香港的輸電及配電  預覽列印

當你把電器插頭連接至市電源,一按開關,便可以從遙遠的發電廠取用電能。這全賴一個高效率的輸電配電系統,利用廣闊的電纜網絡,將數座發電站與全港絕大部份的家庭連接起來。不論你住在市中心還是偏遠的地方,都可隨意使用電力。

圖 1   愛迪生的最大貢獻可能是設計了一個經濟可行的發電及供電系統 圖 2   香港的夜景之所以能如此璀燦,有賴高效率的輸電與配電系統 (圖片嗚謝:香港電燈)

在香港,電能主要通過架空電纜及地底電纜輸送。因為電纜具有電阻,所以電流產生熱而導致的能量損失是無可避免的。輸電的一個重要技術問題是,如何使輸電過程中的能量損失減至最少。

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高電壓輸電

圖 3   變電站上的高壓電纜

為減低能量損耗,發電廠產生電能後,會將其電壓大幅提升,才通過電纜輸送。輸電的電壓愈高,輸電電流則愈低。電流通過有電阻的電纜時,便產生熱效應;減低輸電電流可減低熱效應造成的能量損耗,提高輸電的效率。


低電阻的電纜

由於電纜內產生的熱效應也受電纜的電阻值影響,減少電纜的電阻值能減低能量損耗。怎樣的設計才能使電纜既有經濟效益,而電阻又低呢?

第一個考慮是物料。金屬是良好導體,具有低電阻。銅和鋁是最常用作電纜的物料。銅和鋁是良好的導體,而且便宜、不易被侵蝕,足夠堅固。製造較粗大的電纜,也可使電纜的電阻變得更低。電纜粗大代表它的切面面積較大,因此電阻也較低。

電纜的設計能減低它的電阻,但由於輸電的電纜非常長,電纜的總電阻還是不可忽略的。在以下的活動中,你將會看到電阻線的長度如何影響電能的輸送。

活動:輸電的能量損失