特高压输电
2020年12月10日,白鹤滩—江苏,特高压±800千伏直流输电工程开工建设。工程线路全长2087公里,途经四川、重庆、湖北、安徽、江苏,工程额定电压±800千伏,额定输送功率800万千瓦,计划于2022年建成投运。工程投运后,每年可输送电量312亿千瓦时,减少煤炭运输1400万吨,减排二氧化碳2542万吨、二氧化硫25万吨,对满足电力供应、优化能源供应结构、缓解大气污染防治压力具有重要意义。
特高压输电是指±800千伏及以上直流输电电压和1000千伏及以上交流输电电压等级。之所以采用特高压输电的方式是因为在相同输电功率的情况下,电压越高电流就越小,这样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。特高压输电输送容量大、送电距离长、线路损耗低、占用土地少。100万伏特高压输电线路输送电能的能力(技术上叫输送容量)是50万伏超高压输电线路的5倍。所以有人这样比喻,特高压输电是“电力高速公路”。
在电力工程技术上有一个名词叫“经济输送距离”,是指某一电压等级输电线路最经济的输送距离。因为输电线路在输送电能的同时本身也有损耗,线路太长,损耗太大,经济上不合算。50万伏超高压输电线路的经济输送距离一般为600~800公里,而100万伏特高压输电线路因为电压提高了,能达到1000~1500公里甚至更长,这样就能解决把西部能源搬到中东部地区使用的问题。
特高压直流输电技术解决了国内的电力输送问题,为全球能源互联提供了“中国方案”,推动我国能源领域高新技术强势“走出去”。
请根据上述材料,回答下列问题:
为了合理地利用自然资源,水电站要建在水库大坝上,以煤为燃料的火电站最好建在煤矿附近.但是用电的地方可能距离发电站很远,因此为了使千家万户都能用电,就要借助如图所示的那些跨山越水的巍峨铁塔上的电缆来输送电能.
家庭用电的电压是 ,然而高压输电线上的电压通常有几百千伏.为什么要用这么高的电压输送电能呢?这是因为采用高压输电,可以减少由于电流热效应导致的电能在输送线路上的损耗.我们知道,输电线上损耗的功率 ,而输电导线的电阻 很难大幅度减小,所以只能减小输电电流 .发电站的输出功率等于输出电压和输出电流的乘积,即 .如果发电站输出功率不变,若要减小输出电流,就必须升高输出电压.
远距离高压输电的电压至少需要几十万伏,而大型发电机的电压一般为 ,不符合远距离输电的要求.怎样将发电机产生的电压升高呢?根据电磁感应原理制造的变压器解决了这一难题.如图为某远距离输电的示意图,升先用升压变压器将发电厂发出的交流电压升高到 后再送到交流电网上,远距离传输后经一次高压变电站将电压降至 ,再输送到二次高压变电站将电压降至 ,然后送到工厂、科研和生活区等目的地,再用低压变压器降至 供家庭用户使用.
请根据上述材料,回答下列问题:
我国经济发展迅猛,社会和家庭的用电量增加,给我国的输电线路提出了更高的要求.输电使用的金属导线有电阻,会有电能损失,即Q损=I2Rt;或也称为损失功率,即P损=I2R.在输送电功率,即P输=UI不变的情况下,现在输电线路较长,为避免电能的损失,都采取高压输电的方法.输电电压U=220kV,即22万伏特的电压.我国各大发电站发出的都是三相电,即传输时是三条主线,请注意观察如图所示的输电线路场景图片.通过你所学习的知识,回答下列问题: