1. 高压直流电源的优点
一、特高压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 步振荡的抑制。 在交直流线路并列运行时, 如果交流线路发生短路, 可短暂增大 直流输送功率以减少发电机转子加速,提高系统的可靠性。
(4)没有电容充电电流。直流线路稳态时无电容电流,沿线电压分布平稳,无空、轻载时交流长线受端及中部发生电压异常升高的现象, 也不需要并联电抗补偿。
(5)节省线路走廊。按同电压500 kV考虑,一条直流输电线路的走廊〜40 m,一条交流线路走廊〜50 m,而前者输送容量约为后者2倍,即直流传输 效率约为交流 2 倍。
二、直流输电技术的不足:
(1)换流装置较昂贵。这是限制直流输电应用的最主要原因。在输送相 同容量时,直流线路单位长度的造价比交流低 ;而直流输电两端换流设备造价比 交流变电站贵很多。这就引起了所谓的 “等价距离 ”问题。
( 2)消耗无功功率多。一般每端换流站消耗无功功率约为输送功率的 40%〜60%,需要无功补偿。
(3)产生谐波影响。 换流器在交流和直流侧都产生谐波电压和谐波电流,使电容器和发电机过热、换流器的控制不稳定,对通信系统产生干扰。
( 4)就技术和设备而言,直流波形无过零点,灭弧困难。目前缺乏直流 开关而是通过闭锁换流器的控制脉冲信号实现开关功能。若多条直流线路汇集一个地区,一次故障也可能造成多个逆变站闭锁, 而且在多端供电方式中无法单独 地切断事故线路而需切断全部线路,从而会对系统造成重大冲击。
(5)从运行维护来说,直流线路积污速度快、污闪电压低,污秽问题较 交流线路更为严重。 与西方发达国家相比,目前我国大气环境相对较差, 这使直 流线路的清扫及防污闪更为困难。 设备故障及污秽严重等原因使直流线路的污闪 率明显高于交流线路。
(6)不能用变压器来改变电压等级。直流输电主要用于长距离大容量输 电、交流系统之间异步互联和海底电缆送电等。与直流输电比较,现有的交流500kV 输电(经济输送容量为1000 kW, 输送距离为 300~500 km )已不能满足 需要,只有提高电压等级,采用特高压输电方式,才能获得较高的经济效益。
2. 高压直流电源的优点和缺点
LED灯带常用于勾画各种建筑物的轮廓,根据LED灯带使用场合的区别和对灯带的要求不同,又有高压LED灯带和低压LED灯带两种,高压LED灯带又称交流灯带,低压LED灯带又称直流灯带,那么高压灯带和低压灯带区别在哪里呢?下面就给大家介绍一下吧。
高压灯带和低压灯带区别
1、高压灯带和低压灯带两者主要在安全、安装、价格、包装和使用寿命这几个方面的区别;
2、安全:高压LED灯带采用的220V的电压工作,属于危险电压,在一些风险场合应用存在安全隐患;低压LED灯条是在直流12V的工作电压下工作,属于安全电压,可应用于各种场合,对人身没有任何危险性;
3、安装:高压LED灯条安装比较简单,可以直接用高压的驱动器来带动,一般工厂直接可以配置好,接通220V的电源就可以正常工作。而低压LED柔性灯带的安装要在灯带的前面安装直流电源,相对来说在安装时相对比较复杂;
4、价格:如果单从两种灯带来看,LED灯带价格差不多,但是从整体成本来衡量就不一样了,因为高压LED灯带配的是高压的电源,一般一个电源可以带30~50米LED柔性灯条,而且,相对来说高压电压成本比较低廉。而低压LED灯带要外配直流电源,一般1米60珠5050的灯带的功率大致是12~14W,也就意味着每米灯带要配15W左右的直流电源,这样低压LED灯带的造价成本就会提高很多,大大的高出了高压LED灯带。因此从整体成本来看,低压LED灯价格比高压LED灯价格要高;
5、包装:高压LED灯带的包装和低压LED灯带也差异很大,高压LED柔性灯带一般可以做到50~100米/卷;低压LED灯带一般最多做到5~10米/卷;超出10米以上的直流供电衰减就会很厉害;
6、使用寿命:低压LED灯带的使用寿命技术上将是50000-100000小时,而实际使用也可以达到30000-50000小时。高压LED灯带因为电压高,在单位长度上发热量就比低压LED灯带多很多,直接影响高压LED灯带的寿命,一般来说高压的使用寿命在10000小时左右;
以上就是高压灯带和低压灯带的区别,高低压LED灯带各有优劣性,大家可以根据自己的不同使用环境进行合理选择,做到不浪费资源。希望能对大家有所帮助。
3. 高压直流输电优点
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。
4. 直流电源的优缺点
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。
③直流输电时,其两侧交流系统不需同步运行,而交流输电必须同步运行。
交流远距离输电时,电流的相位在交流输电系统的两端会产生显著的相位差;并网的各系统交流电的频率虽然规定统一为50HZ,但实际上常产生波动。
这两种因素引起交流系统不能同步运行,需要用复杂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循环电流损坏设备,或造成不同步运行的停电事故。
在技术不发达的国家里,交流输电距离一般不超过300km而直流输电线路互连时,它两端的交流电网可以用各自的频率和相位运行,不需进行同步调整。
④直流输电发生故障的损失比交流输电小。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,另一侧要向故障一侧输送短路电流。
因此使两侧系统原有开关切断短路电流的能力受到威胁,需要更换开关。
而直流输电中,由于采用可控硅装置,电路功率能迅速、方便地进行调节,直流输电线路上基本上不向发生短路的交流系统输送短路电流,故障侧交流系统的短路电流与没有互连时一样。
因此不必更换两侧原有开关及载流设备。
在直流输电线路中,各级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,另一极仍可输送不少于一半功率的电能。
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。另外提醒一下:在直流输电系统中,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。
5. 直流电源的缺点
优点:1、直流电源加在线路上,没有感抗的消耗,所以需要的系统容量小;2、直流融冰所需进行的倒闸操作比交流融冰简单很多。
缺点:需要加装专门的直流融冰装置,购买装置需要额外的费用;移动式的直流融冰装置需要转运到现场,需要临时接线,耗费一定的时间。