一種大容量電力輸送方法及其電力輸送系統的製作方法
2023-12-11 12:35:57 3
專利名稱：一種大容量電力輸送方法及其電力輸送系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電力輸送的方法，特別是涉及一種較近距離的大容量電力 輸送方法，並涉及一種採用此方法的電力輸送系統。
背景技術：
為了降低電力在輸送過程中的損耗，從發電廠到電力用戶之間的電能輸送， 通常採用高壓輸送的方式，如圖1所示，即從發電設備1輸出的數千伏特的電
壓，進入開關設備I 6，再進入升壓變電設備2，經過一級或多級升壓,產生110KV、 220KV、 350KV、 500KV及百萬千伏以上等多個級別的高電壓，並通過輸送導體3 輸送到電力用戶所在地的降壓變電設備4，通過一級或多級降壓，產生符合用戶 使用要求的動力電。在升電壓和降電壓的過程中，由於變壓器及變電設備自身 產生的電能損耗是不可避免的，這不但造成了電能的額外消耗，而且設備投資 及維護成本巨大。
隨著我國國民經濟的快速發展，湧現出了一批用電負荷大且集中的產業， 如電解鋁、電解銅及化工電解行業，這些企業大都擁有自己的發電廠或以發電 廠作為依靠，並有一個共同的特點 一是用電負荷大且集中，二是發電廠距離 用電負荷很近，大都在數百米到數公裡之間。這一類型企業的出現，為改變傳 統的高壓輸電方式提供了條件。由於受傳統輸電技術的影響，這些企業仍採用 高壓輸電的方式。目前的主流火力發電機組輸出的電壓有1萬伏、2萬伏等多種， 用電負載的電壓等級最大的達1500多伏，如電解鋁生產系列。 一個電解鋁廠， 用電負荷大的可達百萬千瓦，因供電調壓所造成的電力損耗功率就高達2000多 千瓦，每年造成的電力損耗高達1700多萬度電。所以， 一種低電壓大容量的電 力輸送方法的出現已迫在眉睫。
發明內容
本發明的目的是提供一種大容量電力輸送方法及其電力輸送系統。 為實現上述目的，本發明採用以下技術方案
本發明中，將發電廠輸出的電能通過傳送設備直接輸送至用電負載上。
上述的用電負載的電力負荷大且集中，上述的用電負載的電力負荷大且集 中，容量至少為50MW並且與發電廠的距離為100m 5000m。
一種為實施上述方法所採用的大容量電力輸送系統，它包括至少一組發電 設備，發電設備通過開關設備I和輸送導體直接與至少一組用電負載連接
在上述的用電負載的前端設有開關設備II 。在上述的用電負載前端設有降壓變電設備，降壓變電設備的輸入電壓與發 電設備的輸出電壓相匹配，其輸出電壓與用電負載相匹配。
在上述的開關設備i後端、開關設備n前端通過聯絡變電設備與公共電網 相連。
在每組的發電設備的後端設有整流變壓器，整流變壓器通過整流器與每組 的用電負載相連接。
在整流變壓器的前端設有調壓變壓器。 每組的發電設備通過聯絡母線並聯在一起。 每組的用電負載通過聯絡母線並聯在一起。 在發電設備的後端設有整流器，整流器通過直流變電設備與用電負載相連接。
上述的發電設備為火力發電機、水力發電機的任一或其組合，所述的輸送 導體為銅導線或鋁導線或超導體中的任意一種或其幾種組合。
採用上述技術方案的本發明，具有以下的積極有益效果
1、 本發明採用直供電的方式，省掉了發電機電力輸出後的升壓環節，從而 避免了此環節在運行過程中的電力損耗，如省掉一臺百萬千瓦容量的升壓變壓 器，每年就可節省電能達1700多萬度電，節能效果顯著；
2、 本發明的方法採用直供電的方式，省去了發電機電力輸出後的主變壓器 及其附帶設備， 一臺百萬千瓦的發電設備就可節省設備投資數千萬元，並大幅
度減少了設備日常維護費用及人力費用；
3、 本發明由發電機發出的電力不升壓直接供電，降低了用電負載前變壓器 及聯絡變壓器的電壓等級，從而減少了此部分的設備投資，並使設備簡化，運 行安全；
