变电站的工作原理是什么?是怎么把几千万伏的高压电变成220伏的?
目前中国的最高交流输电线路电压是100万伏的特高压,也是全世界最高电压等级的输电线路。不存在几千万伏的电压等级。
我们的电力来自哪里?
我们用的电,最初是来自发电厂的发电机,发电厂的发电机根据机组的容量不同,发出的电压也不同,小到6000伏,大到24000伏,机组容量越大,发出的电压越高。不过一般普通机组大多都是在10000伏。
这10000伏的电压,通过升压、输送、数次降压,最后以220/380伏的电压送到用户。这些升压和降压的过程,都是通过变电站的变压器完成的。那么,变压器“变压”的原理是什么呢?,下面我们就通俗地解释一下变压器的工作原理。
变压器的工作原理
在一个铁芯上绕上线圈,在这个线圈没有通电的时候,铁芯没有磁性。但是,当我们把绕在铁芯上的线圈通上电压,铁芯就具有磁力了。我们常用的电铃,就是利用这个原理发出“叮铃铃”的声音的。
反过来,在一个有磁性的铁芯上绕上线圈,这个线圈就会产生电压。
好了,下面我们把一个没有磁性的铁芯,绕上两组线圈,把其中的一组线圈通上电压,我们把这一组线圈叫做“初级线圈”,也可以叫做“一次线圈”。这时候,原本没有磁性的铁芯产生了磁性,在铁芯上缠绕的另一组线圈,我们把它叫做“次级线圈”,也可以叫做“二次线圈”,在磁力线的作用下,居然也产生了电压。
人们经过实验发现,当初级线圈和次级线圈绕组的匝数相同,次级线圈产生的电压,和初级线圈输入的电压是相同的。改变次级线圈的匝数,其产生的电压也会改变。次级线圈电压的变化,是其匝数与初级线圈的匝数的倍数成正比例。比如,我们将绕有50圈的初级线圈输入10伏的交流电,如果次级线圈也是绕有50圈,那么这个次级线圈就会产生10伏的交流电。如果次级线圈是绕有100圈,那么次级线圈就会产生20伏的交流电。以此类推。
懂得了这个原理,我们再回到发电厂,发电机发出的10000伏电压,还不足以输送到全国各地,因为这个等级的电压,在长距离输送的过程中,损耗太大,等到了“遥远”的用户那边,就所剩无几了。因此,长距离输送电力,就需要更高等级的电压。
输送相同的功率,电压越高,其电流越小,反过来,相同电流的输送,电压越高,输送的功率也就越大。综合起来,输送电压越高,线路损耗就越小,经济效益就越高。因此,发电机发出的电压,需要经过升压到一定的高度才可以向外输送。
目前,我国的超高压输电线路一般是220千伏或者330千伏,特高压输电线路,都是500千伏或者800千伏,最高输送电压是1000千伏。电厂发电的总功率越大,就需要更加强大的输送能力,因此,从发电厂向外输送的电压也就越高。
目前大型发电厂都是几百万千瓦的发电能力,三峡水电站目前的总功率是近2300万千瓦,想把这么强大的电能送出去,至少也需要500千伏以上的特高压输电线路。因此,发电机发出的1万的伏电压,就要通过巨大的变压器,升高到50万伏或者是80万伏。这就是发电厂的第一次变压,800千伏的升压变电站。这个变电站所用的变压器,次级线圈的匝数就是初级线圈的80倍。
一般来说,这种大型变压器输出的电压,并非就是800千伏这么一组,还会输出66千伏和1万伏的电压。这两组相对电压等级较小,主要是为了变电所自用电。因为大型变电所电动设备众多,再加上变电所也需要照明,用电量也非常大,因此,变电所需要的电能,就直接取自大型变压器。在变电所内经过二次变压,为所内提供操作和照明电源。
而变压器发出的800千伏特高压,就通过800千伏的特高压线路,送到“遥远”的降压变电所。这是800千伏电压的第一次降压,我们把这个变电所也叫做“一次变电所”。
