L'électricité domestique est généralement du 220 V monophasé-, tandis que les applications industrielles utilisent généralement du 380 V triphasé-. Cependant, la tension générée par un générateur de centrale électrique n’est ni l’une ni l’autre. Alors, combien de volts un générateur de centrale électrique produit-il réellement ?
1. Combien de volts d’électricité un générateur produit-il réellement ?
La tension de sortie du générateur est déterminée par la capacité de l'unité, la conception de l'isolation et la compatibilité du réseau. La tension de sortie nominale des générateurs traditionnels en Chine est classée dans les niveaux suivants :
| Petites et moyennes-unités de production (hydroélectricité, cogénération) | 6,3 kV, 10,5 kV |
| Centrales thermiques de grande et moyenne taille-(classe 300 MW) | 13,8 kV, 18,5 kV |
| Unité ultra-supercritique de 1 million de kilowatts | 20kV,24kV |
La principale raison pour laquelle les générateurs ne produisent pas directement 220 V/380 V est que le courant de génération de basse-tension est extrêmement élevé, ce qui entraîne une montée en flèche des pertes dans les bobines et les lignes et une augmentation spectaculaire des coûts d'isolation, rendant impossible une transmission d'énergie efficace sur de longues distances-. Par conséquent, un mode « génération moyenne-tension, transformation à plusieurs -étapes » doit être adopté.
II. Le parcours de l’électricité : quatre niveaux de transformation de tension, de la centrale électrique à la prise
L'électricité passe du générateur à l'utilisateur à travers quatre étapes clés : l'augmentation de la tension et le transport, la réduction de la tension régionale, la réduction de la tension de distribution et la réduction de la tension aux bornes. L’ensemble du processus repose sur des transformateurs pour la conversion de tension, répondant ainsi aux besoins en électricité résidentiels et industriels.
Étape 1 : Augmentation et transmission de tension – De la « moyenne tension » à la « ultra-haute tension/extra-haute tension »
Une fois que le générateur produit de l'électricité moyenne tension de 6,3 kV à 24 kV-, il est immédiatement connecté au transformateur élévateur principal-, qui élève la tension à 220 kV, 500 kV et, pour le transport inter-régional, même à des niveaux de tension ultra-haute-de 1 000 kV CA et ±800 kV CC.
Deuxième étape : réduction de la tension régionale – De « l'ultra-haute tension » à la « haute tension »
L'électricité à très haute tension-est transmise aux principales sous-stations de la ville, où elle est abaissée à des niveaux de haute tension de 110 kV et 35 kV par des transformateurs abaisseurs-, entrant dans le réseau de distribution de la zone urbaine pour préparer l'alimentation électrique à haute tension-des zones urbaines et des parcs industriels.
Étape 3 : Abaissement de la tension- – De "haute tension" à "moyenne tension"
L'électricité à haute tension-entre dans la sous-station de distribution urbaine, où elle est à nouveau ramenée à une moyenne tension de 10 kV. Cette tension est ensuite transmise via des câbles souterrains ou des lignes aériennes aux transformateurs de distribution à proximité des zones résidentielles, des usines et des quartiers commerciaux. Il s’agit du niveau de tension le plus courant dans les réseaux urbains de distribution d’électricité.
Étape 4 : Abaissement de la tension aux bornes- – De "Moyenne tension" à "Basse tension (résidentiel/industriel)"
C’est l’étape cruciale la plus proche de l’utilisateur. L'électricité moyenne tension-de 10 kV est convertie en électricité basse tension-triphasée-à quatre-fils de 380/220 V via des transformateurs de distribution dans les zones résidentielles et les usines.
Il utilise des fils triphasés et un fil neutre pour fournir une alimentation triphasée de 380 V aux usines, aux centres commerciaux et aux gros équipements, et est compatible avec les équipements à haute puissance tels que les moteurs, les machines-outils et la climatisation centrale.
III. Vulgarisation scientifique clé : la relation entre 220 V et 380 V
Le 220 V domestique et le 380 V industriel ne sont pas deux systèmes d'alimentation indépendants, mais plutôt deux formes de sortie de la même alimentation triphasée à quatre fils : dans l'électricité triphasée, la tension entre les lignes de phase est de 380 V (tension de ligne) et la tension entre une ligne de phase et la ligne neutre est de 220 V (tension de phase). Les deux satisfont une relation mathématique de "√3".
Des milliers de volts d'électricité moyenne tension-des générateurs à l'électricité basse tension-220 V/380 V après plusieurs transformations, chaque étape de la conversion de tension suit les principes scientifiques et les normes nationales. Cela garantit une transmission efficace de l'énergie sur de longues distances et répond aux besoins en énergie sûrs de différents scénarios, ce qui constitue l'ingéniosité des systèmes électriques modernes.