由于在一定的功率因數(shù)下,輸送相同的功率,輸電電壓越高,輸電電流就越小。這樣,一方面可以減少輸電線上的功率損耗,另一方面可以選用截面積較小的輸電導(dǎo)線,節(jié)省導(dǎo)電材料。因此,遠(yuǎn)距離輸電需要用高壓來進(jìn)行。輸電距離越遠(yuǎn),輸出功率越大,要求的輸電電壓就越高。例如,輸電電壓為110kv時(shí),可以將5萬千瓦的功率輸送到50~150km的地方;輸電電壓為220kv時(shí),輸電容量可增到20~30萬千瓦,輸電距離可增至200~400km;若輸電電壓為500kv的超高壓,輸電容量可高達(dá)100萬千瓦,輸電距離也可增加到500km以上。由于目前發(fā)電機(jī)的額定電壓一般為10kv左右,這就需要利用安裝在變電所中的變壓器將電壓升高到輸電所需要的數(shù)值,再進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電。當(dāng)電能輸送到用電地區(qū)后,由于目前工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和民用建筑的動(dòng)力用電,高壓為10kv、6kv,低壓為380v和220v,這又需要通過變電所再將輸送來的高電壓降低,然后分配到各個(gè)用電地區(qū),再視不同的要求,使用各種變壓器來獲得不同的電壓。變電所中安裝著升壓或降壓用的變壓器、控制開關(guān)、保護(hù)裝置和測量儀表等,可以對電壓進(jìn)行變壓、調(diào)壓、控制和監(jiān)測。電能從發(fā)電廠傳輸?shù)接脩?,需?jīng)過的升壓、傳輸、降壓、分配等中間環(huán)節(jié),稱為電力網(wǎng);由發(fā)電廠、電力網(wǎng)和電能用戶組成的系統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)。
我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電力網(wǎng)的額定電壓有3kv、6kv、10kv、110kv、220kv、330kv、500kv等。
由于目前市區(qū)的輸電電壓一般為10kv左右(大型廠礦企業(yè)除外),因此,一般的廠礦企業(yè)和民用建筑都必須設(shè)置降壓變電所,經(jīng)配電變壓器將電壓降為380/220v,再引出若干條供電線到各個(gè)用點(diǎn)(車間或建筑物)的配電箱上,再由配電箱將電能分配給各用電設(shè)備。這種低壓供電系統(tǒng)的接線方式主要有放射式和樹干式兩種。
放射式供電線路圖1所示。它的特點(diǎn)是從配電變壓器低壓側(cè)引出若干條支線,分別向各用電點(diǎn)直接供電。這種供電方式不會(huì)因其中某一支線發(fā)生故障而影響其他支線的供電,供電的可靠性高,而且也便于操作和維護(hù)。但配電導(dǎo)線用量大,投資費(fèi)用高。在用電點(diǎn)比較分散,而每個(gè)用電點(diǎn)的用電量較大,變電所又居于各用電點(diǎn)的中央時(shí),采用這種供電方式比較有利。
樹干式供電線路如圖2所示。它的特點(diǎn)是從配電變壓器的低壓側(cè)引出若干條干線,沿干線再引出若干條支線供電給用電點(diǎn)。這種供電方式一旦某一干線出現(xiàn)故障或需要檢修時(shí),停電的面積大,供電的可靠性差。但配電導(dǎo)線的用量小,投資費(fèi)用低,接線靈活性大。在用電點(diǎn)比較集中,各用電點(diǎn)居于變電所同一側(cè)時(shí),采用這種供電方式比較合適。