电网：电是怎样送到你家的

模型展示的内容

打开灯，它立刻亮起，尽管为它供电的发电厂可能在一百公里外。从发电机到墙壁之间，至少有三台变压器、几百吨钢制铁塔和大量铝导线。沿途电压从大约两万伏升至 345,000 伏，再降至 22,900 伏，最后降至 220 伏。

模型把这条路径从左到右铺在一张台面上。左边是一座装有汽轮机和发电机的发电厂。旁边的升压变压器向一条架在三座格构塔上的 345 kV 双回输电线路供电。线路终点是一座带围栏的变电站，第二台变压器在这里把电压降至 22.9 kV，为混凝土电杆上的馈线供电。最后一根电杆上的柱上变压器为一栋住宅提供 220 V 电压，屋内一盏灯插在墙上插座里。

场景中的标签显示各环节的电压和电流。角落的读数显示输送功率、线路电压和电流、线路热损耗以及频率。电压滑块改变输电电压，同时保持功率不变，因此你可以看到这对电流和损耗的影响。用电需求和发电机出力滑块让你打破系统平衡，观察频率变化。橙色小球沿每段线路的一根导线运动，随交流电来回摆动，速度放慢了 60 倍。

这些电压采用韩国使用的数值。KEPCO（韩国电力公社）运营 765 kV、345 kV 和 154 kV 输电线路，韩国电力交易所的运行规则规定了 22.9 kV 配电和 60 Hz 频率的目标。其余数字属于模型，并标明为模型值。

舞台上方的按钮可打开另外八个场景：发电厂类型、一天的用电需求、频率控制、变压器内部、塔顶、海底高压直流输电、连锁停电以及住宅配电箱。舞台下方的十项任务和电网历史中的 36 个案例可以在模型中设置。

为什么输送前必须升压

发电厂必须沿线路送出 500 MW。功率等于电压乘以电流，因此同样的 500 MW，可以用低电压、大电流输送，也可以用高电压、小电流输送。对于电流与电压同相的三相线路，P = √3 × V × I，其中 V 是两根导线之间的电压。

导线使这个选择变得重要。铝是良导体，但长达 100 km 时仍有电阻。模型给线路每相设置 3 欧姆电阻（每公里 0.03 Ω，为模型值）。电流 I 流过电阻 R，会把 I² × R 瓦功率变成热，而线路共有三相，因此线路损耗为 3 × I² × R。

把两个公式合并，电流便消去了：损耗等于 R × P² / V²。损耗随功率的平方增加，随电压的平方减小。电压减半，损耗就增为四倍。这个平方关系正是输电塔那么高、输电电压那么高的原因。

具体算一算

以下是同一条 3 欧姆线路输送 500 MW 时的模型数值：

在 345 kV 下，线路电流为 837 A，损耗 6.3 MW，约占输送功率的 1 %。降至 154 kV 后，电流增至 1,875 A，超过原来的两倍，损耗则变为五倍：（345 / 154）² = 5.02。在 22.9 kV 配电电压下，公式给出的线路发热功率为 1,430 MW，接近输送功率的三倍。这一行并不是真实的运行点。在达到这个状态之前，末端电压早已崩溃，导线也会过热，下垂到树木中。列出它，是为了显示平方关系会多么迅速地失控。

在模型中，降低电压时导线会升温：先变黄，再变橙，最后变红，同时下垂得更低。弧垂来自真实的物理规律。热铝线比冷铝线长，同样两座塔之间，更长的导线就会挂得更低。这是线路必须限制导线运行温度的原因之一，以使夏日下午重载运行的线路仍与地面保持距离。

作为对照，美国能源信息署估计，2018 年至 2022 年，美国输配电损耗平均约占输送电量的 5 %。

变压器如何以电流换电压

如果升压很困难，升高电压就没有用处。变压器让这件事变得容易。两个线圈共用一个铁芯。第一个线圈中的交流电在铁芯中产生交变磁场，变化的磁场又在第二个线圈的每一匝中感应出电压。两个线圈的每一匝承受相同的电压，因此线圈两端的电压与匝数成正比：

V₂ / V₁ = N₂ / N₁

输入功率几乎等于输出功率，因为大型变压器只损耗通过它的功率中的一小部分。因此电流的变化方向相反：I₂ / I₁ = N₁ / N₂。

在升压变压器处打开「查看内部」，便能看到模型中的绕组。低压线圈有 5 匝粗导线，高压线圈有 78 匝细导线，匝数比为 1 : 15.6，接近从发电机的 22 kV（模型值）升至 345 kV 所需的 1 : 15.7。粗导线承载 13,100 A，细导线仅承载 837 A。拖动电压滑块，高压线圈匝数会随之改变，从 22.9 kV 时的 5 匝变到 765 kV 时的 174 匝。真实绕组有几百或几千匝，但关键在于比例。

