電能從生產(chǎn)到消費一般要經(jīng)過(guò)發(fā)電、輸電、配電和用電四個(gè)環(huán)節。對于下圖所示的簡(jiǎn)單電力系統而言，首先是發(fā)電環(huán)節，這個(gè)環(huán)節是在發(fā)電廠(chǎng)完成的。由于發(fā)電機絕緣條件的限制，發(fā)電機的*高電壓一般在22kV及以下。其次是輸電環(huán)節，輸電系統是將發(fā)電廠(chǎng)發(fā)出的電能輸送到消費電能的地區（也稱(chēng)負荷中心），或進(jìn)行相鄰電網(wǎng)之間的電能互送，使其形成互聯(lián)電網(wǎng)或統一電網(wǎng)。為了降低線(xiàn)路的電能損耗、增大電能輸送的距離，發(fā)電廠(chǎng)發(fā)出的電能通常需要通過(guò)升高電壓才能接入不同電壓等級的輸電系統。第三是配電環(huán)節，配電系統*是將來(lái)自高壓電網(wǎng)的電能以不同的供電電壓分配給各個(gè)電力用戶(hù)。*后是用電環(huán)節，電力用戶(hù)根據不同的能量需求通常采用中、低壓供電和消費。如下圖所示，在電力系統中，需要多次采用升壓或降壓變壓器對電壓進(jìn)行變換，也*是說(shuō)在電力系統中采用了很多不同的電壓等級。

圖1簡(jiǎn)單電力系統示意圖

       輸電系統的電壓等級一般分為高壓、超高壓和特高壓。在國際上，對于交流輸電系統，通常把35～220kV的輸電電壓等級稱(chēng)為高壓（HV），把330～750（765）kV的輸電電壓等級稱(chēng)為超高壓（EHV），而把1000kV及以上的輸電電壓等級通稱(chēng)為特高壓（UHV）。另外，一般把±500kV電壓等級的直流輸電系統稱(chēng)為高壓直流輸電系統（HVDC）。對我國目前絕大多數交流電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，高壓電網(wǎng)指的是110kV和220kV電壓等級的電網(wǎng)，超高壓電網(wǎng)指的是330kV、500kV和750kV電壓等級的電網(wǎng)，特高壓電網(wǎng)指的是正在建設的1000kV交流電壓等級和±800kV直流電壓等級的輸電系統。在同一個(gè)電網(wǎng)中采用了不同的電壓等級，這些電壓等級組成該電網(wǎng)的電壓序列。目前，我國除了西北電網(wǎng)外，大部分電網(wǎng)的電壓序列是500/220/110/35/10/0.38kV，西北電網(wǎng)的電壓序列分別為750/330/110/35/10/0.38kV和220/110/35/10/0.38kV。電能送到負荷中心后經(jīng)過(guò)地區變電站降壓到10kV，然后再由10kV配電線(xiàn)路輸送到配電變壓器，*后經(jīng)過(guò)配電變壓器將電壓變成0.38kV供電力用戶(hù)使用。對于單相用戶(hù)，其相電壓*是民用220V交流電。輸電系統之所以要采用這么多的電壓等級，其原因主要有以下幾點(diǎn)。

       在1949年之前，我國電力工業(yè)發(fā)展緩慢，輸電線(xiàn)路建設同樣遲緩，輸電電壓按具體工程決定。因而，我國當時(shí)的電壓等級繁多。1908～1943年，建成了22、33、44、66、110kV和154kV等電壓等級的輸電線(xiàn)路。1949年以后，才開(kāi)始按電網(wǎng)發(fā)展規劃統一電壓等級，之后逐漸形成了經(jīng)濟合理的電壓等級序列。每一個(gè)電壓等級的建立都應以滿(mǎn)足其投入后20～30年大功率電能的輸送需求為基準。1981年以前，我國主要以220kV電壓等級的電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架。1981年以后，隨著(zhù)我國*條500kV交流輸電系統（平武線(xiàn)）的建成，已經(jīng)形成了以500kV電壓等級為主要網(wǎng)架的超高壓電網(wǎng)。目前，面臨大規模、遠距離輸電以及全國聯(lián)網(wǎng)的需要，我國正在進(jìn)行1000kV交流和±800kV直流特高壓輸電試驗示范工程的建設，并建立了用于深入研究的特高壓試驗研究基地。

