電是我們日常生活中不可或缺的必要物資,那么你知道電究竟是從哪里來的嗎?我們經常在市區、郊區看到變電站,那么變電站到底有什么作用?今天我們就來一次了解清楚。
1電是怎么來的?
一般來說,電從發電廠發到達用戶所需場合,需要經過發電、輸電、變電、配電、用電幾個環節。為了減少電能輸送環節的損耗,發電廠發出的電需要通過變電站升壓之后進行遠距離輸送,然后在負荷區經過變電站降壓,最后經過配電箱到用戶所需場合。撫順箱式變電站
也就是說,變電站分為升壓變電站和降壓變電站兩種。
升壓變電站
升壓變電站就是將電壓升高,然后傳送到更高等級的輸電網上。一般使用220kV、330kV、500kV乃至1000kV的高壓輸送電能。
在升壓后輸電可以減少電能傳輸過程中的能量損耗。如果用物理知識來進行說明:
焦耳定律:Q=I2RT
根據焦耳定律,電流在輸電線路上傳輸會產生焦耳熱,電流越小,輸電過程中所產生的焦耳熱就會越少,損耗的能量就越少。
電功率計算公式:P=UI
電在傳輸過程中,功率不變,在相同輸電功率下,只有輸電電壓越高,輸電電流才會越小。因此將電進行變電站升壓后更有利于傳輸過程中減少損耗。
降壓變電站
升壓后的電通過輸電線路傳輸到用戶集中的負荷區后,再經過降壓變電站將高電壓降低至配電網(35kV及以下的電力線路)的電壓等級,接著通過配電網的電力線路傳輸到各個用電場所的變壓器。
從電廠輸出的電,經過變電站升壓可以到500kV、330kV、220kV,到了一定距離后再經過變電站的降壓,從500kV降到330kV到220kV到110kV到35kV到10kV。
但10kV與日常用電的電壓相比還是太高,一般社區旁邊能看到的變壓器就是將10kV或6kV的電變成工廠用電的380V或者家用電的220V。
2變電站選址
變電站的選址非常講究,距離遠了,輸電電壓就會不穩,電能質量也就下降。
在商業、交通、生活等用電量大的地方,一座110kV的變電站能覆蓋2-4平方公里左右的供電面積,超出這個范圍就無法保障高質量的電力供應。
在大型醫院、超大型商業樓、部分大型工廠等,由于用電負荷密度極高,一般還會建一個專門的變電站以保障他們的電力需求。
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3變電站的電壓等級
根據輸送距離的長短、輸電容量大小和輸電線路建設的經濟性,每條輸電線路都要選擇適當的輸電電壓等級,所以就有了相應變電站的電壓等級。目前我國電網電壓等級分布在10kV~1000kV,且有輸電網和配電網的區別:
輸電網:用作電能傳輸
配電網:與用戶端緊密相連,用作電能分配
樞紐變電站:電壓為330kV~500kV,是電力系統的樞紐站。
中間變電站:電壓等級一般為330~220kV。
地區變電站:電壓等級一般為220kV。
終端變電站:位于配電線路的終端,接近負荷處,高壓側10~110kV引入線,經降壓后向用戶供電。
4變電站相關設備
變電站是由很多個設備組建而成的,用來切斷或接通、改變或者調整電壓。它們可以統稱為變電設備。具體有:
除了上面畫出來的設備,還有電容器、套管、阻波器、電纜、電抗器和繼電保護裝置等,這些都是輸變電系統中必不可缺的設備。這些設備還可以分成一次設備和二次設備:
變電一次設備
一次設備就是直接生產、輸送、分配和使用電能的設備。主要包括:
生產和轉換電能的設備:變壓器
開關電器:隔離開關、斷路器
限流載體:母線
補償設備:電容器組、消弧線圈
互感器:電流互感器、電壓互感器
防御過電壓設備:避雷針、避雷器
接地裝置等。
變電二次設備
變電站的二次設備是指對一次設備和系統的運行工況進行測量、監視、控制和保護的設備。主要包括:繼電保護裝置、綜合自動化系統、自動裝置、測控裝置、計量裝置以及為二次設備提供電源的直流設備。
5變電站有輻射嗎?
世界衛生組織(WHO)曾對60多個開展歷時10年的“國際電磁場研究計劃”,并發布了結論:“輸變電項目產生的不是電磁輻射,而是低頻的電場和磁場。”
事實上,相關科學研究已將“變電站造成電磁輻射” 列為錯誤的概念。
6變電站的運維巡檢
變電站在進入投運階段后,日常需要電力運維人員作為“全科醫生”進行“體檢”,以保障變電站正常運行。