高压送电在输电线路上采用较高的电压进行输送,在接受端再将电压变压降低到合适的电压值供电使用。其原理简单来说,是为了减少输电时能量的损失。因为在输电线路上,一段电阻为R的导线,流经它的电流为I,通过它产生的电压为IR。可见,当电流I较大时,通过导线产生的电压随之增大,这样就会导致由于电阻消耗而产生大量的能量损失,最终导致电能的利用效率降低。如果采用较高的电压进行输送,可以显著地降低输电时的电流大小,从而降低由电阻消耗导致的能量损失,实现电能的高效利用。
高压送电在输电过程中存在许多显著的优点。首先,电流较小可以大幅降低电能损耗,对环境也产生较小的影响。其次,使用高压输电可以实现远距离的输电,因为采用了高电压输电时,等效电阻会趋近于零,这样可以允许在输电线路上输送大量的电能,保证在远距离的送电过程中不会产生过多的能量损失。
高压送电的应用日益广泛,主要体现在以下几个方面。首先,它广泛应用在电力传输和配电领域。因为利用高压输电可以提高输电距离,降低能量损失,并减少库恩反应的产生,更为重要的是,采用高电压输电可以使电站中的发电机容量得到充分的利用。其次,大规模的超导材料技术的发展,也使得超导输电技术成为了新的研究方向。超导材料输电可以不受阻抗影响,能够实现高效,无损和长距离的输电,在应用上有着巨大的潜力。此外,新技术的出现,如柔性直流输电和柔性交流输电,也为高压输电的应用创造了更广阔的前景。
高压送电虽然有着许多优点,但其在应用过程中也存在着一些问题。其中较为突出的问题是输电线路运作时的安全隐患。在高压电力传输中,电线塔的稳定性和强度的保证是必不可少的,而这需要其结构设计和材料质量得到充分考虑。此外,输电设备的耐受性、电缆的绝缘性能等等问题也需要得到充分的考虑和解决。