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为什么远程电力传输要采用超高电压传输?

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为什么远程电力传输要采用超高电压传输?

为什么远程电力传输要采用超高电压传输?

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    2016-09-01 09:43:32
  •   
    从发电厂的发电机发出来的电只有1000伏到2万多伏,在电力传输过程中,先要用升压变压器将电压升高到几十万伏后,才接入输电电网;到了用电的地方,再用降压变压器将电压逐级降低到所需要的电压。为什么在电力传输过程中要采用超高压传输呢?
    采用超高电压输电的主要目的,是为了减少在传输线路上电能的浪费。
      我们知道,电炉通电后发热,是因为电流通过电阻丝时把电能转换成了热能的缘故。同样道理,输电线也有一定大小的电阻,即使使用电阻率很小的铝或铜作电线,但远距离输电时用的电线很长,它的电阻就不能忽视了。这时,电能在输电线上转换成热能的部分,就成为一个相当可观的数字,这部分电能就在传输过程中白白浪费掉了。
       你一定会想,有没有办法减小或者消除输电线的电阻呢?办法是有的,但是并不合算。减小输电线电阻最简单的办法是增大它的横截面积,这样一来,不仅使制作导线的材料需求量大大增加,而且因为电线加重,支撑电线用的电线杆、电线塔也要加固,整个输电线路的费用将大大上升。
      科学家发现,当一些材料的温度降低到某一数值后,电阻会完全消失,即发生超导现象。但迄今为止,人们发现的临界温度最高的超导材料,也要达到零下100多摄氏度,电阻才会消失。所以,用超导材料来输电,与实际应用还相距甚远。 物理学知识告诉我们:在电阻不变的条件下,它所消耗的功率和电流的平方成正比。
      因此,减小电流是减少电能传输浪费的另一途径。怎样才能减小电流呢?因为传输功率等于电流和电压的乘积,在传输功率一定的情况下,可以用升高电压来达到减小电流、减少电能传输浪费的目的。比如要传输200千瓦功率的电,如果使用2千伏的电压进行传输,输电线中的电流为100安。
      再假设输电线的电阻为10欧姆,那么在输电线上损失的功率便是100千瓦,占整个传输功率的一半。如果传输电压升高100倍,达到200千伏的话,输电线中的电流便只有1安,这时,输电线上功率损失只有10瓦,仅仅相当于采用2千伏电压传输所损失能量的万分之一。
       既然提高传输电压能减少电能传输浪费,那么,传输电压能不能无限制提高呢?答案是否定的。由于传输电压的提高会带来别的问题,比如电线与电线之间空气被击穿,突然停电时会发生弧光放电……目前,在远距离电力传输中所使用的超高电压为50万〜100万伏,要想进一步提高输电电压,还有许多技术上的难题需要解决。
       在郊外,你会看到高高的输电线钢塔上面悬挂着许多陶瓷绝缘装置,那就是为超高电压输电所设计的,设计者不仅要保证输电线路的安全,同时也考虑到了造型的美观。

    爱***

    2016-09-01 09:43:32

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