電能輸送

但是為了減少輸電線路中電能的損失，只能提高電壓。在發(fā)電站將電壓升高，到用戶地區(qū)再把電壓降下來(lái)，這樣就能在低損耗的情況下，達(dá)到遠(yuǎn)距離送電的目的。而要改變電壓，只有采用交流輸電才行。1888年，由費(fèi)朗蒂設(shè)計(jì)的倫敦泰晤士河畔的大型交流電站開(kāi)始輸電。他用鋼皮銅心電纜將1萬(wàn)伏的交流電送往相距10公里外的市區(qū)變電站，在這里降為2500伏，再分送到各街區(qū)的二級(jí)變壓器，降為100伏供用戶照明。以后，俄國(guó)的多利沃──多布羅沃斯基又于1889年最先制出了功率為100瓦的三相交流發(fā)電機(jī)，并被德國(guó)、美國(guó)推廣應(yīng)用。事實(shí)成功地證實(shí)了高壓交流輸電的優(yōu)越性。并在全世界范圍內(nèi)迅速推廣。

關(guān)于電能的輸送方式，是采用直流輸電還是交流輸電，在歷史上曾引起過(guò)很大的爭(zhēng)論。美國(guó)發(fā)明家愛(ài)迪生、英國(guó)物理學(xué)家開(kāi)爾文都極力主張采用直流輸電，而美國(guó)發(fā)明家威斯汀豪斯和英國(guó)物理學(xué)家費(fèi)朗蒂則主張采用交流輸電。

在早期，工程師們主要致力于研究直流電，發(fā)電站的供電范圍也很有限，而且主要用于照明，還未用作工業(yè)動(dòng)力。例如，1882年愛(ài)迪生電氣照明公司（創(chuàng)建于1878年）在倫敦建立了第一座發(fā)電站，安裝了三臺(tái)110伏“巨漢”號(hào)直流發(fā)電機(jī)，這是愛(ài)迪生于1880年研制的，這種發(fā)電機(jī)可以為1500個(gè)16瓦的白熾燈供電。

但是隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要，電力技術(shù)在通信、運(yùn)輸、動(dòng)力等方面逐漸得到廣泛應(yīng)用，社會(huì)對(duì)電力的需求也急劇增大。由于用戶的電壓不能太高，因此要輸送一定的功率，就要加大電流（P=IU）。而電流愈大，輸電線路發(fā)熱就愈厲害，損失的功率就愈多；而且電流大，損失在輸電導(dǎo)線上的電壓也大，使用戶得到的電壓降低，離發(fā)電站愈遠(yuǎn)的用戶，得到的電壓也就愈低。直流輸電的弊端，限制了電力的應(yīng)用，促使人們探討用交流輸電的問(wèn)題。愛(ài)迪生雖然是一個(gè)偉大的發(fā)明家，但是他沒(méi)有受過(guò)正規(guī)教育，缺乏理論知識(shí)，難以解決交流電涉及到的數(shù)學(xué)運(yùn)算，阻礙了他對(duì)交流電的理解，所以在交、直流輸電的爭(zhēng)論中，成了保守勢(shì)力的代表。愛(ài)迪生認(rèn)為交流電危險(xiǎn)，不如直流電安全。他還打比方說(shuō)，沿街道敷設(shè)交流電纜，簡(jiǎn)直等于埋下地雷。并且邀請(qǐng)人們和新聞?dòng)浾?，觀看用高壓交流電擊死野狗、野貓的實(shí)驗(yàn)。那時(shí)紐約州法院通過(guò)了一項(xiàng)法令，用電刑來(lái)執(zhí)行死刑。行刑用的電椅就是通以高壓交流電，這正好幫了愛(ài)迪生的大忙。在他的反對(duì)下，交流電遇到了很大的阻礙。

