电能的作用，发电的类型以及电压等级的分类

【专家解说】：电能的作用
电力是一种很具弹性的能量形式，能够适用于日以剧增，多不盛举的用途。例如，于 1870 年代出现的电灯泡，具有极大的实用价值的。由于这发明，人们不再需要使用蜡烛或煤油来照明，因而得以避免了很多可能发生的火灾[46]。

电灯泡所应用的焦耳加热（Joule heating）效应，也可以应用于电力取暖（electric heating）方面。对于这用途，电力取暖有三大优点：便利使用、容易控制、安全洁净。但是，电力取暖有个很大的缺点，那就是，与燃煤取暖或燃油取暖相比，它的效率比较低[47]。关于冷冻用途方面，电是一个很实用的能源。安装在住家和办公室内，冷气机的使用带给人们很大的舒适。但是，冷气的用电量也很大。对于这问题，电力公司大力宣传提倡智慧地使用冷气[48]。

电讯科技主要是依靠电来传达信息。于 1837 年，William Cooke 和 Charles Wheatstone 展示出第一座具有商业潜力的电报机（electrical telegraph）。1860 年代，随着横贯美国大陆电报系统（First Transcontinental Telegraph）的建立，以及十几年后横贯大西洋电报系统（transatlantic telegraph cable）的建立，从地球的这一端到地球的那一端，使用电报机制，只需要很短几分钟时间，人们就可以即时地获得讯息。现今，光导纤维和通讯卫星这两个先进科技，占有了通讯科技市场的一大部分。它们所使用的传输科技仍旧是建立于电磁波原理。

电动机应用电磁原理，将电能转化成机械能的形式，来驱动各种各样的机械。电动机是一个干净的、有效率的工具。一个固定不动的电动机，像绞车（winch），可以很容易地供予能源。但是，移动的电动机，像电动车，必须随身带着像电池一类的能源装备，或者用取得电能的滑动接触，像集电弓。这要求限制了其行动范围和工作性能。

电子元件使用到晶体管，是二十世纪最重要的发明之一。晶体管是所有摩登电子电路的基本元件，最先进的集成电路在小小几平方厘米的面积可以内嵌几十亿个微小的晶体管。

电厂分类

水力发电厂　利用水流的动能和势能来生产电能，简称水电厂。水流量的大小和水头的高低，决定了水流能量的大小。从能量转换的观点分析，其过程为：水能→机械能→电能。实现这一能量转换的生

水力发电厂
产方式，一般是在河流的上游筑坝，提高水位以造成较高的水头；建造相应的水工设施，以有效地获取集中的水流。水经引水机沟引入水电厂的水轮机，驱动水轮机转动，水能便被转换为水轮机的旋转机械能。与水轮机直接相连的发电机将机械能转换成电能，并由发电厂电气系统升压送入电网。
建造强大的水力发电厂时，要考虑改善通航和土地灌溉以及生态平衡。水电厂按电厂结构及水能开发方式分类有引水式、堤坝式、混合式水电厂；按电厂性能及水流调节程度分类有径流式、水库式水电厂；按电厂厂房布置位置分类有坝后式、坝内式水电厂；按主机布置方式分类有地面式、地下式水电站。
水力发电厂建设费用高，发电量受水文和气象条件限制，但是电能成本低，具有水利综合效益。水轮机从启动到带满负荷只需几分钟，能够适应电力系统负荷变动，因此水力发电厂可担任系统调频、调峰及负荷备用。
小水电

