中国特高压输电有多厉害 (特高压输电技术震惊外国)

谈到大国科技,很多人首先想到的是美国科技,美国是世界第一大国,其科技实力确实十分强大,但中国也有很多科学技术能卡住美国的脖子。这一技术令美国羡慕,让印度嫉妒,让中国发展变富,它就是中国的特高压输电技术。

中国特高压输电技术是否世界第一,中国令老外羡慕的科技

谈到输电技术小编能想到的就是在老家内蒙古大草原上树立的一个又一个极大的电线架,上面有着很多规规整整的黑色的电线。电力是本世纪最重要的能源之一,曾经一到过年期间,老家就会停电一到两个小时,错峰用电嘛,但这一现象在政府更换了一次村里的电线后就没有了,那时我十分感谢那条黑色的电线,它让我摆脱了没有灯光与电视的不快。

现在我了解那条黑色电线的来源,它是中国在电力科技上的发展与电力运输技术的突破。电力制造是一件非常容易的事情,建一个发电厂就可以了,而且发电技术已经十分成熟了,关键的难点就是运输,尤其是长距离运输。

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燃气轮机发电厂

特高压输电

聪明的观众老爷就说了,运输个电有什么费劲的,安一个电线不就完事了吗?没错,在家里需要用电的情况下只需要一个插排就能够完美解决,但如果发电厂在内蒙古,用电城市在上海呢?加长电线呗!理论没错,但电线越长,电阻就越大,电力消耗的就越多。简单来说就是如果我产生1000度的电力,当运输到上海的时候就只剩10度电了,如果这样玩,发电厂分分钟破产。

解决损耗的方法就是提高输电电压,学过物理的都了解,损耗与电压成反比,也就是电压越高,损耗越小,当电压提高一倍,损耗就变成之前的四分之一。这样一来解决问题的方式就出来了,发电厂发出电通过变压器升压,在高电压的状态下传输到目的地后再降压,最后通过城市电力网络运输到千家万户。

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万家灯火的城市

1890年时,传输电压为10千伏,随着科学技术的逐渐提升,输电电压也逐渐升高,到110千伏的高压输电,随后继续升高到330千伏的超高压输电,直到如今的特高压输电的1000千伏以上的电压。

有的同志就说了,这只是电压升高了些嘛,也没什么呀。怎么可能,根据上述电压与损耗的关系,超高压输电与特高压输电的损耗完全不是一个量级的,粗略算下来特高压输电的损耗是超高压输电的四分之一,大大节约了电力成本。

另外,特高压能够大大增加电力的传输距离,因为损耗小可以极大的增加传输距离,目前中国的特高压能够运输电力约3000公里。第三,特高压在同等条件下能够运输更多的电量,一根特高压电线能够运输同等条件下5倍超高压运输的电量。第四,能够大大降低远距离输送电力的成本,因为特高压容量极大,这样就能够减少导线的用量,进而降低电线的重量,运输电网的铁塔数就能够减少。

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白鹤滩-江苏800千伏特高压

正是因为这一技术的推广应用,才使得中国的电网建设位列全球前列。现在中国基本上每一个村落都有电力可以使用,远到青藏高原地区,进到沿海城市,就算是苍茫草原上的牧户都可以使用电力系统完成自身的农牧工作。

有人就要质疑了,那直接把发电厂建造在城市周边不就好了,还省的远距离传输搭电网了。确实是一个好主意,美国也就是这么干的,美国将国家电网划分成三个部分,分别是东部电网,西部电网与南部电网。东部地区以火力发电为主,西部地区以水电为主,南部是独立发电。然后,由于能源管道出现问题,导致南部的德州无电可用,几百万美国人因为没电在大雪天中冻了三天。

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暴风雪中骑自行车的美国人

这一根本原因就是东部与西部地区的电量根本不能运输到南部,因为电网不互联,也就是上面讲的每个区域建设一组发电装置的弊端。另外,美国也希望东部与西部地区的电网能够交互,这样可以减少东部地区煤炭的消耗。但可惜,西部的电力需要穿越美国中部的丘陵山地,建设成本高,而且电力刚刚运输到邻州就消耗的差不多了,根本无法远距离运输。

美国就没有想过特高压输电吗?想了,但,,,美国做不到啊!美国与前苏联都研究过特高压输电,美国只有实验室水平,根本推广不开;苏联制造的有有很大的隐患,最后胎死腹中。特高压输电到底难点在哪里?我们继续分析。

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电力变压器

技术难关

关于特高压输电最直接的问题就是变压器保护层。保护层?不是用绝缘物品包裹住不就可以了吗?没有问题,关键是如何绝缘。橡胶不就绝缘吗,还有塑料等等物品都是绝缘的啊。

首先,绝缘是相对概念。橡胶绝缘,电压增加到一万伏后,橡胶就能够导电。另外还有一个更直接的,空气绝缘,但闪电也可以击穿空气,很多电容也是利用空气做绝缘层的,但电压超标后还是会击穿电容,即便是最绝缘的陶瓷也只能承受50千伏的高压。

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过载导致线路短路

特高压的标准是直流800千伏,交流1150千伏,没有绝缘体能够承受如此高的电压。所以,特高压输电技术并不简单,这也是这项技术难以突破的原因。

当初美国在实验室搞了一个绝缘体,加强版陶瓷。整是整出来了,但是太沉了,一个变压器足足七千吨,一辆挂车的满载才150吨,这玩意还是陶瓷的,不能拆卸,只能整体运输。美国不甘心,研究运输工具去了,随后又有问题,怎么抬起来?

