變壓器及特高壓電網發展

申旭

摘 要：變壓器是整個電力電網必不可少的節點和樞組。節能、經濟、傳輸距離等是變壓器的重要指標，關乎特高壓電網的發展前景。

關鍵詞：變壓器；智能電網；節能；環保

變壓器發明于1885 年，目的是傳輸電能使用，大約在19 世紀末期起，油浸式變壓器與干式變壓器并存，對抗，并逐步取得優勢。目前我廠生產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廠商也將油浸式變壓器作為主力型號規格作為產品推廣。隨著技術發展和進步，時間到了20 世紀90年代后，油浸式變壓故有缺點顯現，比如體積較大，運輸不便，相比之下，在全球范圍內干式變壓器及其他類型的變壓器都有了長足的發展。

一、變壓器的現狀

電力變壓器主要是油浸式，產品結構有心式和殼式兩種，根據相關文章得報道，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，殼式變壓器結構和制作上的工藝相對復雜些，但它的優點是布置緊湊、體積較小、質量較好，適于特殊地區空間場地小、運輸不便的場所，所以殼式變壓器雖然市場占有率較低，但發展空間也不能小看。

二、特高壓電網的意義

眾所周知，京津冀是全國環境污染的重點地區，主要污染物來自燃煤。控制霧霾天氣，關鍵在于減少由于煤炭造成的污染物排放。作為電力能源行業來講，應該改善能源結構，大力發展水電、太陽能、風能和生物質能等清潔能源，減少燃煤比例；推廣電動汽車，完善電動汽車充換電設施，減少汽車尾氣排放。

根據行業的數據顯示，一條運行重載單元列車的鐵路，每年可以運輸超過4億噸的煤炭，全部用于發電每年可發約1萬億千瓦時的電力，相當于約2億千瓦輸電線路的輸電能力，運輸距離遠時經濟性很好；但特高壓擴大了輸電距離，且輸送的能力和方向性靈活，在地形復雜時，造價比鐵路占優。

加快特高壓電網建設，是轉變能源和電力發展方式的關鍵所在，可從很大程度上將西部過剩的能源輸送到外地，這樣充分發揮中西部清潔能源，例如太陽能和風電的發展，提高能源開發率，并且使它得到利用，否則沒有特高壓電網，即使西部擁有充分的資源，既不能自己使用，也不能供應給中東部缺電的省份，不利于清潔能源開發利用，缺電省份也只能使用污染較嚴重的燃煤來解決電力問題，綜上所述，大規模發展特高壓電網能有效促進東西部地區共同發展，充分發揮資源配置的作用，不僅解決了西部地區發的電力浪費嚴重的問題，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距離輸送成為可能。在中西部適宜地區開發相應的清潔能源并且使它得到充分的利用才是正確的。在青海省大力發展風電能源，在中國的新疆省大力發展太陽能，而東南沿海地區則發揮優勢產業核能，通過這樣，各省發揮自己的優勢電力，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，本市產電力足以滿足本城市電力使用，但成為直轄市以來，工農業電力需求大幅提升，本市電力遠遠不能滿足電力需求，于是重慶向周邊兄弟省市借電發展，但隨著周邊省市經濟的發展，周邊省市電力需求也在持續的上升中，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蒙古和山西買進。另一方面，特高壓為大型能源基地的發展提供了條件。內蒙古和山西是產煤的大省，在產煤的大省使用大型的機械化設備通過先進的技術通過脫硫脫硝除塵等措施集中治理燃煤中燃燒過程中產生的污染物，使燃煤達到清潔的目的。使用特高壓電網將電力輸送到全國各個地方，使全國各個行業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，就應該盡量降低I。發電機的輸出功率P=UI，且P是恒定的，所以，要降低I，就應該增大U。目前，遠距離輸電所采用的電壓值，一般在幾十萬伏特以上，部分地區甚至適用幾千萬伏特的超高壓送點。一般現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到。但是特高壓電網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。假設將全國大部分的電廠都設置在內蒙古或者中國的山西省，那么一旦戰爭來臨，設置在內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。

結論：在相當長的時間內，我國經濟社會工業力量一定是持續的增長，電力需求將越來越大。今后發展中，應舉全國之力大力建設特高壓電網，通過不斷的技術更新解決電網在運行中的各種問題，想盡辦法提高電網的安全性、經濟性和適應性，不僅有利于京津冀地區環境保護事業，也可使自己免受侵害。

參考文獻：

[1]崔潔玲 變壓器的現狀及展望 2009-02-05

[2]韓小平 智能電網_信息革命和新能源革命的整合 中國能源網 2009-02018