800千伏经过一次变电所的降压,送出110千伏或者66千伏,还有10千伏的电压。不过,大多数的这种变电所送出的电压,都是66千伏和10千伏。66千伏,输送给几十公里以内的地区,而10千伏,则是变电所自用电。
66千伏的电压,需要再次降压到10千伏才能进入市区的配电网络, 这也是从800千伏变电所出来后的第二降压,因此,我们也把这样的变电所叫做“二次变电所”。二次变电所接受的是66千伏,或者是110千伏,而送出来的是10千伏的电压,进入配电网络。
这种配电网络,就是我们在市区常见的12米--15米水泥杆上的三根线(单回路)或者是6根线(双回路)的线路。但是,10千伏的电压,我们还不能使用,还需要最后一次降压,这就是市区常见的安装在10千伏线路上的变压器,或者是小区内部的箱式变电站,这也叫做“用户变压器”。从用户变压器出来的电压,才是我们常用的220/380伏的电压。
发电厂生产的电力,就这样通过升压→输送→一次变电所→再输送→二次变电所→用户变压器,直到用户。这就是电力生产到用户使用的简单过程。
但是,也有很多大型用户,比如钢铁厂、大型化工企业,用电量巨大, 这类厂矿,往往厂内就建有一次变电所,超高压或者是特高压直接进入厂内的变电所。这个一次变电所专门为该厂供电。由厂内变电所降压到几个电压等级,供厂内使用。这种情况,基本上都是极其重要的用户,所以也是双回路供电,以防止意外事故停电。
变电站的工作原理是什么?是怎么把几千万伏的高压电变成220伏的?
变电站的工作原理是什么?是怎么把几千万伏的高压电变成220伏的?
答:现在的变电站工作原理就是升压或者降压,都是智能化变电站,基本上是无人值班,远程智能操作。
所用的升压、降压变压器都是利用电磁感应原理,一次侧线圈通入交流,产生磁场,中间夹着高导磁的硅钢片,然后二次侧线圈绕组在磁场中感应出来电动势,这样磁磁场就可以感应电动势了,就是我们说的磁生电原理。架设了各种规格功率的变压器,与不同电压等级的变压器,可以升压和降压。
⚡升压变电站一般归属于发电厂,虽然都是电力行业,但它的管理系统不一样,但标准是一个样的。他们将交流升到35~500KV电压,远距离输送电力,一般电压越高则输送电能的距离越远。它被称为高压输电。
⚡输电到达目的地后,就要进行降压了,这就需要用到降压变电站了,虽然都是国家电网,但他们是分工明确的,输电、变电、配电是有明确分工的。
无论是升压变电站还是降压变压器,变电所它们都是整个输电和变配电系统中不可缺少的。首先变电站分为升压变电站和降压变电站,其次到人口密集的居住区和工厂,建设变电所。
升压变电站是将来至发电厂3.15、6.3、10.5KV的交流电升压几十千伏,这样远距离传输电力。因为输电线路受导体电阻影响,根据焦耳定律,它就会产生大量的热量,这种损耗是一种电能损失,所以需要把发电厂通过升压变电站升高输送远方。
从高压输电到降压变电站,此时它称为区域变电站,接下来又改变了别称,叫高压配电线路。不过它的电压等级的选择要根据用户终端密集度,即用电负载大小和供电距离选择;
一般变压器总容量为250KVA~8000KVA采用10KV供电方式;变压器总容量8000VA~40000KVA采用35KV供电方式。
而35KV电压输电上面的电压等级为110KV,一般110KV供电线路一般不超过60KM;而35KV供电线路一般不超过30KM;10KV架空线路送电容量0.2~2MW,送电距离6~20KM;10KV电缆送电容量5MW,送电距离6KM以下。也有35KV降压为0.4KV的三相四线电力变压器。
