远距离输电 · 能量账本

从发电机到用户,电压经历了什么?

固定发电功率后,提高输电电压会减小线路电流。沿着三个回路核对电压、电流和功率,别把两个变压器的匝数关系跨过输电线直接相连。

链路运行正常

发电 → 升压 → 输电 → 降压 → 用户

理想变压器;线路电阻集中等效为 R线

发电电压 U₁10.0 kV
一次电流 I₁1.00 kA

本回路与输电回路只通过升压变压器耦合:U₂/U₁=N₂/N₁

线路电流 I线50.0 A
线路压降 ΔU0.400 kV

同一串联输电回路:I₂=I线=I₃,且 U₂=U₃+ΔU

用户电压 U₄399 V
用户电流 I₄25.0 kA

降压变压器只联系受端与用户:U₃/U₄=N₃/N₄

送达用户的功率线路发热损耗
η = 99.80%
升压后电压 U₂200 kV
降压前电压 U₃199.6 kV
线路损耗 P损20.0 kW
用户功率 P用户9.980 MW

逐段核账

U₂ = U₃ + ΔU
I₂ = I线 = I₃
P发 = P损 + P用户

电压损失率为 0.20%,链路满足 U₂>ΔU;当前参数处于高效输电区间。

边界提醒:不能写成 U₂/U₄ 等于两个变压器某一组匝数比。线路上存在 ΔU,因此必须先算 U₃=U₂−ΔU,再用降压变压器关系求 U₄。