專利名稱：低頻輸電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
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(jià)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(gè)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(duì)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(shí)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(jià)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(shí)，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?yàn)樗啓C(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(duì)數(shù)即可，例如，將極對(duì)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(shí)，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?br> 權(quán)利要求
1.一種輸送電力的方法，其特征在于利用低頻電力進(jìn)行輸送，這種方法由下列幾個(gè)過程組成(1、1)將水輪發(fā)電機(jī)組(6)發(fā)出的低頻電或由發(fā)電機(jī)組(1)發(fā)出的工頻電經(jīng)般變壓器(7)或分頻變壓器(2)變成低頻電；(1、2)低頻電力通過輸電線路(3)輸送到未端；(1、3)由倍頻變壓器(4)將低頻電轉(zhuǎn)變成工頻電后送入工頻電力系統(tǒng)(5)。
全文摘要
交流輸電系統(tǒng)的輸送能力主要受電抗的限制，而電抗與交流電頻率成比例，因此降低輸電系統(tǒng)的頻率可以提高輸送容量，本發(fā)明提出了一種低頻輸電方法，利用這種方法在輸送同樣功率時(shí)只需較少的輸電線路，不僅可以節(jié)約投資，而且減少了出線直廊數(shù)，此外水電站在建設(shè)過程中，可在較低的水位條件下發(fā)出低頻電，用此輸電方法向用戶送電，可提前發(fā)揮水電的效益。
文檔編號(hào)H02J3/00GK1106583SQ94101608
公開日1995年8月9日 申請(qǐng)日期1994年2月3日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月3日
發(fā)明者王錫凡 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)