电力系统由多个层次的电压等级组成,这些不同的电压级是由国家规定的标准电压,又称额定电压。在电力系统中,各部分电压等级之所以不同,是因为三相功率正比于线电压及线电流(S= UI)。当输送功率一定时,输电电压愈高,则输送电流愈小,因而所用导线截面积愈小,从而线路投资愈小;但电压愈高对绝缘的要求愈高,杆塔、变压器、断路器的绝缘投资也愈大。综合考虑这些因素,对于一定的输送功率和输送距离应有一最合理的线路电压,但从设备制造角度考虑,为保证生产的系列性,又不应任意确定线路电压。另外,规定的标准电压等级过多也不利于电力工业的发展。我国国家标准规定的高压交流送电电压为6、10、35、(60)、110、(154)、220、330、500kV(其中60kV和154kV为历史上遗留下的将被限制发展的电压等级)和750kV,如表1所示。因而,选择电力线路电压时,只能选用国家规定的电压等级。
现将表1中用电设备、线路、发电机与变压器的额定电压之间的关系说明如下。
经线路输送功率时,沿线路的电压分布往往是始端高于末端。例如,如图所示,沿线段ab的电压分布可能如直线Ua-Ub所示。从而,图中用电设备1~7的端电压将各不相同。所谓线路的额定电压UN实际就是线路的平均电压(Ua Ub)/2,而各用电设备的额定电压则取与线路额定电压相等,使所有用电设备能在接近它们的额定电压下运行。
表1 额定电压等级 单位:kV