[發(fā)明專利]低頻輸電方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 94101608.0
• 申請日: 1994-02-03
• 公開（公告）號: CN1106583A
• 公開（公告）日: 1995-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王錫凡
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02M5/16
• 代理公司: 西安交通大學(xué)專利事務(wù)所
• 代理人: 黃瑞華

本發(fā)明屬于發(fā)電、變電或配電技術(shù)領(lǐng)域，更進(jìn)一步涉及到低頻輸送電力的方法。

目前輸電系統(tǒng)大多采用50HZ或60HZ的交流輸電方式。限制其輸送容量的主要因素為輸電系統(tǒng)的電抗X。輸電系統(tǒng)的極限功率可以近似地用下式表示。

Pmax=U2X (式1） ]]>

這里的U是輸電系統(tǒng)的額定電壓。為了提高輸送容量，歷來都采用提高電壓U的方法。但提高額定電壓往往受到制造水平的限制。

由于直流電路不存在電抗的問題，近代輸電系統(tǒng)也有采用直流輸電的。但直流輸電系統(tǒng)兩端的換流設(shè)備價格昂貴，使其難以廣泛應(yīng)用。此外，直流輸電方式難以從輸電線路中間引出分支功率，也是一個缺點(diǎn)。

近來為了改善交流輸電系統(tǒng)特性，還出現(xiàn)了FACTS系統(tǒng)（Flexible??AC??Transmission??System）。這種輸電系統(tǒng)是利用電子設(shè)備控制的電容、電感來改變輸電系統(tǒng)的參數(shù)，以達(dá)到提高輸送容量的目的。FACTS不可能大幅度提高輸送容量，此外對電子控制設(shè)備的要求很高，目前的制造水平還難以滿足要求。

除了FACTS外，緊湊型的輸電線路也是以改變線路參數(shù)來提高交流輸電系統(tǒng)輸送容量的一種方式。這種輸電線路的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，運(yùn)行很不靈活。

本發(fā)明的目的是提供一種可以大幅度提高交流輸電系統(tǒng)輸送容量的方法，在輸送相同功率時可以顯著減少輸電線路數(shù)目，從而達(dá)到節(jié)約投資、減少出線走廊的目的。此外還可以輸送水電站建設(shè)過程中發(fā)出的低頻電力以達(dá)到盡早發(fā)揮其效益的目的。

本發(fā)明的原理是：交流輸電系統(tǒng)的電抗X與頻率f成正比，即：????X＝2πfL????（式2）

其中，L表示輸電系統(tǒng)電感，頻率降低K倍，在輸電線路完全不變的情況下，將使電抗降低K倍，因此根據(jù)式1，在額定電壓不變的情況下，極限功率將提高K倍。

本發(fā)明的低頻輸送電力的方法是由下列過程組成的：

1、由水輪發(fā)電機(jī)組6發(fā)出低頻電或由發(fā)電機(jī)組1發(fā)出工頻電再經(jīng)一般變壓器7或分頻變壓器2變成低頻電;

2、低頻電力通過輸電線路3輸送到未端;

3、由倍頻變壓器4將低頻電轉(zhuǎn)變成工頻后送入工頻電力系統(tǒng)5。

本發(fā)明的方法如附圖1和附圖2所示。

附圖1中，1為發(fā)電機(jī)組;2為分頻變壓器，3為輸電線路，4為倍頻變壓器，5為工頻電力系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)組1發(fā)出的工頻電力，經(jīng)分頻變壓器2將頻率降為低頻，由輸電線路3送至末端，由倍頻變壓器4將頻率提高為工頻后送入工頻電力系統(tǒng)，這里的分頻變壓器2及倍頻變壓器4由靜止鐵磁元件或電力電子元件構(gòu)成，靜止鐵磁元件的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠、造價低廉。電力電子元件的優(yōu)點(diǎn)是工作效率高，安裝靈活。

附圖2中，6為水輪發(fā)電機(jī)組，7為一般變壓器，3為輸電線路，4為倍頻變壓器，5為工頻電力系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)電機(jī)組為水輪發(fā)電機(jī)組6時，分頻變壓器可以由一般變壓器7代替，水輪發(fā)電機(jī)組6可以直接發(fā)出低頻電力，因為水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速較低，適宜于發(fā)出低頻電力，只需減少發(fā)電機(jī)的極對數(shù)即可，例如，將極對數(shù)減少到1/3，則發(fā)電機(jī)發(fā)出16 2/3 HZ的電力，這種電力可以利用較簡單的倍頻變壓器即可變?yōu)楣ゎl。低頻輸電系統(tǒng)用來輸送水電站的電能特別有利。此外，巨型水電站一般遠(yuǎn)離工業(yè)負(fù)荷中心，若利用低頻輸電就可節(jié)約輸電線路投資，經(jīng)濟(jì)效益十分巨大。

大型水電站一般建設(shè)期較長，達(dá)十幾年，在這期間投入資金得不到效益。利用低頻輸電方式就可以在水電站建設(shè)過程中向電力系統(tǒng)輸出電能，發(fā)揮效益。其方法是在壩高上升到一定程度時，水輪機(jī)以小于額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行發(fā)出低頻電，并以上述輸電方式向系統(tǒng)供電，這樣可以顯著提高水電的竟?fàn)幠芰Α?/p>