Бытовое электричество обычно однофазное-напряжением 220 В, тогда как в промышленных целях обычно используется трехфазное-напряжение 380 В. Однако напряжение, генерируемое генератором электростанции, не является ни одним из этих двух. Итак, сколько вольт на самом деле выдает генератор электростанции?
1. Сколько вольт электричества на самом деле производит генератор?
Выходное напряжение генератора определяется мощностью агрегата, конструкцией изоляции и совместимостью сети. Номинальное выходное напряжение основных генераторов в Китае подразделяется на следующие уровни:
| Малые и средние-генерирующие установки (гидроэнергетика, когенерация) | 6,3 кВ, 10,5 кВ |
| Крупные и средние-тепловые энергоблоки (класс 300 МВт) | 13,8 кВ, 18,5 кВ |
| Ультра-сверхкритическая установка мощностью 1 миллион киловатт | 20кВ, 24кВ |
Основная причина, по которой генераторы не выдают напряжение 220 В/380 В напрямую, заключается в том, что генерируемый ток низкого-напряжения чрезвычайно высок, что приводит к стремительному росту потерь в катушках и линиях, а также резкому увеличению затрат на изоляцию, что делает невозможным эффективную передачу энергии на-дальние расстояния. Поэтому необходимо использовать режим «генерации среднего-напряжения, много-ступенчатого преобразования».
II. Путешествие электричества: четыре уровня преобразования напряжения: от электростанции до розетки
Электричество проходит от генератора к потребителю через четыре ключевых этапа: повышение и передача напряжения, региональное снижение напряжения, снижение напряжения в распределительной сети и снижение напряжения на клеммах. Весь процесс основан на использовании трансформаторов для преобразования напряжения, что в конечном итоге соответствует потребностям жилых и промышленных предприятий в электроэнергии.
Шаг 1. Повышение напряжения и передача – от «среднего напряжения» к «сверх-высокому напряжению/сверх-высокому напряжению»
После того как генератор вырабатывает электроэнергию среднего-напряжения 6,3–24 кВ, его немедленно подключают к главному повышающему-трансформатору, который повышает напряжение до 220 кВ, 500 кВ, а для межрегиональной передачи — даже до 1 000 кВ переменного тока и ±800 кВ постоянного тока сверх-высоких уровней напряжения.
Шаг второй. Снижение напряжения в регионе: от «сверх-высокого напряжения» к «высокому напряжению»
Электроэнергия сверх-высокого напряжения передается на ключевые подстанции по всему городу, где ее понижают до уровня высокого напряжения 110 кВ и 35 кВ с помощью понижающих-трансформаторов, поступающих в распределительную сеть города для подготовки к подаче высокого-электропитания в городские районы и промышленные парки.
Шаг 3. Снижение напряжения-вниз — от «высокого напряжения» к «среднему напряжению».
Электроэнергия высокого-поступает на городскую распределительную подстанцию, где ее снова понижают до среднего напряжения 10 кВ. Затем это напряжение передается по подземным кабелям или воздушным линиям на распределительные трансформаторы вблизи жилых районов, заводов и коммерческих районов. Это наиболее распространенный уровень напряжения в городских распределительных сетях.
Шаг 4. Снижение напряжения на клеммах- – от «среднего напряжения» к «низкому напряжению (жилое/промышленное)»
Это решающий шаг, наиболее близкий к пользователю. Электроэнергия среднего-напряжения 10 кВ преобразуется в трехфазную-четырехфазную-проводную электроэнергию низкого- напряжения 380/220 В через распределительные трансформаторы в жилых районах и на заводах.
В нем используются три фазных провода и один нейтральный провод для подачи трехфазного напряжения 380 В на заводы, торговые центры и крупное оборудование. Он совместим с оборудованием высокой-мощности, таким как двигатели, станки и системы центрального кондиционирования.
III. Ключевая популяризация науки: взаимосвязь между 220 В и 380 В
Бытовая 220 В и промышленная 380 В — это не две независимые системы электропитания, а скорее две выходные формы одного и того же трех-фазного, четырехпроводного-проводного источника питания: в трех-фазном электричестве напряжение между фазными линиями составляет 380 В (линейное напряжение), а напряжение между фазной линией и нейтральной линией — 220 В (фазное напряжение). Эти два удовлетворяют математическому соотношению «√3».
От тысяч вольт электроэнергии среднего-напряжения, поступающей от генераторов, до электричества низкого-напряжения 220 В/380 В после многочисленных преобразований — каждый этап преобразования напряжения соответствует научным принципам и национальным стандартам. Это обеспечивает эффективную передачу энергии-на большие расстояния и удовлетворяет безопасные потребности в электроэнергии в различных сценариях, что является изобретательностью современных энергосистем.