电力如何传送到我们家中？电网/电力传输/高压电缆一文解构｜星岛教室
发布时间：16:00 2025-10-02 HKT
每日，电力宛如一位隐形伙伴，在我们的生活中扮演着举足轻重的角色。但你有没有想过，这些电力是如何从发电厂传送到我们家中？这一切都取决于一个精心设计的输电和供电系统。这个系统就像一条巨大的「电力高速公路」，确保电能能够快速、安全地送到每一个需求的地方。发电厂产生的电力经过变电站，然后通过高压电线传输，最后顺利送抵我们的家庭，让我们日常能够随心所欲地使用电力，让生活更舒适便利。
电网系统
电力的传奇故事，始于神奇的发电厂。电能是通过各种形式的能量转换而产生的。比如，火力发电厂利用燃烧煤、天然气或石油来加热水，产生蒸汽，驱动发电机。要把电力从发电厂输送到用户端，需要一个称为「电网系统」的输电网络。当电力在发电厂被生产出来后，首先经过「输电系统」这一通道，这是用来传输高压电力的设备。电力经过长距离的输送后，进入「配电系统」，在这里电压被降低至适合日常使用的水平，最后通过电线进入用户端。这个系统需要高效的设备及精密的控制技术，确保电能可稳定输送。高压电缆和变压器的应用都是这个系统不可或缺。
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高压电缆
在输电过程中，电力需要通过高压电缆进行长距离传输。「高压电缆」是输电系统中的核心部件。它的特殊设计和材料使它能承受高电压并减少能量损耗。在传输过程中，电流的流动会产生热量，这种热量主要来自电流本身。如果电流过高，热量就会大幅增加，导致大量能量浪费。为了减少热量产生，电力公司通常采用「高压低电流输送」的方式，通过提升电压来降低电流。
此外，高压电缆的外层包裹特殊绝缘材料，如橡胶或塑料，能防止电流泄漏或造成安全问题。电缆内部的导电金属（如铜或铝）亦具有良好导电性能，确保电力高效传输。
电压提升与变压器
「变压器」在电力传输中扮演了至关重要的角色。它主要发挥两大用途：升压和降压。在发电厂附近，电力会通过升压变压器将电压提升至数十万伏特（例如110000伏特或更高），以便进行长距离输送。高电压的应用能有效减少电流，从而降低输电过程中的能量损失。当电力接近用户端时，电压须被降低至适合日常使用的水平。这时，电力会通过降压变压器，将高压电降低至220伏特或110伏特，这就是我们家中插座所使用的安全电压。
特高压输电技术
随着科技的迅速发展，传统的高压输电技术已无法满足现代社会对电力的需求。因此，「特高压输电技术」应运而生。「特高压输电技术」是指交流1000千伏及直流±800千伏以上的输电方式。与高压相比，特高压具有更高的传输效率和更低的线路损耗。例如，1000千伏特高压交流和±1100千伏特高压直流的输电距离，分别是500千伏输电线路的4倍和5倍，而线路损耗仅为25%。这令电力可以在更长距离内有效输送，特别适用于跨区域电力传输。加上特高压的电缆容量更大，一条特高压电缆的输电能力相当于数条普通高压电缆，传输效率更高。
中国特高压输电系统
中国幅员辽阔，能源宝藏（水能、风能、太阳能）大多蕴藏于广阔的西部地区，而用电大户则集中在繁华的东部沿海。传统的电网系统面对数千公里的超远距离，也显得力不从心，损耗过大，难以满足日益增长的电力需求。所以，中国的特高压输电系统主要用于将西部和北部的电能送往东部和中部的消费集中地，充分发挥了其距离远、损耗低的独特优势。近日，国家宣布雅鲁藏布江水利工程即将展开，该项工程位于青藏高原东部，大坝将由5座梯级水力发电厂组成，预估每年可以发电3000亿千瓦，电力透过特高压输电系统外送至中国其他地区，兼顾西藏地区民生需求。
自2009年首个特高压工程投入运行以来，中国已建成19条特高压交流和20条特高压直流线路，总长度超过40000公里，总输送电量超过30000亿千瓦。这些工程有效支持「西电东送」的能源配置战略，将西部的可再生能源输送到需求集中的东部地区。这提升了电力供应安全及有效避免大面积停电事故。
特高压输电技术的发展须克服许多技术挑战，如高海拔和无人区的施工。然而，通过数十年的研究和实践，中国已成为全球特高压技术的领导者，建立了世界上最先进的特高压试验研究体系。
电力传输是一个复杂而精密的过程，涉及多种技术和设备的协同工作。从发电厂到我们的家庭，电力的每一步传输都需要精心设计和控制。随着特高压技术的发展，我们的电力供应将变得更高效和可靠。未来，中国将继续推进特高压技术的创新发展，并探索与智能电网和清洁能源的结合，以应对日益增长的电力需求和环境挑战。
小思考，大智慧
- 特高压输电技术有何主要优势？
- 中国的特高压输电系统主要用于解决甚么问题？
参考答案
- 特高压输电技术具有更高传输效率和更低线路损耗。特高压输电距离，大约是高压输电的4至5倍，而线路损耗仅为25%。
- 中国的特高压输电系统主要用于将西部和北部的电能送往东部和中部的消费集中地，充分发挥其距离远、损耗低的优势。这一系统有效支持「西电东送」的能源配置，将西部的可再生能源输送到需求集中的东部地区。
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文：九龙真光中学STEM统筹主任林震东