4、 本發明最適用於近距離輸電，應用超導體也可實現遠距離輸電;
5、 本發明適用於範圍廣，有極大的推廣應用價值。
圖1為現有技術高壓輸電技術的結構示意圖2為本發明實施例1的原理結構圖3為本發明實施例2的原理結構圖4為本發明實施例3的原理結構圖5為本發明實施例4的原理結構圖6為本發明實施例5的原理結構圖7為本發明實施例6的原理結構圖；圖8為本發明實施例7的原理結構圖； 圖9為本發明實施例8的原理結構圖。
具體實施方式
實施例1
本發明將發電廠輸出的電壓通過傳送設備直接輸送至用電負載上。上述的 用電負載的電力負荷大且集中，容量為50MW並且與發電廠的距離為100m。
如圖2所示，為實施上述方法採用的大容量電力輸送系統，它包括發電設 備1，發電設備通過開關設備I 6和輸送導體3直接與用電負載5連接。
由發電設備1輸出的電力進入開關設備I6，閉合開關設備I6，使發電設 備1與輸送導體3連接，電力通過輸送導體3輸送到用電負載5，此方法中電壓 的調整是通過發電設備1的調壓功能實現的，主要應用於用電負載5與發電設 備l電壓差距較小的實際中。
本實施例中發電設備1採用火力發電機，輸送導體3採用超導材料，以降 低較低電壓電力輸送的損耗。
實施例2
本發明將發電廠輸出的電壓通過傳送設備直接輸送至用電負載上。上述的 用電負載的電力負荷大且集中，容量為60麗並且與發電廠的距離為500m。
如圖3所示，為實施上述方法採用的大容量電力輸送系統，它包括發電設 備l，發電設備通過開關設備I6和輸送導體3連接，在近用電負載5端，再設 有開關設備IU5，開關設備II15直接與用電負載5連接。
本實施例中，發電設備1採用水力發電機，輸送導體3採用超導材料，以 降低較低電壓電力輸送的損耗。
實施例3
本發明將發電廠輸出的電壓通過傳送設備直接輸送至用電負載上。上述的 用電負載的電力負荷大且集中，容量為70麗並且與發電廠的距離為1500m。
如圖4所示，為實施上述方法採用的大容量電力輸送系統，它包括發電設 備l，發電設備通過開關設備I6和輸送導體3直接與用電負載5連接。在上述 用電負載5前端設有降壓變電設備4，降壓變電設備4的輸入電壓與發電設備1 的輸出電壓相匹配，其輸出電壓與用電負載5相匹配。
本實施例中，發電設備1釆用火力發電機，發電設備1輸出的電壓以其額 定電壓輸出，不需要調整，在用電負載5前安裝有降壓變電設備4，以使降壓變 電設備4輸出的電壓與用電負載5相匹配。輸送導體3採用普通的銅導體材料。
實施例4本發明將發電廠輸出的電壓通過傳送設備直接輸送至用電負載上。上述的
用電負載的電力負荷大且集中，容量為80麗並且與發電廠的距離為2000m。
如圖5所示，為實施上述方法採用的大容量電力輸送系統，它包括發電設 備l，發電設備通過開關設備I6和輸送導體3連接，在近用電負載5端，再設 有開關設備I115，開關設備II15與用電負載5連接。在開關設備II15後端、用 電負載5前端設有降壓變電設備4，降壓變電設備4的輸入電壓與發電設備1的 輸出電壓相匹配，其輸出電壓與用電負載5相匹配。另外，在開關設備I 6後端、 開關設備I115前端通過聯絡變電設備7與公共電網8相連，且聯絡變電設備7
通過開關設備mi2接入到傳輸線路中。本實施例中，開關設備i6、開關設備n 15、開關設備mi2在實際工程中可同時設置在一個控制櫃中，以方便操作。
其工作原理及過程如下
當發電設備i正常狀況下，開關設備16和開關設備ni5閉合，開關設備
nil2斷開，實現聯絡變電設備7與降壓變電設備4之間斷開，發電設備l與降 壓變電設備4直接連接，給用電負載5供電。
當發電設備i出現故障時，開關設備mi2和開關設備ni5閉合，開關設備
