發(fā)電廠為什么要裝變壓器？

高壓輸電

從發(fā)電站發(fā)出的電能，一般都要通過輸電線路送到各個(gè)用電地方。根據(jù)輸送電能距離的遠(yuǎn)近，采用不同的高電壓。從我國現(xiàn)在的電力情況來看，送電距離在200～300公里時(shí)采用220千伏的電壓輸電；在100公里左右時(shí)采用110千伏；50公里左右采用35千伏；在15公里～20公里時(shí)采用10千伏，有的則用6600伏。輸電電壓在110千伏以上的線路，稱為超高壓輸電線路。在遠(yuǎn)距離送電時(shí)，我國還有500千伏的超高壓輸電線路。

為什么要采用高壓輸電呢？這要從輸電線路上損耗的電功率談起，當(dāng)電流通過導(dǎo)線時(shí)，就會(huì)有一部分電能變?yōu)闊崮芏鴵p耗掉了。我國目前普遍采用的三相三線制交流輸電線路上損耗的電功率為

P耗＝3*I平方*R ----(I的平方)式中的R為每一條輸電線的電阻，I為輸電線中的電流。如果要輸送的電功率為P，輸電線路的線電壓為U，每相負(fù)載的功率因數(shù)為COSΦ 則輸電電流還可表示為

I=P/（1.732U*COSΦ）

假設(shè)送電距離為L，所用輸電線的電阻率為ρ，其截面積為S，則R＝ρ（L／S）。于是，損耗的電功率可寫成

P耗=3*（P/1.732U*COSΦ）平方ρ*（L/S）=C/（U平方*S）式中。在輸送的電功率、輸電距離、輸電導(dǎo)線材料及負(fù)載功率因數(shù)都一定的情況下，C為一常數(shù)。

由上式可以看出，輸電線截面積S一定時(shí)，輸電電壓U愈高，損耗的電功率P耗就愈??；如果允許損耗的電功率P耗一定時(shí)（一般不得超過輸送功率的10％），電壓愈高，輸電導(dǎo)線的截面積就愈小，這可大大節(jié)省輸電導(dǎo)線所用的材料。

從減少輸電線路上的電功率損耗和節(jié)省輸電導(dǎo)線所用材料兩個(gè)方面來說，遠(yuǎn)距離輸送電能要采用高電壓或超高電壓。

但也不能盲目提高輸電電壓，同為輸電電壓愈高，輸電架空線的建設(shè)，對(duì)所用各種材料的要求愈嚴(yán)格，線路的造價(jià)就愈高。所以，要從具體的實(shí)際情況出發(fā)，做到輸電線路既能減少功率損耗，又能節(jié)約建設(shè)投資。

高壓輸電能減少電功率的損耗，但從發(fā)電方面來看，發(fā)電機(jī)不能產(chǎn)生220千伏那樣的高電壓，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)要產(chǎn)生那么高的電壓，從它的用材，結(jié)構(gòu)以及安全運(yùn)行生產(chǎn)等方面都有幾乎無法克服的困難。從用電方面看，絕大多數(shù)的用電設(shè)備也不能在高電壓下運(yùn)行。這就決定了從發(fā)電、輸電到用電要用到一系列電力變壓器來升高或降低電壓。大型水力發(fā)

電站的輸電過程如圖7－8所示，從發(fā)電站發(fā)出的交流電首先由變電所1中的輸電變壓器把電壓升到220千伏，然后輸送到遠(yuǎn)處的中心變電所2，在那里輸電變壓器把電壓降為10千

伏，送到下屬各變電所，在變電所3由輸電變壓器再把電壓降為35千伏。然后輸送給下一

級(jí)變電所4，變電所4又用輸電變壓器把電壓降為10千伏，再送至各用戶的變電所5，最后將電壓變?yōu)?80伏／220伏，供給用電設(shè)備使用。從大型水力發(fā)電站發(fā)出的電力，經(jīng)過輸電線路送到用戶，中間要經(jīng)過五次變換電壓（一升、四降）。對(duì)于中、小型電站來說，中間變換電壓的次數(shù)就少一些，這要根據(jù)發(fā)電視發(fā)出的電壓、輸送線路的遠(yuǎn)近等具體情況來確定。