电力行业

发表于 2023-1-9 19:58:34
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现代电力工业包括向公众和工业生产、传输、分配和销售电力。电力的商业分配始于 1882 年,当时生产的电力用于照明。在 1880 年代和 1890 年代,日益增长的经济和安全问题导致行业监管。曾经仅限于人口最稠密地区的昂贵新奇事物,可靠和经济的电力已成为发达经济体所有要素正常运行的重要方面!

电的历史
在早期的希腊,人们发现电子(琥珀)在摩擦时具有吸引低密度物质的能力。电能广泛用于热能、光能和动力取决于机械发电方法的发展。在 17 和 18 世纪,人们发现静电有别于电流。带电物体相互排斥或吸引时,电可以是正的或负的,从而区分导体和非导体。

1754 年,约翰·坎顿 (John Canton) 设计了一种仪器,根据悬挂在螺纹上的带同种电荷的髓核的排斥力来测量电能,该仪器后来被标准化并重新设计为金箔验电器。本杰明富兰克林确定了闪电的放电原理。这导致了“避雷针”的发明。在意大利,自然科学家 Allesandro Volta 发现,当银或铜和锌的交替金属板在溶液中相互接触时,就会产生电。这一发现的重要性在于它提供了连续电流源。最初的伏打能源电池给了电的实验研究以刺激。在几个月的时间里,实验室制造出了电池,将化学反应中释放的能量转化为能量。

1820 年,丹麦物理学家 HC Oersted 描述了载流导体周围的磁场。磁场强度与其电流之间的关系表明,磁场中的连续导体会导致电流流动。从 1834 年开始,旋转线圈发电机在伦敦开始商业化生产。最早的发电机产生交流电。通过机械换向器和在磁场中旋转的矩形线圈解决了将交流电转换为直流电的问题。连续产生每个线圈中的最大电压,以提供恒定电压的给定旋转速度减轻不规则性。

到 1825 年,第一本英国电气杂志的创始人威廉·斯特金 (William Sturgeon) 将电磁铁用作永磁体的替代品。电磁铁在其铁芯中具有足够的剩磁,可以提供必要的磁场来启动发电机的输出。发电机变成了一个独立的机器,只需要旋转就可以产生电能。蒸汽机的应用使电枢旋转产生的电力足以供应灯塔的弧光灯,使大规模使用电力更近了一步。

1881年12月,罗伯特·哈蒙德在英国苏塞克斯小镇布赖顿展示了新型电灯进行试用。由于许多店主希望使用新电灯,因此此安装的后续成功使哈蒙德能够将此企业置于商业和法律基础上。因此,哈蒙德电力供应公司成立了。

使用连续缠绕铜线的电枢增加了使用弧光灯照明街道的可能性。在发现两块碳之间的火花会产生明亮的光之后,弧光灯得到了发展。

发明家 Thomas A. Edison 和 Joseph Swan 爵士在 1870 年代开发了供家庭使用的白炽灯,白炽灯使用电流 当地发电演变成大型集中配电设施,多余的电力被卖给当地消费者。1882 年初,爱迪生在伦敦霍尔本高架桥开设了世界上第一座蒸汽动力发电站,在那里他与城市公司签订了为期三个月的街道照明协议。他及时为许多当地消费者提供了电灯。供电方式为直流电(DC)。虽然 Godalming 和 1882 年霍尔本高架桥计划在几年后关闭,但布赖顿计划仍在继续,并且在 1887 年每天 24 小时供应。1889年,

中央发电站为大面积地区提供高压发电的经济优势带来了新的配电实际和经济问题,并因此带来了进一步的创新。到 19 世纪末,地下配电系统使用了颜色编码的电缆。每条线都以这种方式识别,考虑到城市街道下方的电网越来越复杂,这是一个主要的考虑因素。

到 20 世纪中叶,电力被视为“自然垄断”,只有有限数量的组织参与市场才有效率;在某些领域,垂直整合的公司提供从发电到零售的所有阶段,只有政府监管才能规范回报率和成本结构。

电力行业
自 1990 年代以来,许多地区打破了电力的生产和分配,以提供更具竞争力的电力市场。虽然此类市场可能会被滥用,从而对消费者造成不利的价格和可靠性影响,但通常具有竞争力的电能生产会导致值得改善的低效率。然而,输配电是更难的问题,因为投资回报并不那么容易找到。

1882 年 9 月的晚些时候,爱迪生在纽约市开设了珍珠街发电站,这又是一个直流电源。正是出于这个原因,由于爱迪生无法进行电压转换,因此这一代产品靠近或位于消费者的场所。为任何电气系统选择的电压都是一种折衷。对于给定量的传输功率,增加电压会减少电流,因此会减少所需的电线厚度。不幸的是,它也增加了直接接触的危险并增加了所需的绝缘厚度。此外,某些负载类型很难或不可能在更高电压下工作。总体效果是爱迪生的系统要求发电站距离消费者一英里以内。虽然这在市中心行得通,

电力工业组织
电力行业通常分为四个过程。这些是发电,例如发电站、输电、配电和电力零售。在许多国家,电力公司拥有从发电站到输配电基础设施的整个基础设施。

发电行业
所有形式的发电都有积极和消极的方面。技术可能最终会宣布最优选的形式,但在市场经济中,通常会选择总体成本较低的选项,而不是其他来源。目前尚不清楚哪种形式最能满足必要的能源需求,或者哪种工艺最能解决电力需求。有迹象表明,可再生能源和分布式发电在经济方面变得更加可行。多样化的发电来源组合降低了电价飙升的风险。

输电行业
电力传输是电能从发电站(例如发电厂)到变电站的大量移动。促进这种运动的互连线路被称为传输网络。这与高压变电站和客户之间的本地布线不同,后者通常称为配电。输配电联合网络在北美被称为“电网”,或简称为“电网”。在英国、印度、马来西亚和新西兰,该网络被称为国家电网。

电力通过这些架空线路传输,也通过地下高压电缆传输

配电行业
配电是电力输送的最后阶段;它将电力从输电系统输送到个人消费者。配电变电站连接到传输系统,并使用变压器将传输电压降低到 2 kV 至 35 kV 之间的中压。初级配电线路将这种中压电力输送到位于客户场所附近的配电变压器。配电变压器再次将电压降低至照明、工业设备或家用电器使用的使用电压。

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