这对你有什么关系?输电

输电

不管用什么类型的发电厂来生产，离开发电厂并向电网输送的电力在电压上都有相当大的提高，以方便其可能的漫长旅程到达最终用户。电力通常以低于30千伏特(kV)的电压离开发电厂，它的电压(通过邻近变电站的变压器)增加到更高的电压，通常高达765kV，通常至少为155kV。当这发生时，离开发电厂的电进入我们电旅行的传输阶段。

电力的物理学是推理这一重大电压增加的背后 - 更高的电压允许更有效率，从而更便宜，传输。为了进一步说明电力传输的物理学，考虑以下基本公式:

• 功率等于电压的平方，除以电阻，或者P = V²/ R。

甲765kV传输线将有近四倍来传递动力比一个345KV传输线的，由于与线电压的平方功率的容量增加。而765kV传输线是递增地更昂贵的构建体，它们具有更大的潜在回报考虑到他们可以传输的额外功率。

可以说，传输系统是我们今天的电力传输过程中存在的最重要的缺陷。在新的输电线路建设开始之前，需要清除大量的法规和项目选址障碍，这一直是项目进展的主要障碍。

我们的传输系统主要是设计，并在20世纪60年代建造，并且它没有想到的是，系统必须服务的客户在这样遥远的地方，并从电厂的许多的人，它现在接收功率。当电网构建了40 - 50年以前，在发电，输电和配电基础设施的平均水平，区域公用事业监督利己的部分。从那时起，行业放松管制促进了骨折的所有权，与发电公司，输电公司，投资者和地方公用事业现在拥有整个系统多样，零碎股份。

美国电网

美国已经三大输电网：东部互联，西部互联，和得克萨斯州互连。每个这些区域互连的背后的想法是通过结构化替代途径来提供系统冗余的电力，以便在隔离的传输线中断的情况下流动。还有一个非营利性组织，北美电力可靠性委员会负责制定和实施输电标准，并为系统操作员提供培训。

美国有超过15.7万英里(超过230千伏)的“超高压”输电线路。大多数传输线或导体是铝制的(通常采用钢芯以获得更大的强度)。虽然在整个系统中没有广泛安装，但可以使用分布式温度传感设备对输电线路进行监测，该设备可以准确地检测和报告异常情况(如偏离正常和预期线路温度所示)。大多数输电系统是传统的三相交流系统。高压直流(HVDC)系统是数百英里长距离传输的交流系统的替代品。直流输电系统具有线路损耗低、可控性好等优点，但直流输电设备的安装成本明显较高。输电线路的类型和电压对行业专业人士来说是一目了然的。背景参考信息对于像我这样的临时观察者来说，这有助于识别不同的传输系统。

许多作者提到了输电系统拥堵的挑战，我们现在正经历着这种挑战，因为对新电力的需求增长超过了我们对未来容量的预期。拥塞造成一些负面影响，其中包括：

• 引入更大的“线路损耗”(由电阻、低效、发热等引起，以最大化输电线路的容量)。
• 限制消费者在一天中的某些时段使用更便宜的电价。
• 由于有限的传输系统冗余，增加了停电的风险，这阻碍了急需的升级或紧急维修。

“绿色”电力传动

我们前面提到的创新“绿色”发电技术，并表示他们可惜现在我们的贡献电的比例很小。通过这些手段未来电力生产的一个大缺点是传输系统。该系统是不是“绿色”电源的一致或实际交易内置到传输网络，特别是从地理位置和时限偶尔最适合这些技术。例如，有传输不足以提供太多的风和太阳能在美国是有潜力的。

这种情况的一个例子，特别是风力发电，在西德克萨斯州是很明显的。由于人口更稀少，这个地区适合建设新的输电线路，而且风速稳定，适合旋转风力发电机。然而，西德克萨斯不需要额外的电力，那里的多余电力需要输送到很远的地方才能为电网增加价值。考虑到这些因素，从西德克萨斯(和全国其他理论上合适的地方)获取风力涡轮机的能量是不划算的。美国沙漠中的太阳能电池阵列也遭遇了类似的投资回报率不足。

智能电网

一位作者通过一种方便的方式，轻松地描述了当前我国电力传输系统的困境类似于水配管系统。水管只能建造这么大，它们只能处理这么多流量(与安培有关)和压力(与电压有关)。在任何给定的一天中，相对于消费者的使用，可能会出现流量过剩和涓涓细流的时期。当你打开“电插口”(在你的企业或家庭的主要设备，根据这个类比)，传输系统可能会受到挑战，以提供你所需要的，特别是在一个有利的成本。

的水管比喻是一个很好的建立的介绍，智能电网的概念，它会试图电力逻辑应用到电网，何时何地需要，在供给和需求的谨慎的平衡优化整个系统。净效应和这样一个智能电网的预期成果将解决刚才提到的几个问题。随着今天的交流电（AC）电网，它都想在此基础上可能采取的路径的相对大小功率流。随着智能电网，电力将能够通过控制系统操作员沿着特定路径路由，使用被称为FACTS新技术 - 柔性交流输电系统。此外，智能电网将采用更先进的监测和保护，使现有设施的利用率更高。智能电网，总体传输网络的总体规划和新的输电线路精明的新建筑相结合的努力，会去对解决我们当前的传输系统的困境很长的路要走。

注意事项

电力传输是由管辖联邦能源管理委员会(FERC)。然而，FERC仍然必须适应输电线路穿越的地方政府的投入和要求。以下是FERC网站首页的一份声明:“FERC只在某些州没有或无法设置设施的情况下才参与传输选址。”

在过去的几十年里，建设新的输电线路的努力是漫长而昂贵的。即使是明显需要的项目，也需要多年才能获得必要的许可、通行权和许可。公众在缓解未来停电方面存在利益冲突，但要避免新的输电建设项目对个人造成影响。这种冲突是传播系统版本的“邻避综合症”。无论是对是错，环保组织和特殊利益集团都曾利用法庭禁令和其他方式来挑战输电线路的建设。

离开了输电网，我们整个社区的数千个变电站的电压都在逐步下降。在某些情况下，输电线路电压会逐步降至110kV以下，被称为次级输电线路，然后再进一步降至正式进入配电系统的范围。

配电系统中的电流越往下游流动，其电压就会进一步降低，最终以240/120伏特的电压进入大多数家庭。不同的企业、校园和生产设施将从配电系统中以适合其需要的电压获取电力。分销系统是大多数地方公用事业公司广泛监督和参与的地方。

欢迎大家再次登录Buildipedia.com，观看关于美国能源基础设施的最后一期文章，这对你有什么关系?配电当我们继续研究美国与比尔·兰德尔先生的电动工具系统。

---

Bruce Renz先生和Bill Randle先生是本文的技术贡献者。两人都是电力行业的顾问。