       其次，學(xué)過(guò)物理的人們都知道，對于一個(gè)電阻系統，其電功率S計算公式為：S=U2/R。式中，U為施加在該電阻系統的電壓，R為該電阻系統的等效電阻。根據上述公式，可以定性地看出，當電阻一定時(shí)輸送功率與輸電電壓的平方成正比。如果輸電電壓提高1倍，輸送功率將提高4倍。電網(wǎng)的發(fā)展歷史表明，各國在選擇更高一個(gè)電壓等級時(shí)，通常使相鄰兩個(gè)輸電電壓之比等于2，多數是大于2。這樣做可以使輸電系統的輸送功率提高4倍以上。從電網(wǎng)的發(fā)展過(guò)程看，輸電電壓等級大約也是以?xún)杀兜年P(guān)系增長(cháng)的。當發(fā)電量增至4倍左右時(shí)，即出現一個(gè)新的更高的電壓等級。實(shí)踐證明，以這樣的電壓等級差構成的電網(wǎng)才可能經(jīng)濟合理，并適應電網(wǎng)的發(fā)展和服務(wù)區域范圍的擴大。

       第三，不斷增長(cháng)的用電需求促進(jìn)了火力、水力和核電等發(fā)電技術(shù)向單位（千瓦）造價(jià)低、效率高的大型、特大型發(fā)電機組方向發(fā)展，而可用于大規模發(fā)電的能源基地在地理分布以及社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展的歷史又形成了電源和電力負荷地理分布上的不平衡。在電力負荷中心地區，由于經(jīng)濟發(fā)展較快，導致用電需求增長(cháng)也快，但是在這些地區卻往往缺乏一次能源。而在一次能源豐富的地區，如礦物燃料、水力資源的地區，其經(jīng)濟發(fā)展相對較慢，用電增長(cháng)相對較低或人均用電水平較低。這種一次能源分布和需求的不平衡情況增加了遠距離、大容量輸電和電網(wǎng)互聯(lián)的需求。在電壓等級不變的情況下，遠距離輸電意味著(zhù)線(xiàn)路電能耗損的增加。因此，根據輸電線(xiàn)路的長(cháng)度不同，需要選擇的電壓等級也不同。當輸送電能的功率給定后，提高輸電線(xiàn)路的電壓等級將降低輸電線(xiàn)路的電流，從而減少有功功率和無(wú)功功率在輸電線(xiàn)路上的電能損耗。另外，提高輸電線(xiàn)路的電壓等級不僅可以增大輸電容量，而且降低輸電系統的成本、增加輸電線(xiàn)路的走廊利用率。但是，隨著(zhù)輸電線(xiàn)路電壓等級的提高，雖然輸電線(xiàn)路的損耗減小了，可是相應的投資也隨之增長(cháng)。一般通過(guò)理論計算和一些經(jīng)驗數據來(lái)確定兩者之間的*佳結合點(diǎn)，來(lái)*終決定輸電線(xiàn)路的輸電電壓等級、*大輸送功率和輸送距離。下表中列出了現有不同輸電線(xiàn)路電壓等級與輸送容量、輸送距離的大致范圍。

表1輸電電壓與輸送容量、輸送距離的范圍

       綜上所述，盡管高壓輸電系統采用不同的電壓等級有著(zhù)多方面的原因，但是要遵循如下幾條基本原則：①在遵守*電壓標準、依照電網(wǎng)電壓序列和考慮電網(wǎng)發(fā)展的前提下，選擇有利于提高全電網(wǎng)經(jīng)濟效益的適當的電壓等級；②要從全電網(wǎng)出發(fā)，權衡全電網(wǎng)的經(jīng)濟效益，而不是僅僅局限于某輸電線(xiàn)路工程的經(jīng)濟效益；③要兼顧規模效益和時(shí)間效益。