I 6斷開，此時發電設備1與降壓變電設備4斷開，公共電網8通過聯絡變電設 備7和降壓變電設備4給用電負載5供電。
當發電設備i輸出電力不夠時，開關設備ie、開關設備mi2和開關設備n
15可同時閉合，此時發電設備1和公共電網8同時給用電負載5供電。
當電力負載需切除時，開關設備16和開關設備mi2閉合，開關設備ni5
斷開，實現發電設備1發出的電力向公共電網8的輸送。另外，在聯絡變電設 備7與公共電網8之間也可安裝開關。
本實施例中，發電設備採用火力發電機和水力發電機的組合，輸送導體3 為銅導線和鋁導線的組合。
實施例5
本發明將發電廠輸出的電壓通過傳送設備直接輸送至用電負載上。上述的 用電負載的電力負荷大且集中，容量為90麗並且與發電廠的距離為3000m。
如圖6所示，為實施上述方法採用的大容量電力輸送系統，它包括至少一 組發電設備1和至少一組用電負載5，在每組的發電設備1的後端設有整流變壓 器IO，整流變壓器10通過整流器11與每組的用電負載5相連接。每組的用電 負載5通過聯絡母線13並聯在一起。
本實施例中，由於發電設備1由多組組成， 滿足用電負荷的需要；用電 負載5有多組組成，以滿足發電設備容量的需要。在各用電負載之間安裝有聯絡母線13，以均衡各負載之間的電力需要。
本實施例中，發電設備1採用火力發電機，輸送導體3為鋁導線材料。其 他技術特徵與實施例l相同。
實施例6
本發明將發電廠輸出的電壓通過傳送設備直接輸送至用電負載上。上述的 用電負載的電力負荷大且集中，容量為100MW並且與發電廠的距離為3500m。
如圖7所示，為實施上述方法採用的大容量電力輸送系統，它包括至少一 組發電設備1和至少一組用電負載5，在每組的發電設備1的後端設有整流變壓 器IO，整流變壓器10通過整流器11與每組的用電負載5相連接。每組的發電 設備1通過聯絡母線13並聯在一起。
本實施例中，由於發電設備1由多組組成，以滿足用電負荷的需要；用電 負載5有多組組成，以滿足發電設備容量的需要。在各發電設備1之間安裝聯 絡母線13，以均衡各發電設備之間的輸出電力。
本實施例中，發電設備1採用水力發電機，輸送導體3為鋁導線材料和超 導體的組合。其他技術特徵與實施例l相同。
實施例7
本發明將發電廠輸出的電壓通過傳送設備直接輸送至用電負載上。上述的 用電負載的電力負荷大且集中，容量為120匿並且與發電廠的距離為4000m。
如圖8所示，為實施上述方法採用的大容量電力輸送系統，它包括發電設 備1，發電設備1的後端設有整流變壓器10,整流變壓器10通過整流器11與 用電負載5相連接。在上述的整流變壓器10的前端還設有調壓變壓器9。
本實施例是本發明方法在電解鋁工業上的應用。發電設備1輸出的電力通 過輸送導體3進入調壓變壓器9，通過調壓變壓器9輸出符合要求的電壓，輸入 整流變壓器IO，再輸入整流器ll，由整流器ll輸出的直流電供電解生產使用。
本實施例中，發電設備1採用火力發電機，輸送導體3為銅導體和超導體 的組合。其他技術特徵與實施例1相同。
另外，本實施例還可以在開關設備I6的後端連接聯絡變電設備7，並通過 聯絡變電設備7與公共電網8連接，以完成實施例4的功能。
實施例8
本發明將發電廠輸出的電壓通過傳送設備直接輸送至用電負載上。上述的 用電負載的電力負荷大且集中，容量為150MW並且與發電廠的距離為5000m。
如圖9所示，為實施上述方法採用的大容量電力輸送系統，它包括發電設 備1，在發電設備1的後端設有整流器11，整流器11通過直流變電設備14與用電負載5相連接。
發電設備1輸出的電壓直接進行整流器11進行高壓整流，整流後的直流電 通過輸送導體3進入直流調壓設備14，由直流調壓設備14輸出符合用電負載5 要求的電壓和電流，供用電負載5使用。