这一问题美国埋头苦干,结果是床底下摆蚊香--没下文了。最后没办法,向中国提出“技术救援”,将中国的龙门吊拉到美国去,把那个大玩意的起降问题解决了。运输的时候还是问题,美国没能研究出载七千吨重的运输工具。毕竟什么路能够承受七千吨的压力,很多路只有几十吨的承重能力,还有就是桥梁呢?总之这个研究出现的问题就如印度的网络语言一般,百花齐放,姹紫嫣红。在万般无奈下美国被迫放弃这一计划。

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中国的解决方式就简单了,直接换材料,陶瓷那么沉我们就换一个轻的,中国选择的是特种绝缘纸。这种纸能够一匝一匝的缠起来,能够起到很好的绝缘效果,另外就是质量很轻,制作好只有五百吨,但这还是很难运输,毕竟普通挂车只能整百十吨上下。为此,中国研究出一个八十多米长的运输卡车,能够解决运输问题。

在运输路径的规划上,中国科学家也费劲脑筋,尽可能走国家级道路,减少途径的桥梁,实在要走也会加固桥的承重能力,沿途路面实施全面加固。在基建狂魔的buff加持下,中国才完成这一壮举。

变压器问题是解决了,下一个问题就是电力传输中的问题,首先就是电晕现象。科普一下什么是电晕现象,电晕现象就是在高压绝缘体表面的空气或液体受电压影响电离,进行局部放电的现象。简单的讲就是电压太高了,造成了绝缘体内外巨大的电压差,这样会使绝缘体表面有大量的电荷,最终被其他介质吸收的过程,直接感觉就是类似静电的效果。

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当时苏联研究的特高压电力传输就存在上述问题,他们的输电线总能时不时看到蓝色的火花,如果离的进一些还能听到噼里啪啦的声响。如果特高压传输线路是这样的,估计没有人愿意住在电线下面,毕竟,高压电和火花都有可能造成生命财产安全问题。

不过苏联还好,毕竟他们的线路途径西伯利亚等地,那里人烟稀少,除了对飞到电线上的鸟和周围环境有威胁外,其他的影响不大,当然,这种线路途径森林等地区容易引发森林火灾就是了。

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森林火灾

在中国这样的事情是不允许的,中国人口稠密,电力网途径的地区也有草地,森林等地形,这一问题必须解决。即便是前苏联后来也从1000千伏降低电压到500千伏,而中国的解决方式是更改导线。

中国采用八分裂的导线进行电力输送,这样不但很好的解决了电晕效应问题,还极大的稳定了电力系统的输电稳定性。现在我回家可以看到传输塔上有很多类似发卡的东西,一个夹住八根电线,也有夹四根或者六根的,这就是中国的科学技术。

中国特高压电力传输还有很多很多的问题,这些问题都被科学家一个又一个的克服了,当然,中国付出了很大的代价,花费了大量的人力物力与财力。中国为什么一定要搞出特高压输电技术?很多的发达国家有没有搞,中国为什么另辟蹊径的去搞特高压呢?

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火力发电大型机组

国情所迫

中国要搞特高压输电是国家形式的需要。首先,这项技术主要的应用是远距离输送电力,像是日本,德国,韩国,英国与法国等发达国家是能够进行技术研究的,但他们国土面积较小,高压输电虽然有损耗但也是可以容忍的范围,而且日本进行过研究,但经济泡沫被扎破后,经济出现问题,也就放弃了研究。

再谈美国与俄罗斯,俄罗斯国土面积很大,主要的能源集中在东边的西伯利亚地区,但俄罗斯的天然气与石油管道技术很发达,可以通过管道将能源运输到西部人口集中的地区进行电力的生产。

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天然气和石油管道

至于美国也是一个道理,美国电力系统三分天下,每个地区都能够完成自己的发电任务,另外美国也是一个能源大国,可以用来发电的天然气与石油很多,通过管道运输,甚至通过本地采集都能够完成当地的发电任务。

再回到中国,中国的国情大家都清楚的,中国大部分人口都生活在东南沿海地区,但沿海地区的能源却少的可怜。至于中国的石油与天然气很大程度依赖进口,中国的石油与天然气储量较低,这就导致中国必然不能走俄罗斯与美国的策略。

中国大力发展光电,风电,水电等清洁能源,但这些能源的利用多数在西部或西南等地。比如,*疆新**建设的大量的太阳能发电厂,长江流域建设的三峡水力发电站,内蒙古的风力发电系统等新型发电厂。这些地域发的电需要运送到东南沿海地区去,这种超远距离的电力运输只能通过特高压输电。

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风力涡轮机发电

实际上,中国发展特高压输电不但解决了中国本国的能源运输问题,中国同样可以通过这项技术完成技术出口进而发展本国经济,比如中国帮助巴西建设的2000公里的电路运输线。这样不但可以完成技术出口赚取外汇,还能够提高国际影响力,毕竟这是提升民生的工程。

在完成本国的电力建设后,中国也可以通过这项技术完成能源出口。观众老爷可能要问了,刚刚还说中国的石油,天然气含量低,另外中国大部分发电都是火力发电,怎么大规模出口?实际上中国早就着手解决这一能源问题了。

中国的火电占比正在逐年减少,新能源正在大力发展起来,除了水电,光电,风电以外,中国的核电技术也是世界独步的。

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核电站景色

言归正传,中国的核电技术十分成熟,也曾多次完成技术出口,另外,中国的核聚变发电技术也在加紧研究中,由此可见中国在新能源上下的决心与力度是十分大的。将来,中国的电力可能就要遍布欧亚大陆,完成能源出口与技术出口的战略目标。

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星辰大海

中国人的目标永远是星辰大海,本来中国能源处于劣势,但中国通过技术革新转变为自己的优势。能源永远都是重要的资源,在未来,谁掌握了能源,谁就站在最有利的位置上。

中国科技日增强,改变格局赢市场;一条电线特高压,换的未来新光芒。