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为什么高压输电线只有火线没有零线(最佳答案)

已解决
最佳答案
2022-10-12

为什么高压输电线只有火线没有零线?

为了把电送到较远的地方去,所以要把电压进行升高,距离越远电压降越大。所以有会用升压变压器把电压升到35KV以上。以便输送到距离更远的地方。

我们经常接触的高压线路,多为10Kv高加输电线路。但也本少部份地区使用6KV高压供电线路。

我们会发现变压器低压则(380/220)多出一根零线,共四根线。而高压则只有三根火线,为什么不设零线呢?

这需要从两个方面谈起:

变压器高压则根本不需要零线,高压的负载很少出现三相不平衡的现象,因为所带负载都是变压器,而变压器的三个绕组的直流电阻和交流感抗始终处于平衡隐定状态,故而少有三相不平衡状态。再者变压器的初级三相绕组均为三角法,不存在中性点所以零线也无处引出。

(二)发电机的三个绕组均为星型接法,它的星点是有一套完正的接地装置。所发出的三相电压始终是平衡而隐定的。所以高压输电线路不需要零线。

当然我们平时所用的10KV的高压线路,很少有发电机直接供电的,多为发出的电输送到变电所,在由变电所利用变压器升压或降压输送到用户。不论升压或降压,发电机所发出的三相电压始终是衡隐的。

为什么低压则需要零线?那是为配电需要,不但需要零线还要可靠接地,这是为了防止零点漂移的需要。

有关低压端为什么需要零线,我没有必要多说,因为题主只问到高压输电线路为什么不用零线。

有时我们发现三相高压输电线路的顶端多出一根线,那是一根防雷击的地线並非零线。

补充答案
2022-10-12

高压输电属于远距离输电,这里的高压电也不是工业电也不是市电,因此这个高压电是不能民用及工业用,只是为了解决远距离传输电的损耗。

为什么电要远距离传输?

这与发电来源有关,水电站在西多东少,火电站北多南少。因此在东部及南部这些大城市用电量大,本地供电远远不够,因此只能西电东输,北电南输。因此东西跨度大、南北跨度大,距离实在太远,所用标准的电压220V/380V的电送到这些城市,到达目的地后用户及工业是无法应用的,在这远距离传输过程中就会大大的损耗,因此只有提高电压来解决远距离输电。既然高压输电是将电压升高再送到目的地,说明在到达目的地的这段距离是不需要用电的。

为什么高压输电线只有火线没有零线?

不管火电站还是水电站,发出的电就是三相三线制电,进行远距离传输还要通过升压站升压,目的就是将电输送到目的地。这个过程中电不要考虑民用用电及工业用电,因此无需用零线。表面上看是节约材料,实际上是尽可能的降低成本。

在高压电到达目的地后需要降压变压器降压,此时考虑的不仅是民用电及工业用电,还要考虑到用电安全。因为在380v/220v的低压配电网用才考虑用零线及地线,所以在低压配电网中的一般供电方式就有三相四线制、三相五线制供电方式。因此在低压配电网中的降压变压器的二次侧星型接法的中性点引出一根线,即零线。此时零线与三相电的其中一相为相电压220v,三相电的两根线的线电压为380V,不仅能民用也能工业用。

三线四线制供电方式只有零线没地线,它可以防止三相不平衡引起零线带电。三相五线制供电方式有零线及地线,此时的地线可以保证用户的用电可靠性。但是零线与地线需要重复接线,可防止零线开路使零线带电而误伤人。

补充答案
2022-10-12

答:其他答友从技术的角度,专业地回答了这个问题;我在从理论的角度,阐述其中的原理。

首先,在高压输电中,不设零线,比如10kv的三相三线制,就是三根相线10kv;需要提醒的是,我们看到架空线最顶上的是避雷线。

而低压输电中,比如二次侧的380v和220v,就存在一根零线。

要么明白其中原理,我们先明确一个概念,电能之所以可以做功,其本质原因是存在电势差!注意是电势差,不是电势!

电源提供稳定的电势差,才使得电器做功;如果没有电势差,电器就无法工作!

高压输电线不需要零线,因为发电机出来的三相电源是相互独立的,每一相都能提供独立的电势,当然每一相的电势都是周期性变化的(交流电)。

巧妙的是,三相之间的变化电势,刚好两两之间在时间上相差120°的相位,三相电矢量相加,就刚好完全抵消掉了。

所以在三相平衡的情况下,会得到一个中性点电势,该电势不像三相那样周期性变化,而是一个定值。

然后我们只需借用大地是一个等电位体,并把上面的中性点电势,设置成和大地的电势等电位(发电机中性点接地),那么就可以省去这条线路(零线)。等需要使用零线时,直接从大地拉一条接线就行。

这就是高压线不需要零线的原因。

再问,那为什么低压线需要零线呢?

这是为了安全着想,虽然理论上,低压线只需要火线就行,然后从自家门前的地里面,拉一根线就可以使用,但是你不觉得这很危险吗?(以前偷电的人,就是这么干的)

为此,国家电网统一使用三相五线制供电(三根火线、零线和地线),零线由变电站二次侧统一接入地下,并设安全范围,所以我们看到的二次侧输电线拉到家门口,都是带零线的,就是免去你从地底下拉零线!

当然,以上只是定性分析,零线的作用不止上面的说那一个呢!

总结地说:理论上,无论交流电还是直流电,本质上电源只是提供稳定电势,电器的使用需要的是电势差,只要我们巧妙利用大地是一个等电位体,然后把大地选取为零电势,就能省去输电过程中的零线,用户直接把大地当作零线使用!

三相交流电特殊在三相相互独立,所以无法继续精简;要是未来高压直流输电技术成熟,我们会看到更有趣的是,高压直流输电只需要一根线,就能把电能源源不断地输送到你家!

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