本實施例中，發電設備l採用火力發電機和水力發電機的組合，輸送導體3 為銅導體、鋁導體和超導體的組合。其他技術特徵與實施例l相同。
實施例9
本發明將發電廠輸出的電壓通過傳送設備直接輸送至用電負載上。上述的 用電負載的電力負荷大且集中，容量為20(MW，並且與發電廠實現遠距離傳輸， 所述的遠距離傳輸是指超過5000m以上的距離。
為實施上述方法採用的大容量電力輸送系統，它包括發電設備l，發電設備 通過開關設備I 6和輸送導體3直接與用電負載5連接。
本實施例中，發電設備1採用火力發電機和水力發電機的組合，輸送導體3 為超導材料，以實現遠距離傳輸。其他技術特徵與實施例l相同。
權利要求
1、一種大容量電力輸送的方法，其特徵在於將發電廠輸出的電能通過傳送設備直接輸送至用電負載上。
2、 根據權利要求1所述的一種大容量電力輸送的方法，其特徵在於所述 的用電負載的電力負荷大且集中，容量至少為50MW並且與發電廠的距離為 100m 5000m。
3、 一種為實施權利要求l所採用的大容量電力輸送系統，其特徵在於它 包括至少一組發電設備(1)，發電設備通過開關設備I (6)和輸送導體(3) 直接與至少一組用電負載(5)連接。
4、 根據權利要求3所述的人容量電力輸送系統，其特徵在於在所述的用 電負載(5)的前端設有開關設備II (15)。
5、 根據權利要求3所述的大容量電力輸送系統，其特徵在於在所述的用 電負載(5)前端設有降壓變電設備(4)，降壓變電設備(4)的輸入電壓與發 電設備(1)的輸出電壓相匹配，其輸出電壓與用電負載(5)相匹配。
6、 根據權利要求3或4或5所述的大容量電力輸送系統，其特徵在於在 所述的開關設備I (6)後端、開關設備II (15)前端通過聯絡變電設備(7) 與公共電網(8)相連。
7、 根據權利要求3所述的大容量電力輸送系統，其特徵在於在每組的發 電設備(1)的後端接有整流變壓器(10)，整流變壓器(10)通過整流器(11) 與每組的用電負載(5)相連接。
8、 根據權利要求7所述的大容量電力輸送系統，其特徵在於在所述的整 流變壓器(10)的前端設有調壓變壓器(9)。
9、 根據權利要求7所述的大容量電力輸送系統，其特徵在於每組的發電 設備(1)通過聯絡母線(13)並聯在一起。
10、 根據權利要求7所述的大容量電力輸送系統，其特徵在於每組的用 電負載(5)通過聯絡母線(13)並聯在一起。
11、 根據權利要求3所述的大容量電力輸送系統，其特徵在於在所述的 發電設備(1)的後端設有整流器(11)，整流器(11)通過直流變電設備(14) 與用電負載(5)相連接。
12、 根據權利要求3或7或9或11所述的大容量電力輸送系統，其特徵在 於所述的發電設備(1)為火力發電機、水力發電機的任一或其組合，所述的 輸送導體(3)為銅導線或鋁導線或超導體中的任意一種或其幾種組合。
全文摘要
本發明公開了一種大容量電力輸送的方法，將發電廠輸出的電能通過傳送設備直接輸送至用電負載上。並提供了一種大容量電力輸送系統，它包括至少一組發電設備，發電設備通過開關設備I和輸送導體直接與至少一組用電負載連接。採用上述技術方案的本發明，具有以下的積極有益效果採用直供電的方式，省掉了發電機電力輸出後的升壓環節，從而避免了此環節在運行過程中的電力損耗；採用直供電的方式，省去了發電機電力輸出後的主變壓器及其附帶設備；本發明由發電機發出的電力不升壓直接供電，降低了用電負載前變壓器及聯絡變壓器的電壓等級，從而減少了此部分的設備投資，並使設備簡化，運行安全。
文檔編號H02J3/00GK101609988SQ200810050099
公開日2009年12月23日 申請日期2008年6月20日 優先權日2008年6月20日
發明者劉久貴, 張洪恩, 梁學民 申請人:劉久貴;張洪恩;梁學民