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輸電系統 (8346 views - Electrical Engineering)

輸電系統(Power Transmission System)是指由發電廠傳輸電力到配電系統之間的系統,主要由高壓電纜、鐵塔(或水泥桿、木桿)及多組變電所組成。藉由提高電力傳輸過程中的電壓,降低傳輸時的功率損耗。
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輸電系統

輸電系統

輸電系統Power Transmission System)是指由發電廠傳輸電力配電系統之間的系統,主要由高壓電纜鐵塔(或水泥桿、木桿)及多組變電所組成。藉由提高電力傳輸過程中的電壓,降低傳輸時的功率損耗。

系統需求

  1. 安全性(Safety)
  2. 可靠性(Reliability)
    在可靠性之考量上,配電系統供應每個用戶通常為單一回路送電。
    在輸電系統,發電廠或變電所由於供應的區域較廣,因此會採用多回路或者環路供電方式。
    類似多回路送電之設計上,還要考量其中任何一回路或者兩回路故障斷電或停電維修時,不會造成下游的用戶停電、上游的電廠跳機、僅存的線路過載,這種考量稱之為N-1或N-2設計。
    有些變電所或變壓器的設置也有N-1的考量。
  3. 初期費用(First Cost)
    輸電系統興建的初期費用,架空輸電線路之用地取得日益困難、成本日增,地下電纜則興建成本約為架空輸電線路之10倍。
  4. 操作簡化(Simplicity of Operation)
  5. 電壓調整率(Voltage Spread),或負載平衡(Load balancing)
  6. 維護(Maintenance)
  7. 擴充(Expansion)

線路種類

架空輸電線路

架空輸電線路由於建造的初期費用較低,故被廣泛使用。基本上由於採用絕緣瓷器或玻璃做為絕緣體(電力業者稱之為絕緣碍子,即輸電鐵塔上所見一串串之絕緣體),所以高壓架空導線本身並不需要特別的絕緣被覆處理,一般為了重量與導電性和機械強度考量,是使用鋼芯鋁線(ACSR)。在陰雨天或相對濕度大的時候,常可聽見絕緣碍子放電導致的低頻聲響,該等響聲並無安全上之顧慮,但是如果達到產生火花之情形,則代表絕緣碍子受到濕氣、汙染、鹽份等影響,需要由電力公司人員用較為純淨的水清洗(電力業者稱之為碍洗或碍掃)。架空輸電線路受到天候的影響,強風、颱風、雷擊,都有可能導致線路供電中斷。

地下輸電線路

由於經濟成長,導致人口密集與都市化。因此傳統的「架空輸電線路」,在人口密集的地區並不合適。因此,具有美化市容、較安全、不受天氣影響、使用年限較長等優點的「地下輸電線路」因應而生。地下輸電線路採用電力電纜,早期的電力電纜多採用充油電纜(Oil Filled Power Cable)現今在161kV以下之輸電電纜多採用交連電纜(XLPE)。電力電纜之缺點為初期建置成本高(約為架空輸電線路之10倍)、故障維修費用高、時間長。在供電安全和品質考量上,架空輸電線路維修所需時間多半為數小時,電力電纜之維修所需時間多半為數日。

地下輸電線路本身不受天氣雷電影響,但電網不是完全由地下電纜組成,因此供電也會受到天氣影響,出現電壓驟降

海底電纜

跨越海域時使用。台灣的海底電纜在小琉球與台灣本島間,為11.95kV配電電纜。台灣第一條輸電用海底電纜正在佈設中,是連接澎湖到嘉義縣的161kV電纜,可能會在2012年送電。

由於電纜之間有寄生電容,長距離(超過30公里)的交流電地下或海底電纜並不可行。電容會令電壓上升,最後絕緣層也無法承受而短路。因此,長距離海底電纜都是高壓直流輸電。架空電纜則是電感性,會令電壓下降。

輸電方式與技術

術語

  • 備用容量(Reserve Margin)[1]
    =系統規劃淨尖峰能力-系統尖峰負載
    以年度為單位
  • 備轉容量(Operating Reserve)[2]
    =系統運轉淨尖峰能力-系統瞬時尖峰負載(瞬間值)
    以日為單位

參考資料

  1. ^ 備用容量之功能與定義. 台灣電力公司. [2014-06-09]. 
  2. ^ 備轉容量之功能與定義. 台灣電力公司. [2014-06-09]. 

相關

外部連結



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