电力系统的电压等级

　　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

　
　　　　　　　　　　　　　　　　图1 电力网中的电压分布
　　由于用电设备的容许电压偏移一般为±5%，而沿线路的电压降落一般为10%，这就要求线路始端电压为额定值的105%，以使其末端电压不低于额定值的95%。发电机往往接在线路始端，因此，发电机的额定电压为线路额定电压的105%。
　　变压器一次侧接电源，相当于用电设备，二次侧向负荷供电，又相当于发电机。因此变压器一次侧额定电压应等于用电设备额定电压（直接和发电机相联的变压器一次侧电压应等于发电机额定电压），二次侧电压应较线路额定电压高5%。但又因变压器二次侧电压规定为空载时的电压，而额定负荷下变压器内部的电压降落约为5%，为使正常运行时变压器二次侧电压较线路额定电压高5%，变压器二次侧额定电压应较线路额定电压高10%。只有漏抗很小的，二次侧直接与用电设备相联的和电压特别高的变压器，其 二次侧额定电压才可能较线路额定电压仅高5%。
　　某一实例网络图如图2所示，各母线及变压器原幅边电压标于图中。
　
　　　　　　　　　　　　　　图2 电力系统中各元件额定电压