对于大负荷工厂的35KV变电所配电线路适用于城市内高压电力传输,可将35KV的高压经变压后变成为10KV,送往各个车间的10KV变电室中,提供车间动力、照明及电气设备用电;再将10KV高压电源经过降压变压器变成0.4KV(380V/220V),送往办公室、食堂、宿舍等公共用电场所。
降压变电站以后的区域变电站可以用35KV变压器直接将交流电压变为0.4KV,在变压器的二次侧的星形接法Y中引出一根零线N,就是我们日常生活中的单相交流220V的电压了。
而大多数的10/0.4KV高压配电供电线路方式是一种比较常见的配电线路。该配电线路先将来自架空线的10KV三相交流高压经过变压器降为线电压400V或者说相电压220V的交流低压后再分配周边电气设备。
国家电网划分三类,例如A类供区的低压线路供电长度不宜超过250m; B类不宜超过400m;C类不宜超过500m。农业排灌、偏远地区供电长度可适当延长,但应满足电压质量要求。
知足常乐2022.7.21日于上海
变电站的工作原理是什么?是怎么把几千万伏的高压电变成220伏的?
1⃣️不管是升压还是降压,都是硅钢片框架上绕的线圈起的作用、比如三峡工程拦河大坝用水流冲击使大型发电机旋转,产生大电流低电压。因为电压低不利于远程输电,就利用变电厂里的升压变压器,就是一次侧和二次侧线圈比是有数据比的,假如初级三组线圈输入380V,变压器将初级线圈匝数与次级按数据比就行,如果初次级调换接线,其功能即相反,变压器变成了升压器。
2⃣️高压输电(比如11万伏),输送给变电所再降压成一万伏才能送到小区或工厂的附近,你见到路边的变压器,进了三根火线入变压器,输出是三组线圈星型接法,为ABC三相(火),每两相之间为380V,每相与中心的(中性线)入地后输出叫零线,每根火与零线为220V。
3⃣️综上所述:发电机发出三相低压大电流的电,经变电厂利用硅钢片做成升压器,达到几十万伏的高压才有利于远程输电,地区变电所再利用变压器原理降压成三相低压电,三相电是确保三相电机工作原理相适配的。如今电力的科学管理都是电子化控制。
谢谢!
变电站的工作原理是什么?是怎么把几千万伏的高压电变成220伏的?
朋友们好,我是电子及工控技术,我来回答这个问题。在电力系统中,包括发电、输电和配电和用电等环节,其中在输电环节中,变电站是非常重要的。变电站具有接受电能、变换电压的作用。变电站可分为升压变电站和降压变电站两种,一般升压变电站是通过升压变压器把发电厂发出的电进行电压的升高,一般都是建在发电厂附近。
我们之所以把发电厂发出的电压进行升高再输送,这是因为发电厂发出的电能是一定的,为了减小输电时的损耗,我们都要尽可能地把电压升的很高,使线路中的电流尽可能小,同时线路中所用的电线截面积也越小,这样不但能够减小投资,而且还可以节省大量的有色金属。比如我们要把电厂发出的电能输送给到200公里到300公里远的地方时,这时就需要把电厂发出的6.3KV的电压用升压变压器升高到220KV的高压,如果输送的距离还要远的话还可以把电压升高到330KV、500KV甚至750KV的特高压。这样不但能够减小输送电能的损耗,而且还能提高输送的功率。
当电能输送到用电区域时,这时就需要在这个区域建立降压类型的变电所了。也就是通过降压变压器把220KV及其以上的特高压电降低到6KV、10KV或者35KV~110KV的中压,具体降到多高规格的电压这是需要经过经济和技术的比较后综合考虑合适的供电电压。比如要是给大型工厂进行供电的话,我们通常采用35KV~110KV高压供电;如果是给小工厂或者居民供电,我们通常会使用6KV或者10KV的供电电压,我们常见到的大多采用10KV电压供电居多。
