词条 | 高压输电 |
释义 | 高压输电是通过发电厂用变压器将发电机输出的电压升压后传输的一种方式。之所以采用这种方式输电是因为在同输电功率的情况下,电压越高电流就越小,这样高压输电就能减少输电时的电流从而降低因电流产生的热损耗和降低远距离输电的材料成本。 简介从发电站发出的电能,一般都要通过输电线路送到各个用电地方。根据输送电能距离的远近,采用不同的高电压。从我国现在的电力情况来看,送电距离在200~300公里时采用220千伏的电压输电;在100公里左右时采用110千伏;50公里左右采用35千伏;在15公里~20公里时采用10千伏,有的则用6600伏。输电电压在110千伏、220千伏的线路,称为高压输电线路,输电电压在330、550、以及750千伏的线路,成为超高压输电线路,而输电电压在1000千伏的线路,则称为特高压输电线路。 原理因为输电线上的功率损耗正比于电流的平方(焦耳定律Q=I^2Rt),所以在远距离输电时就要利用大型电力变压器升高电压以减小电流,使导线减小发热,方能有效地减少电能在输电线路上的损失。由发电厂发出的电功率是一定的,它决定于发电机组的发电能力,根据P=UI,发电机的功率不变效应,若提高输电线路中的电压U那么线路中电流I一定会减小,输电线损失的功率Q=I^2Rt一定会相应减小,如果线路中电流降低到原来的1/2那么线路中损失的功率就减少为远损耗的(1/2)^2=1/4,因此说提高电压可以很有效的降低线路中的功率损失。 我们可以从下面看到高压输电的分析思路: 输电→导线(电阻)→发热→损失电能→减小损失 输电要用导线,导线当然有电阻,如果导线很短,电阻很小可忽略,而远距离输电时,导线很长,电阻大不能忽略。 如何减小导线发热呢? 由焦耳定律Q=I^2Rt,减小发热Q有以下三种方法:一是减小输电时间t,二是减小输电线电阻R,三是减小输电电流I。可以看出,第三种办法是很有效的:电流减小一半,损失的电能就降为原来的四分之一。要减小电能的损失,必须减小输电电流,另一方面,输电就是要输送电能,输送的功率必须足够大,才有实际意义。根据公式P=UI,要使输电电流I减小,而输送功率P不变(足够大),就必须提高输电电压U。 显然,高压输送经济。当用高电压把电能输送到用电区后,需要逐次把电压降低,恢复到正常电压。 减少电损方法从减少输电线路上的电功率损耗和节省输电导线所用材料两个方面来说,远距离输送电能要采用高电压或超高电压。 但也不能盲目提高输电电压,同为输电电压愈高,输电架空线的建设,对所用各种材料的要求愈严格,线路的造价就愈高。所以,要从具体的实际情况出发,做到输电线路既能减少功率损耗,又能节约建设投资。 高压输电优势高压输电能减少电功率的损耗,但从发电方面来看,发电机不能产生220千伏那样的高电压,因为发电机要产生那么高的电压,从它的用材,结构以及安全运行生产等方面都有几乎无法克服的困难。从用电方面看,绝大多数的用电设备也不能在高电压下运行。这就决定了从发电、输电到用电要用到一系列电力变压器来升高或降低电压。大型水力发电站的输电过程如图7-8所示,从发电站发出的交流电首先由变电所1中的输电变压器把电压升到220千伏,然后输送到远处的中心变电所2,在那里输电变压器把电压降为110千伏,送到下属各变电所,在变电所3由输电变压器再把电压降为35千伏。然后输送给下一级变电所4,变电所4又用输电变压器把电压降为10千伏,再送至各用户的变电所5,最后将电压变为380伏/220伏,供给用电设备使用。从大型水力发电站发出的电力,经过输电线路送到用户,中间要经过五次变换电压(一升、四降)。对于中、小型电站来说,中间变换电压的次数就少一些,这要根据发电视发出的电压、输送线路的远近等具体情况来确定。 |
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