隨著科學(xué)的發(fā)展，為了解決交流輸電存在的問(wèn)題，尋求更合理的輸電方式，人們又開(kāi)始采用直流超高壓輸電。但這并不是簡(jiǎn)單地恢復(fù)到愛(ài)迪生時(shí)代的那種直流輸電。發(fā)電站發(fā)出的電和用戶用的電仍然是交流電，只是在遠(yuǎn)距離輸電中，采用換流設(shè)備，把交流高壓變成直流高壓。這樣做可以把交流輸電用的3條電線減為2條，大大地節(jié)約了輸電導(dǎo)線。最長(zhǎng)的架空直流輸電線路是莫桑比克的卡布拉巴薩水電站至阿扎尼亞的線路，長(zhǎng)1414公里，輸電電壓為50萬(wàn)伏，可輸電220萬(wàn)千瓦。

新型能源傳輸方式

交流傳輸模式，已經(jīng)發(fā)展了幾百年了，為了現(xiàn)代化建設(shè)和能源節(jié)約，電力實(shí)驗(yàn)室正研究更加高效 便捷的傳輸模式，例如：跨越式傳輸和放射式傳輸，既:采用中繼站模式，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸時(shí)采用空間傳輸 不用經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)傳輸介質(zhì)而是采用跨躍和放射性傳輸，這樣超越了傳統(tǒng)接觸而是傳輸損耗降到最低！

不過(guò)，以上需要建設(shè)很多基站也是一個(gè)資源投入，于是乎更加新型的固態(tài)供電和太陽(yáng)能新型能源在飛速發(fā)展中，固態(tài)供電，既：把電源固化成蓄電池模式，一次成型 能量約 2億安時(shí) 約使用10年，耗盡的固化電池回收重新生成二代電池 相對(duì)而言，太陽(yáng)能能源有更加高效和便捷的應(yīng)用，2015年太陽(yáng)能電池將實(shí)現(xiàn)第三代技術(shù)，將比如今的采光和面積大幅提升！既用戶家每家安裝集中采光板，自采自用，無(wú)需傳輸2100433B

插圖：

一、電力系統(tǒng)的基本知識(shí)

電能是現(xiàn)代工業(yè)的主要?jiǎng)恿Γ哂腥∮梅奖?，輸送?jiǎn)單，便于控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)。因此，電能被廣泛用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門及人們的日常生活。電能是由發(fā)電廠生產(chǎn)的，發(fā)電廠一般設(shè)在一次能源所在地（如煤田、油田、河流等），但有可能遠(yuǎn)離電力用戶，這樣就存在一個(gè)電能輸送問(wèn)題；為了保證電能經(jīng)濟(jì)輸送和滿足不同用戶對(duì)電壓的要求，又存在一個(gè)變換電壓的問(wèn)題；電能輸送到用戶以后還存在一個(gè)電能分配的問(wèn)題。因此，在電力系統(tǒng)中，電能從生產(chǎn)到供給用戶使用，通常要經(jīng)過(guò)發(fā)電、變電、輸電及配電等許多環(huán)節(jié)。

1.發(fā)電廠

發(fā)電廠又名發(fā)電站，簡(jiǎn)稱電廠或電站，是生產(chǎn)電能的工廠。它將各種形式的一次能源（如熱能、水能、核能等）轉(zhuǎn)變成電能。按所用一次能源的不同，可分為火力發(fā)電、水力發(fā)電和核能發(fā)電等多種。目前我國(guó)以火力發(fā)電為主，約占發(fā)電總量的70%；其次是水力發(fā)電；核能發(fā)電近年來(lái)也有較快的發(fā)展。

2.變電站（所）

它是變換電壓和變換電能的場(chǎng)所。它主要由變壓器、母線及開(kāi)關(guān)設(shè)備等組成。根據(jù)性質(zhì)和作用的不同，它可以分為升壓變電站（所）和降壓變電站（所）兩大類。升壓變電站（所）多設(shè)在發(fā)電廠內(nèi)，而降壓變電站（所）則根據(jù)其在電力系統(tǒng)內(nèi)所處的地位和作用不同又分為區(qū)域變電站（所）（或者叫一級(jí)變電站）、企業(yè)變電站（所）及車間變電所。區(qū)域變電站（所）的作用是進(jìn)行輸電電壓的變換，同時(shí)指揮、調(diào)度和監(jiān)視某一大區(qū)域的電力運(yùn)行，進(jìn)行必要的保護(hù)，并能有效地控制事故的蔓延，以確保整個(gè)區(qū)域電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定和安全。