變壓器及特高壓電網(wǎng)發(fā)展

申旭

摘 要：變壓器是整個電力電網(wǎng)必不可少的節(jié)點(diǎn)和樞組。節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、傳輸距離等是變壓器的重要指標(biāo)，關(guān)乎特高壓電網(wǎng)的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：變壓器；智能電網(wǎng)；節(jié)能；環(huán)保

變壓器發(fā)明于1885 年，目的是傳輸電能使用，大約在19 世紀(jì)末期起，油浸式變壓器與干式變壓器并存，對抗，并逐步取得優(yōu)勢。目前我廠生產(chǎn)的變壓器主要是油浸式變壓器，中國幾家著名的變壓器生產(chǎn)廠商也將油浸式變壓器作為主力型號規(guī)格作為產(chǎn)品推廣。隨著技術(shù)發(fā)展和進(jìn)步，時(shí)間到了20 世紀(jì)90年代后，油浸式變壓故有缺點(diǎn)顯現(xiàn)，比如體積較大，運(yùn)輸不便，相比之下，在全球范圍內(nèi)干式變壓器及其他類型的變壓器都有了長足的發(fā)展。

一、變壓器的現(xiàn)狀

電力變壓器主要是油浸式，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有心式和殼式兩種，根據(jù)相關(guān)文章得報(bào)道，其中心式占有率95 % ，剩下的型號只占5%，與油浸式變壓器相比，殼式變壓器結(jié)構(gòu)和制作上的工藝相對復(fù)雜些，但它的優(yōu)點(diǎn)是布置緊湊、體積較小、質(zhì)量較好，適于特殊地區(qū)空間場地小、運(yùn)輸不便的場所，所以殼式變壓器雖然市場占有率較低，但發(fā)展空間也不能小看。

二、特高壓電網(wǎng)的意義

眾所周知，京津冀是全國環(huán)境污染的重點(diǎn)地區(qū)，主要污染物來自燃煤?？刂旗F霾天氣，關(guān)鍵在于減少由于煤炭造成的污染物排放。作為電力能源行業(yè)來講，應(yīng)該改善能源結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展水電、太陽能、風(fēng)能和生物質(zhì)能等清潔能源，減少燃煤比例；推廣電動汽車，完善電動汽車充換電設(shè)施，減少汽車尾氣排放。

根據(jù)行業(yè)的數(shù)據(jù)顯示，一條運(yùn)行重載單元列車的鐵路，每年可以運(yùn)輸超過4億噸的煤炭，全部用于發(fā)電每年可發(fā)約1萬億千瓦時(shí)的電力，相當(dāng)于約2億千瓦輸電線路的輸電能力，運(yùn)輸距離遠(yuǎn)時(shí)經(jīng)濟(jì)性很好；但特高壓擴(kuò)大了輸電距離，且輸送的能力和方向性靈活，在地形復(fù)雜時(shí)，造價(jià)比鐵路占優(yōu)。

加快特高壓電網(wǎng)建設(shè)，是轉(zhuǎn)變能源和電力發(fā)展方式的關(guān)鍵所在，可從很大程度上將西部過剩的能源輸送到外地，這樣充分發(fā)揮中西部清潔能源，例如太陽能和風(fēng)電的發(fā)展，提高能源開發(fā)率，并且使它得到利用，否則沒有特高壓電網(wǎng)，即使西部擁有充分的資源，既不能自己使用，也不能供應(yīng)給中東部缺電的省份，不利于清潔能源開發(fā)利用，缺電省份也只能使用污染較嚴(yán)重的燃煤來解決電力問題，綜上所述，大規(guī)模發(fā)展特高壓電網(wǎng)能有效促進(jìn)東西部地區(qū)共同發(fā)展，充分發(fā)揮資源配置的作用，不僅解決了西部地區(qū)發(fā)的電力浪費(fèi)嚴(yán)重的問題，也解決了其他的省份電力不夠用問題。

特高壓的目的是使電力的遠(yuǎn)距離輸送成為可能。在中西部適宜地區(qū)開發(fā)相應(yīng)的清潔能源并且使它得到充分的利用才是正確的。在青海省大力發(fā)展風(fēng)電能源，在中國的新疆省大力發(fā)展太陽能，而東南沿海地區(qū)則發(fā)揮優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)核能，通過這樣，各省發(fā)揮自己的優(yōu)勢電力，再將它輸送到需要的地方。

以我國重慶市為例，重慶市在成為我國直轄市之前，本市產(chǎn)電力足以滿足本城市電力使用，但成為直轄市以來，工農(nóng)業(yè)電力需求大幅提升，本市電力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足電力需求，于是重慶向周邊兄弟省市借電發(fā)展，但隨著周邊省市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，周邊省市電力需求也在持續(xù)的上升中，逐漸無法滿足重慶電力的需求，于是重慶市開始在本市興建大型的電廠，所需要的煤炭從外省例如內(nèi)蒙古和山西買進(jìn)。另一方面，特高壓為大型能源基地的發(fā)展提供了條件。內(nèi)蒙古和山西是產(chǎn)煤的大省，在產(chǎn)煤的大省使用大型的機(jī)械化設(shè)備通過先進(jìn)的技術(shù)通過脫硫脫硝除塵等措施集中治理燃煤中燃燒過程中產(chǎn)生的污染物，使燃煤達(dá)到清潔的目的。使用特高壓電網(wǎng)將電力輸送到全國各個地方，使全國各個行業(yè)逐漸使用清潔的電力能源替代污染的能源，降低城市大氣污染。

三、輸電電壓與線路輸電能力的關(guān)系

采用特高壓輸電是減小輸電線上功率損失的最有效的方法，理論上電壓越高，損耗越小，當(dāng)然還有其他方面的考慮。由于Q=I？Rt，而R是無法改變的，所以要降低Q的話，就應(yīng)該盡量降低I。發(fā)電機(jī)的輸出功率P=UI，且P是恒定的，所以，要降低I，就應(yīng)該增大U。目前，遠(yuǎn)距離輸電所采用的電壓值，一般在幾十萬伏特以上，部分地區(qū)甚至適用幾千萬伏特的超高壓送點(diǎn)。一般現(xiàn)在特高壓線路輸送距離1000kv可以將電力輸送到2000km之外，最大不超過3000km，北京到重慶的距離可以達(dá)到。但是特高壓電網(wǎng)并不是完全沒有問題的，還存在一個難以解決的問題，就是能源安全的問題。假設(shè)將全國大部分的電廠都設(shè)置在內(nèi)蒙古或者中國的山西省，那么一旦戰(zhàn)爭來臨，設(shè)置在內(nèi)蒙古或者山西的電廠受到威脅后，中國將面臨能源的安全問題。這個問題至今困擾科研人員。

結(jié)論：在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)，我國經(jīng)濟(jì)社會工業(yè)力量一定是持續(xù)的增長，電力需求將越來越大。今后發(fā)展中，應(yīng)舉全國之力大力建設(shè)特高壓電網(wǎng)，通過不斷的技術(shù)更新解決電網(wǎng)在運(yùn)行中的各種問題，想盡辦法提高電網(wǎng)的安全性、經(jīng)濟(jì)性和適應(yīng)性，不僅有利于京津冀地區(qū)環(huán)境保護(hù)事業(yè)，也可使自己免受侵害。

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