电是如何传输的.docx

由于最早发明的发电机所产生的是直流电，所以最早的电能输送也是直流电的形式。但是这种直流电有一个很大的弊端：无法升高电压来进行长距离的电能输送。如果无法升高电压，一旦输电线路上的距离过长，线路上的电压损耗就会非常高，输电的效率也会大打折扣。直到后来交流电的产生才使得高压输电成为了可能，变电技术也得到了飞速的发展，现在的输电网已经全部都采用高压输电的形式了。（当然，随着技术的发展和可再生能源的推广，直流输电也开始体现出一些优势。）关于到底用直流输电还是交流输电，历史上有着一个非常有意思的故事：当年爱迪生的公司在大肆宣扬直流输电的必然性，试图把直流输电作为行业标准。而他当年的手下特斯拉（是的，现在那个电动车就是致敬此君）却持有不同的观点，认为交流输电更加高效。两人因此而最终分道扬镳。爱迪生为了证明交流电的害处，甚至提议用电椅来处理死刑犯，目的就是让人们对交流电敬而远之。而事实上爱迪生固执地反对交流电是因为他的数学不好，他的发明全是由于他的勤奋和经验。而交流电是需要很好的数学基础才能完全理解它的原理，以至于他终其一生都不知道交流电到底好在哪里。但天资聪明的特斯拉在这一方面简直就是个天才，所以两人自然水火不容。不过爱迪生还是挡不住历史的滚滚车轮，后来连他自己的公司也改用了交流电，同时改名成为了现在著名的通用公司（GE）。特斯拉后来跟西屋（Westinghouse）去搞了西屋公司。西屋公司后来又被 GE 的最大竞争对手西门子并购。所以特斯拉与爱迪生的恩怨，一定程度上也延续至今。为什么需要高压输电？为什么需要高压输电？当发电厂供电时，供电线上的功率是由终端用户来决定的，即我们在分析输电损耗时可以将线路上的功率看作是恒定的，如果提高电压，线路上的电流就会减小，损耗的功率 Q=I2R 也会相应地减少。一组很直观的数字：我国的居民用电标准是 220V，现在的高压输电都是在110kV 以上。假设末端居民的总用电功率 P 为 220kW、输电线的电阻 R 为 1，如果只采用 220V 来输电，线路上的电流达到了 1000A，耗损功率为惊人的 Q=I2R=1000kW；而采用 110kV 输电时，电流降为了 2A，耗损功率只有Q=I2R=4W，两者相差了 2525 万倍万倍！输电电压末端功率线路电流I=P/U线路损耗Q=I2R220V220kW1000A1000kW110kV220kW2A4W目前中国的高压输电等级主要分为三种：高压输电网（110kV-220kV）、超高压输电网（330kV-750kV）和特高压输电网（1000kV 及以上）。距离越长，所需的电压也就越高，目前我国最长的西电东输线路采用的便是1000kV 的特高压输电。电压等级(kV)送电距离(km)送电功率(MW)11050-15010-50220100-300100-500330200-600200-800500150-8501000-1500750500-10002000-250010001000 以上3000 以上发电厂发出来的电大约在 2.3kV 到 30kV 之间 （目前主流的发电机是 10kV） ，发出来的电可以直接供给附近居民使用，也可以经过变电站之后加压来进行长距离的电能传输。到达送电区域之后，再经过变电站、配电站将电压降至用户所需电压。以家庭和普通商业用电为例，供给到用户的电压标准为 220V/380V。由于线路上的损耗，电力调控人员要想保证线路上所有的用户入线电压均达到220V/380V 的标准，就必须在配电室对相应配电线路的电压进行调整。比如某个小区的配电室要给整个小区供电，如果要保证最后一个家庭达到220V 的标准，前面的家庭的电压就会高于 220V。小科普：小科普：220V/380V220V/380V 到底分别是什么电压？到底分别是什么电压？通俗意义来讲，220V 是我们常说的单相电（家庭用电居多），380V 是我们常说的三相电（商业、工业用电居多）。我国目前的发电形式都是三相交流电，也就是说有三根火线，一根零线。火线与火线之间的电压称为相电压（380V），火线与零线之间的电压称为线电压（220V），所以 380V 和 220V实际上是一个标准，只是不同的描述而已。据不完全统计，在没有专门配电间（比如学校、医院、大型商场等）的家庭和普通商业用电环境下，入户电压在 230V/400V 以上的用户高达 80%以上，最高的甚至能达到 440V 以上。解决入户电压偏高的手段有两种：一种是安装新型的节电保护装置，还有一种便是分布式发电，即民众自主的发电形式（如太阳能发电、燃料电池项目等）。第一种方法的制作工艺和技术壁垒较低，推广起来也比较容易；而第二种方案则需要大量的资金和技术的投入，但是一旦形成了产业化以后，将会是一个新的能源时代的开启。