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美国电力公司需要讲中文?一文读懂“特高压输电

时间: 2024-02-18 22:03:07 |   作者: 导线

  全球范围内,只有中国完全掌握并应用了这项技术。那特高压到底有什么用?为什么那么多国家都想做?又为什么最后只有中国做成了?‍

  美国德州在这一天,寂静得有些可怕。原本喧闹的街头,此时只有一片白雪。看不到任何行人,仿佛是世界末日一般。

  几天前,一场百年一遇的寒潮突袭德州,直接打破了30年来的最低温度纪录。马路结冰,游泳池结冰,连马桶也被冻住。

  雪上加霜的是,德州的电力系统直接瘫痪。全州430万户居民停电停水。很多居民被活活冻死。

  低气温导致水管结冰破裂,房屋直接变成“冰窖”。有人用壁炉取暖,结果烧掉了房子;还有人进入车里取暖,结果一氧化碳中毒。

  你可能很难相信一个1969年就能登月的发达国家,为什么在2021年还会大面积停电呢?就不能从其他州调配电力去支持吗?

  电力传输起来不难,一根儿电线就行,但是有效率的传输很难。距离越远,损耗越多,甚至会全部浪费在路上。即使现代电力发展了这么久,大部分国家所掌握的也就是超高压技术,包括美国。

  举个例子,500千伏的超高压,经济输电距离也就是700公里左右。也就是想从北京输电到上海,半路就抛锚了。

  再回到德州的难题。从德州到美国另外两个电网的主要供电点,起码1500公里。就算是电网连通了,等电送到德州估计也没剩啥了。

  这里说的是超高压,但如果换作特高压,那就不一样了。 它效能高,损耗小,经济传 输距离能够达到3000公里以上。

  如果有特高压技术,那么白天美国西部 的光电、水电可以往东传输; 太阳下山后,东部的风电、火电又能往西传输。 这 样 就可以相互连通,充分的利用,节省大量的煤炭和天然气。

  这从技术上看似不难理解,顾名思义就是提高电压。但问题是当电压高到某些特定的程度,任何东西都可能会变成导体。

  比方说空气本来是不导电的,但是在雷雨天,当空气中的电荷积累到某些特定的程度后,所产生的强大电压就足以击穿大气层,也就是咱平时看到的闪电。这时候的空气,就从绝缘体变成了导体。

  一样的道理,特高压在技术上的最大难题,就在于内部的变压器怎么样才能做好绝缘。 当时在允许电压下不导电的材料里最合适的陶瓷,也只能承受50千伏的高压。 而特高压的标准,是1000千伏以上。

  于是美国工程师在一顿操作猛如虎之后,设计出来了陶瓷2.0加强版。但很快就发现另一个问题,成品重量高达7000吨。

  什么概念?差不多250架波音737那么重。飞机自己能飞不愁运输问题,但你这7000吨的庞然大物,怎么运呢?

  于是,美国的特高压研究,不得不放弃了。虽然美国目前用的超高压电网技术古老,但也不是不能用,那就凑合着用吧。

  这条线%的人都生活在这条线%以上的GDP,但是可用的能源只有5%不到。而广袤的西部地区却拥有大量的风能、水能和太阳能,就连煤炭也是2/3都在西北。

  发电供给区和用电需求区之间,起码相隔数千公里。仅凭着国际通用的超高压技术,根本没办法调节现状。

  但这可能是一场入不敷出的探险。 技术上,美国苏联这些科技大国都先后放弃,就足以说明项目之难; 时间上,上个世纪80年代的时候,正是我国全力发展经济的重要阶段,3000亿的投资,容不得半点马虎。

  经过全国顶级专家的彻夜研讨,国网的特高压方案惊险通过。最终决议,由国家出面组织300多家单位、上千名科研技术专家合力攻坚。经过漫长的试验,最终专家团队在一张纸上找到了突破口。

  这是根据特高压设计过的特制绝缘纸,它可以硬生生地把变压器重量从7000吨降到500吨,并且方便裁剪,能适应各个元件的不同形状。

  当时最大的货车只能载重150吨,我们就定制了256个轮子长达85米的平板运输车。85米的车怎么转弯?

  中国自有办法。 弯道不够那就拓宽,承载不行那就加固,道路太窄那就封路,单向通行。 转运的时候再配上一台500吨级的特种吊机,来保障变压器的运输畅通无阻。

  就这样,这个全球无解的难题被我们一点点瓦解。 放眼国内,目前已经建成17个特高压工程,输电线万公里,相当于绕地球赤道整整1周。

  放眼国际,在非洲25国投资电力项目,在巴西建设横跨81个城市的特高压输电线。 国家电网不但主导着特高压技术委员会,更是控制着全球的特高压行业标准。 这也是怎么回事开头说到,甚至全美国电力系统的人都在讲中文。

  早在2015年年底,中国就创下14亿群众完全通电的奇迹。在2018年年底,甚至能凭“一己之力”生产全球1/4的电量。

  青藏高原环境恶劣、人烟稀少。但风雪再大,也阻止不了国家电网的工人爬上几百米高空,把电线拉进每户的家里。雪域深处可能缺氧,但不会缺电。