从容量角度来说处于所有水电站的末端，它一般是指容量5万千瓦以下的水电站。世界小水电在整个水电的比重大体在5%-6%。中国可开发小水电资源如以原统计数7000万kW计，占世界一半左右。而且，中国的小水电资源分布广泛，特别是广大农村地区和偏远山区，适合因地制宜开发利用，既可以发展地方经济解决当地人民用电困难的问题，又可以给投资人带来可观的效益回报，有很大的发展前景，它将成为中国21世纪前20年的发展热点。
世界上，许多发展中国家都制订了一系列鼓励民企投资小水电的政策。由于小水电站投资小、风险低、效益稳、运营成本比较低，在国家各种优惠政策的鼓励下，全国掀起了一股投资建设小水电站的热潮，由于全国性缺电严重，民企投资小水电如雨后春笋，悄然兴起。国家鼓励合理开发和利用小水电资源的总方针是确定的，2003年开始，特大水电投资项目也开始向民资开放。根据国务院和水利部的“十一五”计划和2015年发展规划，中国将对民资投资小水电以及小水电发展给予更多优惠政策。中国小水电可开发量占全国水电资源可开发量的23%，居世界第一位。
火力发电厂　利用煤、石油、天然气或其他燃料的化学能来生产电能，简称火电厂。从能量转换的观点分析，其基本过程是：化学能→热能→机械能→电能。世界上多数国家的火电厂以燃煤为主。煤粉和空气在电厂锅炉炉膛空间内悬浮并进行强烈的混合和氧化燃烧，燃料的化学能转化为热能。热能以辐射和热对流的方式传递给锅炉内的高压水介质，分阶段完成水的预热、汽化和过热过程，使水成为高压高温的过热水蒸气。水蒸气经管道有控制地送入汽轮机，由汽轮机实现蒸气热能向旋转机械能的转换。高速旋转的汽轮机转子通过联轴器拖动发电机发出电能，电能由发电厂电气系统升压送入电网。
原子能发电厂　利用核能来生产电能，又称核电厂（核电站）。原子核的各个核子（中子与质子）之间具有强大的结合力。重核分裂和轻核聚合时，都会放出巨大的能量，称为核能。技术已比较成熟，形成规模投入运营的，只是重核裂变释放出的核能生产电能的原子能发电厂。从能量转换的观点分析，是由重核裂变核能→热能→机械能→电能的转换过程。
太阳能发电厂

太阳能发电厂是一种用可再生能源——太阳能来发电的工厂，它利用把太阳能转换为电能的光电技术来工作的。德国利用太阳能来发电可供55万个家庭用电所需，是利用太阳能发电的世界冠军。
风能发电厂

截止到2003年底，全国风能资源丰富的14个省（自治区）已建成风电场40座，累计运行风力发电机组1042台，总容量达567.02MW（以完成整机吊装作为统计依据）。[1]
垃圾发电厂

垃圾发电作为火力发电的一种，截至2007年底，中国垃圾焚烧发电厂总数已达75座，其中建成50座，在建25 ... 垃圾焚烧发电厂的收益稳定、运营成本低廉并享有一定的税收优惠政策，能给投资者带来稳定的收益，但是垃圾发电带来的环境问题不容忽视。
地热发电厂

地热能是指贮存在地球内部的可再生热能，一般集中分布在构造板块边缘一带，起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。全球地热能的储量与资源潜量十分巨大，每年从地球内部传到地面的热能相当于100PW·h,但是地热能的分布相对比较分散，因此开发难度很大。由于地热能是储存在地下的，因此不会受到任何天气状况的影响，并且地热资源同时具有其它可再生能源的所有特点，随时可以采用，不带有害物质，关键在于是否有更先进的技术进行开发。地热能在全球很多地区的应用相当广泛，开发技术也在日益完善。对于地热能的利用，包括将低温地热资源用于浴池和空间供热以及用于温室、热力泵和某些热处理过程的供热，同时还可以利用干燥的过热蒸汽和高温水进行发电，利用中等温度水通过双流体循环发电设备发电等，这些地热能的开发应用技术已经逐步成熟，而且对从干燥的岩石中和从地热增压资源及岩浆资源中提取地热能的有效方法进行研究可以进一步提高地热能的应用潜力，但是地热能的勘探和提取技术还有待改进。
在电力系统中起主导作用的是火力、水力和原子能发电厂。

.电力系统电压等级与变电站种类
电力系统电压等级有220/380V（0.4 kV），3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。随着电机制造工艺的提高，10 kV电动机已批量生产，所以3 kV、6 kV已较少使用，20 kV、66 kV也很少使用。供电系统以10 kV、35 kV为主。输配电系统以110 kV以上为主。发电厂发电机有6 kV与10 kV两种，现在以10 kV为主，用户均为220/380V（0.4 kV）低压系统。 根据《城市电力网规定设计规则》规定：输电网为500 kV、330 kV、220 kV、110kV，高压配电网为110kV、66kV，中压配电网为20kV、10kV、6 kV，低压配电网为0.4 kV（220V/380V）。 发电厂发出6 kV或10 kV电，除发电厂自己用（厂用电）之外，也可以用10 kV电压送给发电厂附近用户，10 kV供电范围为10Km、35 kV为20~50Km、66 kV为30~100Km、110 kV为50~150Km、220 kV为100~300Km、330 kV为200~600Km、500 kV为150~850Km。