天天用電，電是怎麼一步步到你家的？

指頭一掰開關，家裡便一片通明，正是由於電的存在，一切電氣設備的運行才那麼順理成章。你可知，開關閉合那一剎那，電便從千里之外誕生後，瞬間到達你家？而就這一瞬間，電經歷了發電—變電（升壓）—輸電—變電（降壓）—配電—用電這一波三折的過程。

圖1 從發電到用電的過程

發電

電誕生於荒山野嶺的發電站，發電站家族成員眾多，包括火電、水電、核電、風電等，但它們萬變不離其宗，都是將其它能（核能、生物質能、潮汐能等）轉化成電能。當然，不同發電站的電壓不一樣，有11kV的，也有6kV的。電誕生後，大部分將直接接入輸電網，輸送到千里之外，少部分過剩的電能被儲存起來。比如說抽水蓄能，就是電動機將水抽到高水壩，想釋放這部分電能時，直接用水壩的水發電即可。

圖2核電廠

圖3風電廠

那麼，電是怎麼被送到千里之外的呢？

輸電和變電

該輪到輸電出場了，電是經由孤立在野外的高壓電纜，傳輸到用電端的，不得不說，輸電和變電是一對「難兄難弟」，因為輸電的前後伴隨著變電。由於各個發電廠的電壓大小不同，雖然大多數電廠電壓高達數千伏，但不足以滿足遠距離傳輸電流注[1]的要求，因此，根據不同輸電線路的要求，發電端的電由變電站將電壓升高到相應的高壓（從10kV到330kV不等，不同規格的輸電線路，電壓不同）後，經輸電線路傳輸到用電地區，電開始了漫漫長征之路，直至到達用電地區的降壓變電站後，進行逐級降壓，最終降至用電端的需求電壓大小。

圖4高壓輸電電塔和電纜

配電和用電

萬眾期待，電終於完成萬里長征，到了大展身手的時刻了。不幸的是，用戶的需求卻是多種多樣的。用戶中不但有普通家庭，還有工廠、商場等，例如，普通家庭用電的電壓為220V，而工業用電卻是380V，所以只能按需分配，將家庭、工廠、商業用電分開處理，這一重任當然由配電廠承擔了。配電廠負責某塊區域得所有用電分配，變電所將高壓電降至低壓電後，接入配電廠，配電廠進行個性化電壓處理，分成220V、380V等線路，分別接往居民區、工業區等，最終為我們所用。

全國的用電量無時無刻不在變化著，發電廠怎麼知道該發多少電呢？別擔心，有個機構叫電力調度中心，專門負責監控各地區的實時用電量，進行電量的調配，所以發電站發的電基本實現實時供需平衡，即使需電量有波動，也在可控的有效範圍內。

當然，發電量大於用電量時，電壓會升高；當用電量大於發電量時，電壓會降低。電壓的波動幅度較小，因此我們一般感覺不到。但在某些不發達地區，由於電力調度不靈活，每到用電高峰期，用電量驟增，家裡的電器電壓不夠，造成部分電器低負荷工作，例如燈管較暗，甚至不工作。

電從發電站到用戶這一「歷險過程」，你是否覺得複雜而漫長？別驚訝，這只是一瞬間的事，電流的傳輸速度約為光速，每秒可繞地球7.5圈。所以電從發電站伊始，即使要傳輸到世界的另一端，也只是一瞬間的事。

附註：

[1]遠距離傳輸電流：採用特高壓傳輸，原因是輸電線路的電阻消耗電能，電能等於電流的平方乘以電阻，所以電流越小，消耗的電能越小。功率是固定的，等於電壓乘以電流，所以電壓越大，電流則越小，傳輸過程中的電能損耗則越小。這是採用特高壓輸電的原因。

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