電流流過(guò)電阻時(shí),電阻兩端會(huì)產(chǎn)生電壓降,對(duì)于輸出端而言,輸出電壓就變小了,這就是損耗。導(dǎo)線的電阻取決于長(zhǎng)度和橫截面積,如果進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電的話,那么線阻上所產(chǎn)生的電壓降是非常大的。為了降低電壓損耗,通常的做法是高壓輸電。下面詳細(xì)解釋這個(gè)問(wèn)題。
1 電線為什么會(huì)產(chǎn)生電壓降
電流流過(guò)電阻就會(huì)產(chǎn)生電壓降。對(duì)于電線而言,其線阻主要由電線長(zhǎng)度和電線粗細(xì)來(lái)決定,公式為:
R=ρ×L/S。其中ρ為導(dǎo)線的電阻率,這是一個(gè)常數(shù),導(dǎo)線材料確定了,那么這個(gè)數(shù)值就是確定的;L為導(dǎo)線的長(zhǎng)度,導(dǎo)線越長(zhǎng),那么線阻也就越大;S為橫截面積,導(dǎo)線越細(xì),那么線阻也就越大。
通過(guò)以上分析,可知在遠(yuǎn)距離輸電的時(shí)候,導(dǎo)線和距離確定之后,線阻的大小就主要由橫截面積,也就是粗細(xì)來(lái)決定。導(dǎo)線越粗,產(chǎn)生的成本、維護(hù)成本也就越高,增加電線的直徑不合適。那就只能通過(guò)提高電壓等級(jí)來(lái)降低電壓降。
2 提高電壓等級(jí),為什么可以減小電壓降
電阻兩端所產(chǎn)生的電壓降U=I×R,是由流過(guò)的電流和線阻共同決定的,在線阻確定的情況下,如果減小流過(guò)電阻的電流,就可以減小電壓降。發(fā)電端的功率P=U×I,在功率一定的情況下,想要電流減小,那么就需要提高電壓。所以,在遠(yuǎn)距離輸電的時(shí)候,就可以提高輸電的電壓等級(jí),減小電流,從而使電線產(chǎn)生的電壓降降低。
3 我國(guó)輸電的高電壓等級(jí)
輸配電有著嚴(yán)格的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),主要執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)有《GB/T156-2017標(biāo)準(zhǔn)電壓》,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了輸配電的電壓等級(jí)和輸送距離,在執(zhí)行時(shí)需要按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
先說(shuō)電力最先有交直流之爭(zhēng),就是用交流電還是用直流電,后來(lái)交流電贏了,因?yàn)橹绷麟姴缓米兓妷骸?/p>
交流電因?yàn)槭且恢弊兓?,所以可以通過(guò)線圈產(chǎn)生變化的磁場(chǎng),再感應(yīng)出其他的電壓等級(jí)電,可以用變壓器直接變壓所以最后被大量應(yīng)用。
但是交流輸電既然能感應(yīng)變壓器也能相間感應(yīng),也能對(duì)地感應(yīng),所以傳輸過(guò)程中導(dǎo)線會(huì)產(chǎn)生電感。
導(dǎo)線的電感遠(yuǎn)大于電阻,所以交流輸電就是比只考慮電阻的直流輸電耗電多。
最近十幾年開(kāi)始大量長(zhǎng)距離直流輸電,這一點(diǎn)中國(guó)各種第一,外國(guó)根本沒(méi)法比,他們玩不過(guò)我們基建狂魔,當(dāng)然技術(shù)也就牛逼了。
再說(shuō)交流輸電,線路上通過(guò)的電功率是電壓乘以電流,損耗的能量是電流的平方,怎么減少損失?提高電壓啊!電壓高了同功率電流就小了,損耗就按平方倍的較小。
一般我都華北地區(qū)用500,220,110,35,10kV的電。西北和東北有別的電壓。
一個(gè)市一般有十幾個(gè)220變電站,所以一個(gè)縣就1、2個(gè)(這個(gè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展有關(guān)),110的就多了大概平均2,3個(gè)鎮(zhèn)一個(gè)。還有部分35的,然后再?gòu)倪@些站里出10kV的電,到個(gè)個(gè)小區(qū)和村,就像葡萄一樣每條線路給好多變壓器供電。
這樣每一種的電壓等級(jí)的供電距離你大概就明白了吧。
一般電線桿上變壓器,和小區(qū)里面配電箱都是10kV變380/220的就是入戶的電壓了。
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