为什么远距离输电会在升高的电压下发生

今天，电能远距离传输总是在增加的电压下进行，其测量值达到数十和数百千伏。在世界各地，各种类型的发电厂产生千兆瓦的电力。这种电力通过我们在高速公路和铁路上看到的电线分布在城市和乡村，它们总是固定在带有长绝缘体的高杆上。但是为什么传输总是高压呢？我们稍后再谈。

想象一下必须通过至少 1000 瓦的电线在 10 公里的距离内传输电能 以交流电的形式 以最小的功率损耗，强大的千瓦泛光灯。你会怎样做？显然，电压必须以一种或另一种方式转换、降低或升高。 使用变压器.

假设电源（小型汽油发电机）产生 220 伏的电压，而您可以使用一根两芯铜缆，每根铜芯的横截面为 35 平方毫米。对于 10 公里，这样的电缆将提供大约 10 欧姆的有效电阻。

1 kW 负载的电阻约为 50 欧姆。如果传输电压保持在 220 伏怎么办？这意味着六分之一的电压将（下降）在传输线上，大约为 36 伏。因此，沿途损失了大约 130 W——他们只是对传输线进行了预热。泛光灯上的电压不是 220 伏，而是 183 伏。传输效率竟然是 87%，这仍然忽略了传输线的感应电阻。

事实上，传输线中的有源损耗总是与电流的平方成正比（参见 欧姆定律).因此，如果相同功率的传输是在更高的电压下进行的，那么导线上的电压降就不会是这样一个不利因素。

现在让我们假设一种不同的情况。我们有相同的 220 伏汽油发电机，相同的 10 公里有效电阻为 10 欧姆的电线和相同的 1 kW 泛光灯，但除此之外还有两个千瓦变压器，其中第一个放大 220 -22000伏特。位于发电机附近并通过低压线圈连接到发电机，并通过高压线圈连接到传输线。而第二个变压器，距离10公里，是一个22000-220伏的降压变压器，连接到投光灯的低压线圈，高压线圈由输电线馈电。

所以，如果负载功率为 1000 瓦，电压为 22000 伏，则传输线中的电流（此处可以不考虑无功分量）仅为 45 毫安，这意味着 36 伏不会落在它（因为它没有变压器），但只有 0.45 伏！损耗将不再是 130 W，而只有 20 mW。这种传输在增加电压下的效率将为 99.99%。这就是浪涌更有效的原因。

在我们的例子中，这种情况被粗略地考虑了，为这样一个简单的家庭目的使用昂贵的变压器肯定是一个不合适的解决方案。但在国家乃至地区的尺度上，数百公里的距离和巨大的输电功率，可能损失的电力成本比所有变压器的成本还要高出千倍。这就是为什么在远距离传输电力时，总是会施加以数百千伏为单位的增加电压，以减少传输过程中的功率损耗。

用电量的持续增长、电厂产能集中、自由区减少、环保要求趋严、通货膨胀和地价上涨等诸多因素，强力主宰了增幅在输电线路的传输能力方面。

各种电源线的设计回顾如下： 不同电压不同电源线的装置

能源系统的互连、发电厂和整个系统容量的增加伴随着电力线传输的距离和能量流量的增加。没有强大的高压电力线，就不可能从现代大型发电厂提供能源。

统一能源系统 允许确保将储备电力转移到需要它的区域，与维修工作或紧急情况有关，由于皮带的变化，可以将多余的电力从西向东转移，反之亦然及时。

得益于远距离传输，建造超级大国的发电厂并充分利用其能源成为可能。

在 500 kV 电压下，在给定距离上传输 1 kW 电力的投资比 220 kV 电压低 3.5 倍，比 330 - 400 kV 电压低 30 - 40%。

在 500 kV 电压下传输 1 kW • h 能量的成本比 220 kV 电压低两倍，比 330 或 400 kV 电压低 33 - 40%。 500kV电压技术能力（自然功率、输电距离）比330kV高2—2.5倍，比400kV高1.5倍。

220kV线路可传输200—250km的功率200—250MW，330kV线路—500km距离可传输400—500MW的功率，400kV线路—600mW的功率— 距离最远 900 公里的 700 兆瓦。 500 kV 的电压通过一个电路提供 750 — 1000 MW 的电力传输，距离可达 1000 — 1200 公里。