1.電能的傳送

  發(fā)電部門的發(fā)電機將其他形式的能(如水能和化學(xué)能)轉(zhuǎn)換成電能，再通過導(dǎo)線傳送給用戶。由于用戶與發(fā)電部門的距離往往很遠，電能傳送需要很長的導(dǎo)線，電能在導(dǎo)線傳送的過程中有損耗。根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，損耗的大小主要與流過導(dǎo)線的電流和導(dǎo)線的電阻有關(guān)，電流、電阻越大，導(dǎo)線的損耗越大。

  為了降低電能在導(dǎo)線上傳送產(chǎn)生的損耗，可減小導(dǎo)線電阻和降低流過導(dǎo)線的電流。具體做法有:通過采用電阻率小的鋁或銅材料制作成粗導(dǎo)線來減小導(dǎo)線的電阻;通過提高傳送電壓來減小電流，這是根據(jù)P=UI，在傳送功率一定的情況下，導(dǎo)線電壓越高，流過導(dǎo)線的電流越小。

  電能從發(fā)電站傳送到用戶的過程如圖4-61所示。發(fā)電機輸出的電壓先送到升壓變電站進行升壓，升壓后得到110~330kV的高壓，高壓經(jīng)導(dǎo)線進行遠距離傳送，到達目的地后，再由降壓變電站的降壓變壓器將高壓降低到220V或380V的低壓，提供給用戶。實際上，在提升電壓時，往往不是依靠一個變壓器將低壓提升到很高的電壓，而是經(jīng)過多個升壓變壓器一級級地進行升壓。在降壓時，也需要經(jīng)多個降壓變壓器進行逐級降壓。

  2.三相變壓器

  (1)三相交流電的產(chǎn)生

  目前電力系統(tǒng)廣泛采用三相交流電，三相交流電是由三相交流發(fā)電機產(chǎn)生的。三相交流發(fā)電機原理示意圖如圖4-62所示。從圖中可以看出，三相發(fā)電機主要是由U、V、W三個繞組和磁鐵組成的，當(dāng)磁鐵旋轉(zhuǎn)時，在U、V、W繞組中分別產(chǎn)生電動勢，各繞組兩端的電壓分別為UU、UV、UW，這三個繞組輸出的三組交流電壓稱為三相交流電壓。

  (2)利用單相變壓器改變?nèi)嘟涣麟妷?

  要將三相交流發(fā)電機產(chǎn)生的三相電壓傳送出去，為了降低線路損耗，需對每相電壓都進行提升。簡單的做法是采用三個單相變壓器，如圖4-63所示。單相變壓器是指一次繞組和二次繞組分別只有一組的變壓器。

  (3)利用三相變壓器改變?nèi)嘟涣麟妷?

  將三對繞組繞在同一鐵心上可以構(gòu)成三相變壓器。三相交流變壓器的結(jié)構(gòu)如圖4-64所示。利用三相變壓器也可以改變?nèi)嘟涣麟妷?具體接法如圖4-65所示。

  3.三相變壓器的工作接線方法

  (1)星形聯(lián)結(jié)

  用圖4-65所示的方法連接三相發(fā)電機與三相變壓器的缺點是連接所需的導(dǎo)線太多，在進行遠距離電能傳送時必然會使線路成本上升，而采用星形聯(lián)結(jié)可以減少導(dǎo)線數(shù)量，從而降低成本。發(fā)電機繞組與變壓器繞組的星形聯(lián)結(jié)如圖4-66所示。

  變壓器的星形聯(lián)結(jié)如圖4-66a所示，將發(fā)電機的三相繞組的末端連起來構(gòu)成一個連接點，該連接點稱為中性點，將變壓器三個低壓繞組(匝數(shù)少的繞組)的末端連接起來構(gòu)成中性點，將變壓器三個高壓繞組的末端連接起來構(gòu)成中性點，然后將發(fā)電機三相繞組的首端分別與變壓器三個低壓繞組的首端連接起來。

  發(fā)電機繞組與變壓器繞組的星形聯(lián)結(jié)可以畫成圖4-66b所示的形式。從圖中可以看出，發(fā)電機繞組和變壓器繞組連接成星形，故這種能力接法稱為星形聯(lián)結(jié)，又因為這種接法需用四根導(dǎo)線，故又稱為三相四線制星形聯(lián)結(jié)。發(fā)電機和變壓器之間按星形聯(lián)結(jié)后，變壓器就可以升行業(yè)高發(fā)電機送來的三相電壓。如發(fā)電機的U相電壓送到變壓器的繞組方式u?u?兩端，在高壓繞組U?U?兩端就會輸出升高的U相電壓。

  (2)三角形聯(lián)結(jié)

  三相變壓器與三相發(fā)電機之間的連線接法除了星形聯(lián)結(jié)外，還有三角形聯(lián)結(jié)。三相發(fā)電機與三相變壓器之間的三角形聯(lián)結(jié)如圖4-67所示。

  變壓器的三角形聯(lián)結(jié)如圖4-67a所示，將發(fā)電機的三相繞組的首尾依次連接起來，再在每相繞組首端連出引線，將變壓器的低壓繞組的首尾依次連接起來，并在每相繞組首端連出引線，將變壓器的高壓繞組的首尾依次連接起來，并在每相繞組首端連出引線，然后將發(fā)電機的三根引線與變壓器低壓繞組相對應(yīng)的三根引線連接起來。

  發(fā)電機繞組與變壓器繞組的三角形聯(lián)結(jié)可以畫成圖4-67b所示的形式。從圖中可以看出，發(fā)電機繞組和變壓器繞組連接成三角形，故這種接法稱為三角形聯(lián)結(jié)，又因為這種接法需用三根導(dǎo)線，故又稱為三相三線制三角形聯(lián)結(jié)。發(fā)電機和變壓器之間按三角形連接好后，變壓器就可以升高發(fā)電機送來的三相電壓。如發(fā)電機的W相電壓送到變壓器的繞組w?w?兩端，在高壓繞組W?U?兩端(也即W、U兩引線之間)就會輸出升高的W相電壓。