典型的电网使用110..500千伏线路将电力输送到变电站，然后将其降低到6..20千伏，然后将具有较低电压的线路输送到用户所在的其他变电站，最终将这6-20千伏降低到消费者电压（100或230伏或任何当地标准）。

那些110..500千伏线路通常会经过这些消费者所在的地区。消费者可以通过接受110 kV电压并输出消费者电压的变压器连接到这些线路。取而代之的是，这些电源线延伸到某个地方，然后另一条电源线以较低的电压运行回去，而用户则被后者吸引。那是很多额外的接线。

这种设计的原因是什么？为什么不将消费者吸引到最近的电力线？

高压（66kV-500kV）难以应对。

我会从脑海中浮现出我能想到的原因。

后面的所有数字（权重，美元）都是数量级的猜测值。

间隙

让我们以220kV为例。澳大利亚高压变电站标准AS 2067提名了220kV设备所需的以下电气间隙：

• 相接地-2100mm。也就是说，任何接地导体（例如，变压器油箱或钢杆）的2米之内都不能有220kV导体。编辑：实际上，我应该在此处引用非闪络距离（N）。
• 相间间隙-2,415mm。也就是说，220kV架空导线必须始终保持至少2.4m的距离。
• 水平安全距离-4,125mm。所有带电部件必须位于人可以站立的任何表面以上至少4,125mm的地方。
• 垂直安全距离-3,565毫米。

也就是说，没有“紧凑型” 220kV变电站。（嗯，有；基于气体绝缘开关设备的变电站可能非常紧凑，但是您不希望知道它们的成本是多少。）

包含所需设备并保持所有这些间隙的220kV变电站的最小大小至少为20m×20m正方形，即郊区一块土地的大小。

它还必须具有至少4米高的结构，很难融入郊区景观。

除了上述要求以防止他人直接电击的间隙外，您还必须应对-

• 变压器掉落10,000升绝缘油着火时的防火半径。距离内存至少10米。
• 发生电爆炸时的半径。对于某些高能类故障，接收“可生存的”二级烧伤的典型阈值半径可能会超过10米。绝对不允许在该半径范围内建造民用住房。

保护

必须迅速清除220kV网络上的故障，否则它将使整个电网进入不稳定状态（即停电）。避免停电的“关键故障清除时间”通常少于1秒。

为了确保如此高的保护速度，必须使用非常昂贵的保护方案（光纤先导线差动，距离保护）。这些保护方案必须安装在220kV线路的每个端子上。

一旦我们考虑了-

• 220kV断路器-每个约200,000美元，每个变电站至少需要三个-连续经过变电站的进/出电路需要两个，T型断开需要一个= 600,000美元
• 两套额定值为220kV的三相保护电流互感器，以及“足够”的连续安培-大约每套$ 50,000（棒球场）= $ 100,000
• 两套保护继电器-每个都有重复的保护继电器-每个大约20,000美元= 80,000美元。（注意：高压变电站的标准配置是“ X”和“ Y”重复保护。）

...每个变电站仅在保护设备上的费用就高达780,000美元。而且我们甚至还没有开始购买传输线终端硬件，浪涌分流器，母线，支撑结构，土方工程，围栏，混凝土，控制PLC，控制棚...

（比较一下22kV配电变压器保护，它通常只是一组三相逐相熔断保险丝，总成本可能为2,000美元。）

变形金刚

220kV变压器之所以大，是因为它们内部需要采取所有绝缘措施，以防止飞弧。没有像“小型” 220kV变压器那样的东西-我见过的最小的变压器额定值为60 MVA，重约10吨。

对比额定电压为500kVA或以下的典型极顶变压器22 / 0.415kV。重量很重要，因为木杆上的物品有最大的限制。我不是结构工程师，但您当然不愿意将一吨以上的东西挂在杆上。

足够的理由吗？

主要原因是这些线路用于长距离传输并互连大型网格。

想象一下一条高速公路。通常，它们在建成区每隔几英里就有出口，在特殊情况下有时比一英里更频繁，但是在大多数情况下，它们的目的是允许长距离快速有效地旅行。尽管在高速公路附近显然有房屋和企业，但是如果每个人都有自己的上坡道和下坡道，那么不仅基础设施资源将是巨大的，而且每次您遇到上坡道或下坡道的问题而最终关闭路段或车道时在一段时间内影响了很多更多的人。

如果您开始建造更多的变电站，则由于变电站问题，会增加传输线停机的风险。

此外，较小的网格实际上通过开关连接到几个较大的网格，然后有时通过开关连接到多条传输线。这样可以绕开任何给定的线路或网格上的问题，并导致局部于该问题的功率损耗。输电线路的维修和修理难度更大，成本更高，并且是国家电网的关键骨干基础设施。当发电厂由于任何原因脱机时，更远的发电厂会占用这些线路而造成的松弛。

最后，在电气上，它们是相位平衡的，以实现最有效的电力传输。各个变电站和电网的设计应确保功率因数尽可能接近1。较低的功率因数会导致线路和变压器的能量损耗，这需要更多坚固的导体。这些线路并不适用于交流负载匹配不良的情况。如果工厂的平衡不正确，则连接到高压线路的工业客户通常必须添加功率因数校正。将房屋或邻里更直接地连接到传输线将需要对服务它们的变电站进行更大的投资，因此传输线不受影响。其他高压线路合并了许多功率因数较差的客户，但通过将小型工业用户（大量电机）与家庭用户（大量开关电源）混合在一起，变电站可以平衡功率因数，从而降低成本并减少设施。

它们确实不是为小消费者设计的。

试想一下，如果我们实际上这样做了，并且电源线穿过邻里或旁边，并且每个房屋都直接连接到这些电源线而不是变电站，那将是非常愚蠢的

我画了一幅画来证明它可能是多么愚蠢：

幸运的是，瑞典人制作的东西远胜于我的绘画技能：

顺便说一下，这些都是电话线，它们可以靠近一些，而电线（以及附近的人）不会发生可怕的事情。

现在想象一下那些电缆是重型电力线电缆。想象一下，您不能那么密集地打包它们，而必须给每行单独的间隙。想象一下当塔楼和公寓楼挡住视线时的附加支撑，沿途的附加结构来支撑所有附加电缆以及将其固定就位所需的重量和张力。

想象一下所有这些重型高压电缆对接收和无线电传输以及每个房屋中众多微型变电站的影响。

我画了另一幅画，这是一个小村庄，附近有电线：

我们可以在大多数情况下掩埋电源线，但这要挖很多铺设非常危险的电源线，所有这些都将变得非常昂贵（它已经是）。

一个简单的解决方案是让几个相邻的房屋共享电缆和变电站。足够大的站点将足够便宜以支持整个社区，同时节省建设成本并减少电缆数量。这一切开始听起来很熟悉...

我更多地认为这是由于系统保护所致。如果您断开传输并成功地将其降低到家用电压，那么如果您所在的位置发生故障，对于公用事业公司来说将是非常昂贵的。

同样，具有中央系统来保护中央变压器和主传输线也具有成本效益。此外，变压器将传输线电压从69Kv，138Kv等降低到120V的成本非常昂贵。

因此，拥有当今的布局既具有技术优势，也具有经济优势。

我认为这是因为高压线的主要目标是传输。这是因为在高电压下，由I2R引起的功率损耗要低于使用低电压（对于相同的功率[W]，较高的电压=>较低的电流）

除此之外，您还可以使用变压器（可能为500 / 0.4 kV）连接到高压线，这实在是不可接受的。