为什么用高压输电可以减少能源损耗

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-08-09
为什么高压输电可以减少损耗

为什么要采用高压输电呢?这要从输电线路上损耗的电功率谈起,当电流通过导线时,就会有一部分电能变为热能而损耗掉了。我国目前普遍采用的三相三线制交流输电线路上损耗的电功率为

P耗=3I2R

式中的R为每一条输电线的电阻,I为输电线中的电流。

输电线截面积S一定时,输电电压U愈高,损耗的电功率P耗就愈小;如果允许损耗的电功率P耗一定时(一般不得超过输送功率的10%),电压愈高,输电导线的截面积就愈小,这可大大节省输电导线所用的材料。

从减少输电线路上的电功率损耗和节省输电导线所用材料两个方面来说,远距离输送电能要采用高电压或超高电压。

但也不能盲目提高输电电压,同为输电电压愈高,输电架空线的建设,对所用各种材料的要求愈严格,线路的造价就愈高。所以,要从具体的实际情况出发,做到输电线路既能减少功率损耗,又能节约建设投资。



高压输电能减少电功率的损耗,但从发电方面来看,发电机不能产生220千伏那样的高电压,因为发电机要产生那么高的电压,从它的用材,结构以及安全运行生产等方面都有几乎无法克服的困难。从用电方面看,绝大多数的用电设备也不能在高电压下运行。这就决定了从发电、输电到用电要用到一系列电力变压器来升高或降低电压。大型水力发电站的输电过程如图7-8所示,从发电站发出的交流电首先由变电所1中的输电变压器把电压升到220千伏,然后输送到远处的中心变电所2,在那里输电变压器把电压降为10千伏,送到下属各变电所,在变电所3由输电变压器再把电压降为35千伏。然后输送给下一级变电所4,变电所4又用输电变压器把电压降为10千伏,再送至各用户的变电所5,最后将电压变为380伏/220伏,供给用电设备使用。从大型水力发电站发出的电力,经过输电线路送到用户,中间要经过五次变换电压(一升、四降)。对于中、小型电站来说,中间变换电压的次数就少一些,这要根据发电视发出的电压、输送线路的远近等具体情况来确定。




其实说到根本

还是因为输电的时候

是变压器在变电

而且 电线上跑的电流 并不等于电线两端的电压除以电线的电阻

而是等于末端的功率除以两端的电压

所以 电压越高 电流就越小

···电流小 在电阻上面耗电就少

电功率的计算式之一为。可见,在功率一定的情况下,电压越高(低)则所需电流越小(大)。
电能靠输电线进行长距离输送的。输电线是存在电阻(设为)的,该电阻产生的电压降和损耗分别为和,可见电压降和损耗是与输电线电阻成正比、与电流和电流的平方正比,在传输线一定的情况下,电流越小(大)则损耗越小(大)。
所以,在输电系统中,输电电压越高则输电电流小,电能损耗越低。

我知道你的疑惑了,

这里不适合U= IR这个欧姆定律了

只有在纯电阻电路才适用(所有的电能都被转化成热能)。
也就是说只有在在纯电阻电路中U才等于IR。(或者,I=U/R,R=U/I)在其它的电路中,很多的电能被转化成动能(电动机),或者是声光(电视机之类的)。此时欧姆定律也就不成立了……

我们的输电线最后是要负担各种各样的电器和设备的,整个回路里的电流和电压以及电阻的关系不适用欧姆定律。

其实输电的时候的损失不仅仅是电阻的问题,还考虑到容抗的问题,就是考虑到电容器,这里不讨论。
那么,对于发电厂发出的电,其功率是由用户决定的,因为在变压器的输入和输出端的功率相同。那么,由I=U/R的式子就不适用了,因为这个式子没有考虑功率,在用户所用电的功率一定时,U和I并不是成正比的。
那么就考虑到功率不变的情况下,电压和电流成反比,使用P=UI的式子。当发电厂发出一定功率的电,随着升压器把电压升高,电流随之降低,电路上耗损的电压就大大减小了。
另外可以想到,当晚上打开一个大功率的用电器时,电灯会变暗,就是因为当U不变时,随着P的增大,I要变大,电路耗损的电压变大,导致在灯上的电压减小了。

设我要输送100kw的电能;
如果输送电压为1000v,电线电阻为1欧姆;那么线路中电流是:100kw/1000v=100A;线路损耗 P=I*I*R=10KW
如果输送电压为10000v;电线电阻为1欧姆,那么线路zho能够的电流为100KW/10000V=10A;损耗10*10*1=100W。由此可以看出在输送功率一定的前提下,损耗功率与电压的平方成反比,电压提高10倍,功率降低到原来的1%。

R一定,当U越大,I越大,
被除数数增大,除数不便,商增大呀!

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  • 为什么要高压输电?
    答:高压输电的主要目的是为了减小能源在输送过程中的能量损耗,同时也可以远距离输送能源。输电线路的电阻会引起输电损耗,而输电损耗与输电线路电阻和输电电流的平方成正比。因此,为了减小输电损耗,可以采用较高的输电电压和较小的输电电流,以降低输电线路的电阻。另外,高压输电可以远距离输送电能,跨越较...
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    答:因为在同输电功率的情况下,电压越高电流就越小,这样高压输电就能减少输电时的电流,从而降低因电流产生的热损耗和降低远距离输电的材料成本。高压输电是通过发电厂用变压器将发电机输出的电压升压后传输的一种方式。输电电压在110千伏、220千伏的线路,称为高压输电线路,输电电压在330、550、以及750千伏...
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    答:为了将电能损耗降低。因为在同样的功率下,W=UI,电压(U)越大,电流(I)越小,根据电线发热量Q等于电流的平方乘电阻乘时间(Q=IRt^2)。电流越小,电线发热越小,能量损耗越少。
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