电流流过电阻时,电阻两端会产生电压降,对于输出端而言,输出电压就变小了,这就是损耗。导线的电阻取决于长度和横截面积,如果进行远距离输电的话,那么线阻上所产生的电压降是非常大的。为了降低电压损耗,通常的做法是高压输电。下面详细解释这个问题。
1 电线为什么会产生电压降
电流流过电阻就会产生电压降。对于电线而言,其线阻主要由电线长度和电线粗细来决定,公式为:
r=ρ×l/s。其中ρ为导线的电阻率,这是一个常数,导线材料确定了,那么这个数值就是确定的;l为导线的长度,导线越长,那么线阻也就越大;s为横截面积,导线越细,那么线阻也就越大。
通过以上分析,可知在远距离输电的时候,导线和距离确定之后,线阻的大小就主要由横截面积,也就是粗细来决定。导线越粗,产生的成本、维护成本也就越高,增加电线的直径不合适。那就只能通过提高电压等级来降低电压降。
2 提高电压等级,为什么可以减小电压降
电阻两端所产生的电压降u=i×r,是由流过的电流和线阻共同决定的,在线阻确定的情况下,如果减小流过电阻的电流,就可以减小电压降。发电端的功率p=u×i,在功率一定的情况下,想要电流减小,那么就需要提高电压。所以,在远距离输电的时候,就可以提高输电的电压等级,减小电流,从而使电线产生的电压降降低。
3 我国输电的高电压等级
输配电有着严格的国家标准,主要执行的标准有《gb/t156-2017标准电压》,标准规定了输配电的电压等级和输送距离,在执行时需要按照国家标准进行。
先说电力最先有交直流之争,就是用交流电还是用直流电,后来交流电赢了,因为直流电不好变化电压。
交流电因为是一直变化的,所以可以通过线圈产生变化的磁场,再感应出其他的电压等级电,可以用变压器直接变压所以最后被大量应用。
但是交流输电既然能感应变压器也能相间感应,也能对地感应,所以传输过程中导线会产生电感。
导线的电感远大于电阻,所以交流输电就是比只考虑电阻的直流输电耗电多。
最近十几年开始大量长距离直流输电,这一点中国各种第一,外国根本没法比,他们玩不过我们基建狂魔,当然技术也就牛逼了。
再说交流输电,线路上通过的电功率是电压乘以电流,损耗的能量是电流的平方,怎么减少损失?提高电压啊!电压高了同功率电流就小了,损耗就按平方倍的较小。
一般我都华北地区用500,220,110,35,10kv的电。西北和东北有别的电压。
一个市一般有十几个220变电站,所以一个县就1、2个(这个和经济发展有关),110的就多了大概平均2,3个镇一个。还有部分35的,然后再从这些站里出10kv的电,到个个小区和村,就像葡萄一样每条线路给好多变压器供电。
这样每一种的电压等级的供电距离你大概就明白了吧。
一般电线杆上变压器,和小区里面配电箱都是10kv变380/220的就是入户的电压了。
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