传输线适当电压的选择取决于几个因素，例如负载需求，传输距离，网格拓扑以及对系统可靠性的需求。较高的电压水平用于更长的距离，并需要更大的功率需求，以地减少损失并保持效率。传输线分为不同的电压水平，范围从亚电量（33 kV到138 kV）到超高电压（高于800 kV）的电压水平。由IEEE，IEC和ANSI等组织设定的标准可确保系统之间的一致性和兼容性，从而指导可靠，安全和高效的电力传输网络的设计和操作。
导体尺寸和基础设施设计
高压传播显着影响导体的设计和选择，并支持基础设施。此过程中的关键因素是载式 - 导体可以携带的电流而不会超过其热极限。由于电源（P）由以下方式给出：
\ [p = vicos \ theta \]
为了持续的功率传递，增加电压（V）允许电流（i）成比例减小。电流的这种减少至关重要，因为导致热垂直的导体加热受焦耳定律的约束：
\ [p_ {loss} = i^{2} r \]
较低的电流会产生较小的热量，从而使SAG化并允许导体在安全的热边缘内运行。这使公用事业可以使用较小的导体，减少材料成本和支撑塔上的机械加载。
此外，导体温度升高（ΔT）可以通过：
\ [\ delta t = \ frac {i^{2} r} {ka} \]
在哪里：
R =导体的电阻，
A =导体的表面积，
k =散热系数。
通过减少电流（i），我们可以地升高温度升高，从而使导体可以在较低的温度下运行，从而提高寿命和可靠性。
从基础设施的角度来看，较小的导体的重量较小，从而可以使用较轻的支撑结构，并可能在塔之间使用更长的跨度。此外，塔高度和间距受电气间隙要求的影响，这些要求受电压的影响，但机械负担主要与导体尺寸和重量相关。较小，较轻的导体减少了机械应变，并实现了更具成本效益的塔式设计。
在地面上，这转化为较窄的通行权（行）要求，地减少了土地使用和环境影响。在征用土地具有挑战性或昂贵的地区，这是一个重要的优势。此外，变速箱走廊的物理足迹较小，改善了美学整合和公众接受。
标准变速箱电压
在现代电力系统中，传输电压水平被标准化，以确保网格不同区域和组件之间的兼容性，安全性和效率。这些电压级别根据线的功能，传输距离和功率容量分为特定范围。为传输线选择适当的电压是受多种技术和经济因素影响的关键设计决策。
电压分类概述
通常根据其携带的功率和必须传输的距离将传输系统分组为以下标准电压类：
电压类 | 电压范围 | 目的 |
子交易 | 33 kV - 138 kV | 本地或区域发电 |
高压（HV） | 230 kV - 400 kV | 跨区域的散装电力传输 |
高电压（EHV） | 500 kV - 765 kV | 长距离，高容量传输 |
超高压（UHV） | 高于800 kV（例如1,100 kV） | 洲际或超长传输 |
子传输线充当高压传输系统与本地分销网络之间的桥梁。这些电压适用于短到中距离，为工业客户提供服务，或者降低城市和农村分销的电力。
高压（HV）（230 V - 400 kV）
HV传输是大多数国家电网的主力军。这些线在中等到长距离上传播大量电力，通常在发电植物和区域变电站之间。 HV系统在效率，基础设施成本和易于绝缘之间取得了平衡。
超高电压（EHV）（500 kV - 765 kV）
当必须在数百公里以上传递大量功率时，使用EHV系统，例如遥远的一代来源（例如水电或热植物）和城市中心。 EHV减少了线路损耗和电压下降，在高峰需求期间支持网格可靠性。
超高压（UHV）（800 kV）
UHV系统越来越多地用于大国分开的发电中心和负载中心。这些系统能够运输超过1,500–2,000公里的10–12 GW电力，从而减少了对多个平行线路的需求，并地减少了土地利用和基础设施成本。
电压选择标准
为传输线选择适当的电压水平是受几个相互依存因素影响的关键设计决策。其中包括预期的负载，传输距离，整体网格配置和可靠性要求。
1。负载需求
更高的功率需求需要使用更高的传输电压。这是因为在较低电压下传输大量电力将需要更高的电流，这会导致更大的损失和更大的导体。例如，在500公里的距离内交付300兆瓦通常需要在400 kV或更高的情况下进行传输，以确保效率和稳定的动力传递。
2。传输距离
随着发电源与负载中心之间的距离增加，较高的电压水平对于减少电阻损耗（I?R）并地沿线的电压下降至关重要。通常，较长的传输线需要更高的电压来维持效率，并确保电源到达目的地而不会显着降解。
3。网格拓扑
传输网络的结构也在电压选择中起作用。在具有多个互连的复杂的，网格的网格中，更高的电压有助于管理变化的负载流并提供动力路由的灵活性。另一方面，较简单的径向网络（在孤立的或农村地区）可能会在较低电压下有效运行，具体取决于连接负载的大小和所涉及的距离。
4。系统可靠性和故障电流
高压线必须考虑系统的可靠性和故障管理。随着电压的增加，潜在的断层电流也会上升，需要更强大的断路器和保护方案。工程师必须在更高电压的好处（例如损失和提高效率）之间找到平衡，以及在故障条件下的安全性，设备评级和维护方面所面临的挑战。
标准和电压分类
各种国际标准机构定义和调节传输电压，以确保不同地区和系统之间的互操作性，安全性和有效的网格规划。这些标准有助于确定名义电压值，绝缘要求和可接受的操作限制，这对于设计一致且可靠的功率基础设施至关重要。
标准主体 | 相关标准 | 电压分类示例 |
IEEE | IEEE STD 1313.2，IEEE C37系列 | 定义HV（≥100kV），EHV（≥345kV） |
IEC | IEC 60038，IEC 60071 | 指定名义电压 |
ansi | ANSI C84.1 | 分类电源系统的电压范围 |
nerc | 传输计划（TPL）标准 | 指定北美的电压计划限制 |
特别是IEC 60038广泛采用，并设置了传输和分销系统中的名义电压。它提供了设备制造商和实用程序遵循的标准电压水平，以确保系统兼容性。
