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第10版:科技服务·科普
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2022 年 07 月 26 日 星期 放大 缩小 默认  
科普中国
夏天供电“法宝”
特高压

  汗流浃背的夏天,人们开玩笑称“全靠空调续命”,但本质上其实是靠电。没有电,空调就是个摆设。如今,电,充斥着人们生活的方方面面。一旦停电,生活将会很不方便,更别说在高温天气下突然停电了。一般来说,要安全、高效、稳定地将电输送到千家万户,那就得靠特高压。

  电压与电压分级

  简单地说,特高压就是电压等级特别高的电压。多高才算高呢?这就要从电压与电压的分级说起。

  电压,也被称作电势差或电位差,是衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量,国际单位制为伏特(简称伏)。电压按等级可分为低压、高压、超高压和特高压。在我国,低压为220伏和380伏,高压为10~220千伏,超高压为330~750千伏,而特高压是指±800千伏及以上的直流电和1000千伏及以上交流电的电压等级。

  低压是生产生活用电压,涉及有一定距离的电力传输,通常就得采用高压、超高压和特高压。在采用特高压输电技术输送电力时,发电厂发出的电先要通过升压变压器将电压升高至特高压等级,然后待到达用电地区后,再通过降压变压器将电压降至220伏或380伏供用户使用。

  为什么要将电压升到那么高来进行传输呢?目的是为了电力传输的长距离、大容量、低损耗。

  为何要用特高压输电

  输电线路就像一条公路,电流所带的能量就像公路上的汽车,要想“汽车”开得远、开得快,就必须加大电压,扩宽“道路”。而特高压就像一条高速公路,帮助化解拥堵问题。

  我国80%以上的能源分布在西部和北部,而75%的电力消费集中在东部和中部,供需端相距约800~3000千米。并且用电量极大,2015年仅江苏一个省份就和德国全国的用电量相当。每天都有巨量的电流“奔跑”在西电东输的长距离“道路”上。

  但电流太大会引起电线发热,造成安全隐患,同时还会在输送过程中损耗,怎么办呢?方法就是升高电压。根据欧姆定律,在相同输电功率的情况下,电压越高电流就越小,输电过程中对电能的损耗就会越低,同时还能降低因电流产生的热损耗和远距离输电的材料成本。在输送功率和输电距离方面,特高压约等于超高压的4倍;在输电损耗方面,特高压约等于超高压的三分之一;而在单位造价方面,特高压比超高压更省,只有后者的四分之三,同时还能节省60%的土地资源。

  中国特高压有多“牛”

  特高压不仅彻底扭转了中国电力发展长期受制于煤炭运力的难题,它还充分利用了中西部风能光能等可再生能源,有力推动了清洁低碳转型。更重要的是这项技术直接帮助中国掌握了全球特高压技术的话语权。

  目前,我国是唯一全面掌握特高压输电技术的国家,也是特高压输电领域的标准制定者。例如,特高压直流输电的核心装备,世界首个特高压柔性直流换流阀就是由我国科学家研制的。除了攻克特高压输电技术难点,实现大功率的中、远距离输电之外,我国还实现了远距离的电力系统互联,建成联合电力系统。

  简单说,就是打造了一张国家级别的特高压电力调度网络,随时可以将电力进行跨省市的远距离调度。这使得因电力运输不足而导致的大面积停电事故,成为了人们遥远的回忆。(本报综合)

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