网瓦解事故说明采用交流互联的大电网存在着安全稳定、事故连锁反应及大面积停电等难以解决的问题。特别是在特高压线路出现初期,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。下级电网不能解环运行,导致不能有效降低受端电网短路电流,这些都威胁着电网的安全运行。另外,特高压交流输电对环境影响较大
三、高压直流电源线
若负载功率很小且为毫安级电流,用电阻分压方式直接获得低压直流电;若负载功率较小仅需几安培电流,用直流变换器获得低压直流电,即高压直流电经过振荡器变为高压交流电,再经过变压器变为低压交流电,最后经过整流电路得到低压直流电;
若负载功率较大且为供电电路,就得用电机变换方法获得低压直流电,即高压直流电通过直流电动机拖动低压直流发电机得到低压直流电。
四、直流高压电源原理图
高压包,正名是行输出变压器,也称为行包或行变,显示器的高压包和电视机的工作原理基本一致,其主要作用是产生阳极高压,另外提供聚焦、加速、栅极等各路电压。
由于高压包工作于高温、高频率、高电压、大电流的状态,加上外部环境潮湿或多尘等因素影响,使高压包损坏几率较高。
五、直流高压电源厂家
直流高压的产生一般有三种方法。
一是手摇发电机式。目前我国生产的兆欧表约80%是采用这种方法(摇表名称来源)。
第二种是通过市电变压器升压,整流得到直流高压。一般市电式兆欧表采用的方法。
第三种是利用晶体管振荡式或专用脉宽调制电路来产生直流高压,一般电池式和市电式的绝缘电阻表采用的方法。