当把10KV的电压送到我们用电单位时,在用电单位也要设置降压变压器,把10KV 的中压进一步降到380/220V,380V的电压便于工厂里的三相电气设备使用;220v的电压便于我们平时生活照明使用和单相设备使用。之所以能够得出380V和220V的电压,这是因为降压变压器副边的接法是星型接法,它是由三根火线和一根零线组成的,其示意图如下所示,降压变压器副边的三个绕组分别引出一根线,就是三根火线。另一端接在一起就是零线。如果我们接一根火线和一根零线,就相当于用了变压器副边的一个绕组,那么它就是220V的电压了。
当我们用两根火线时,就相当于用了变压器的两个绕组,它们之间就是380v的电压了。所以当从发电厂发出6.3KV的电压经过升压变压器,把电压升高到220KV以上,当到达用电区域时,再用降压变压器把220KV的电压降到10KV,这两种变压器的原边和副边都是用三角形的连接关系。当再把10KV电压降到380V/220V时,这时用的变压器副边就要采用星型的连接关系了,这时就会得出220V 的电压了。
以上就是我对这个问题的简单看法,欢迎朋友们留言、讨论,敬请关注电子及工控技术,感谢点赞。
变电站的工作原理是什么?是怎么把几千万伏的高压电变成220伏的?
谢谢邀请回答!我的工作是设计从一个变电站到另一个变电站之间的高压线路,不包括变电站的设计。对于题主的问题来说说我的观点。
1、变压器是用来改变交流电压的一种装置,通常按变压器的相数可分为单相变压器和三相变压器。
2、变压器的基本工作原理是电磁感应,简单说就是“电可以转化为磁,磁可以生成电”,当交流电压加到一次侧绕组后,电流流入该绕组,由于励磁作用在铁心中产生磁场,这个磁场不仅穿过一次侧绕组,同时也穿过二次侧绕组,二次侧绕组中由于有线圈就会产生感应电动势,如果二次侧与外电路的负载接通,便有交流电流流出。
对于升压和降压,主要看两侧绕组线圈的匝数,绕组的感应电势正比于的匝数,因此只要改变二次绕组的匝数,便能改变电压的数值。
大家有关于电的知识都可以一起探讨交流。
变电站的工作原理是什么?是怎么把几千万伏的高压电变成220伏的?
从几千万伏的高压电变成220伏,确切说是从1000kV逐级降压至220V。
发电厂机端电压一般是6kV,通过升压变压器逐级升压,根据电能输送距离选择合适的电压等级。我国常用的电压等级有交流6、10、20、35、66、110、220、330、500、750、1000kV,还有多个直流高压电压等级。
一般是变压器的制造工艺的要求,变压器会选择越级变压,如750/330kV,330/110kV, 110/35/10kV或110/10kV,10kV/0.4kV。
0.4kV为常说的380V,是线电压,即两根火线之间的电压。
家用的220V是一根火线、一根零线之间的电压。
变电站的变电原理是:
变压器主要应用电磁感应原理来工作。具体是:当变压器一次侧施加交流电压U1,流过一次绕组的电流为I1,则该电流在铁芯中会产生交变磁通,使一次绕组和二次绕组发生电磁联系,根据电磁感应原理,交变磁通穿过这两个绕组就会感应出电动势,其大小与绕组匝数以及主磁通的最大值成正比,绕组匝数多的一侧电压高,绕组匝数少的一侧电压低,当变压器二次侧开路,即变压器空载时,一二次端电压与一二次绕组匝数成正比,即U1/U2=N1/N2,但初级与次级频率保持一致,从而实现电压的变化。
变电站的变压器主要起电流、电压转换和传输的作用。断路器、隔离开关起电路通断的作用。二次设备为全站安全自动运行,起监测、监控、保护、计量的作用。
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