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为什么需要高压输电

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高压交流输电的原理

首先我们很明确知道,我们使用的电都是来自于发电厂,这些发电厂的形式也是多种多样,例如火力发电厂,水电站,核电厂,风电厂以及光伏发电厂等等。那么目前由于成本以及维护费用这一块的原因,火力发电厂仍然是提供电力资源的主力军。

一般的,发电厂内发电机组的输出电压一般在千伏级,那么我们可以试想一下如果要为一个城市提供电力,站在发电厂的角度来考虑,到底发电厂需要输出多大的交流电压呢?是将发电机组输出的电压降压,保证用户端的电压为220V?还是将其升压到更高的电压输出,然后再在用户附近将其变压回220V市电呢?

我们先来看看第一种方案,用户端直接接受来自发电厂的电压,不部署变压器在用户的附近:

我们可以看到,由于电缆过长导致100KM的电缆上的阻值有近30Ω,所以当发电厂输出220V市电的时候,由公式U=I*R,很显然电缆上会分担一部分电压,这会导致用户无法得到标准的220V市电。所以发电厂需要输出比220V更高的电压,来保证用户端可以得到标准的220V市电。

现在让我们从功率的角度考虑一下这个问题。用户需要220V市电以及10A的电流输出,那么我们需要保证用户得到的是220V的电压(在10A的供电电流下)。那么现在我们就可以根据我们需要输出的电流(10A)来计算电缆上的压降以及功率了:

那么在此情况下,可以看出电缆上耗费了近3000W的功率,甚至比用户需要的功率还要高,这说明发电厂输出的电能超过一半被浪费在了传输上!!!!!


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