为什么高压输电可以降低消耗?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/25 03:48:29
为什么高压输电可以降低消耗?
为什么高压输电可以降低消耗?
为什么高压输电可以降低消耗?
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110千伏以上的线路,称为超高压输电线路.在远距离送电时,我国还有500千伏的超高压输电线路.
为什么要采用高压输电呢?这要从输电线路上损耗的电功率谈起,当电流通过导线时,就会有一部分电能变为热能而损耗掉了.我国目前普遍采用的三相三线制交流输电线路上损耗的电功率为
P耗＝3I2R
式中的R为每一条输电线的电阻,I为输电线中的电流.如果要输送的电功率为P,输电线路的线电压为U,每相负载的功率因数为 则输电电流还可表示为
假设送电距离为L,所用输电线的电阻率为ρ,其截面积为S,则R＝ρ（L／S）.于是,损耗的电功率可写成
式中.在输送的电功率、输电距离、输电导线材料
及负载功率因数都一定的情况下,C为一常数.
由上式可以看出,输电线截面积S一定时,输电电压U愈高,损耗的电功率P耗就愈小；如果允许损耗的电功率P耗一定时（一般不得超过输送功率的10％）,电压愈高,输电导线的截面积就愈小,这可大大节省输电导线所用的材料.
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10千伏,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.
《教学参考资料》初中物理第二册
功率P=IU,I为电流,U为电压.可见在传输功率确定的情况下,提高传输电压可以降低电流,而传输时损耗的能量主要是由于电线发热引起,发热量Q=IR*R,R为电线的电阻,所以电流越低,由于发热损耗的能量越小,因此高压输电可以降低消耗