变电站以大约 15 : 1 的比例反向变换（从 345 kV 降至 22.9 kV），街上的柱上变压器再以 60 : 1 的比例降压。

为什么电网使用 60 赫兹交流电

只有磁场持续变化，变压器才能工作，因此它需要交流电。这一理由决定了 1890 年代「电流战争」的结果，当时托马斯·爱迪生的直流电输给了乔治·威斯汀豪斯和尼古拉·特斯拉推广的交流电。

发电机直接产生交变电流。它的转子是电磁铁，转动时每个磁极扫过定子线圈，使线圈内电压升降。两极转子每转一圈产生一个完整周期，因此每秒 60 个周期需要每分钟转 3,600 圈。四极转子则需要 1,800 圈。在 60 Hz 下，模型轴上的红色标记每秒转一圈，比实物慢六十倍。

插座电压遵循同样的正弦波。读数图显示三个周期，历时 50 毫秒。峰值为 311 V；电器上标注的「220 V」是有效值，即能使电阻产生相同热量的恒定电压（311 / √2 = 220）。

街道上从 22.9 kV 到 220 V

从变电站引出的馈线，横担上有三根相线，下方有一根中性线。任意两根相线之间的电压为 22,900 V。一根相线与中性线之间则为 22,900 / √3 = 13,221 V，通常写作 13.2 kV。

住宅用柱上变压器连接在一根相线与中性线之间。其绕组匝数比约为 60 : 1，因此输入 13,200 V，输出 220 V。模型中，一台柱上变压器为大约十户住宅供电，总负荷 30 kW：高压侧电流 2.3 A，220 V 侧电流 136 A。一户消耗 3 kW 的住宅从插座取得 13.6 A 电流。

韩国规则规定了插座处的允许范围。《电气事业法施行规则》列出 220 V 电压，上下容差各为 22 V（198 V 至 242 V），以及 60 Hz 频率，容差为 0.2 Hz。

为什么频率能反映供需是否匹配

电网自身几乎没有储能。送到每个电水壶和工厂的功率，必须在同一秒内产生。唯一的缓冲是所有发电机和汽轮机的旋转质量。若需求高于汽轮机输入的功率，差额就从旋转中提取，所有机组一起减速。由于频率与转子转速相连，频率便会下降。

模型有一台 1,000 MW 机组，惯性常数为 5 秒（模型值）。缺额为 50 MW 时，频率起初每秒下降 0.3 Hz。随后调速器作出反应。它按转速下降幅度成比例地打开蒸汽阀门；调差率设为 5 % 时，下降 3 Hz 就会要求满出力。韩国电力交易所的规则要求蒸汽机组的调差率为 5 至 6 %，燃气轮机为 4 至 5 %。

需求设为 560 MW，发电机保持 500 MW 时，模型频率先降至约 59.6 Hz，随后稳定在 59.825 Hz，此时调速器已增加约 58 MW 出力，负荷中转慢的电动机则少消耗约 2 MW。仅靠调速器永远不能让频率回到 60 Hz。这是自动发电控制（AGC）的任务，它缓慢移动发电机设定值，直到频率恢复目标值。在控制项中打开 AGC，观察曲线回升。

韩国电力交易所在正常运行中将电网频率保持在 60 ± 0.2 Hz 内。若最大的发电机跳闸，频率不得低于 59.7 Hz，且必须在一分钟内恢复到 59.8 Hz。

七类发电厂及其旋转的分量

第二个场景把七类电站放在圆台上：燃煤、核电、燃气联合循环、水电、风电、光伏和一组电池。根据韩国产业通商资源部的数据，2024 年核电占韩国发电量的 31.7 %，燃气占 28.1 %，燃煤占 28.1 %，新能源与可再生能源占 10.6 %，首次超过 10 %。场景角落的条形图显示这些比例。

这些电站的差别不只在燃料。燃煤、核电、燃气或水电机组带动沉重的发电机，与电网节奏同步，两极机组每分钟转 3,600 圈。旋转中储存的能量用惯性常数 H 描述：储存的动能能使机组满出力运行多少秒。模型给燃煤设为 4.5 s、核电 4.0 s、燃气 5.0 s、水电 3.0 s，这些模型值处于此类机组通常引用的范围内。各电站旁的钢轮随其 H 值增大。

风力发电机、光伏板和电池通过逆变器接入电网，逆变器是将其输出转变成 60 Hz 交流电的电力电子设备。隔着逆变器，电网感受不到旋转质量，因此模型给它们设定 H = 0。它们仍能帮助维持频率，而且响应很快，但只是因为控制系统被设为这样做，而不是物理规律自然提供的效果。

移动逆变器占比滑块，观察读数。当 11 % 的出力经逆变器接入时，仍在旋转的机组储存约 376 GW·s。失去 1.4 GW 后，频率起初每秒下降 0.112 Hz。占比为 50 % 时，储能降至约 211 GW·s，初始下降速度为每秒 0.199 Hz；占比为 70 % 时则为每秒 0.331 Hz，约为最初下降速度的三倍。使用相同调速器，失去出力后的最低频率从 59.67 Hz 降到约 59.54 Hz。

这些数字背后的规律是摇摆方程。缺失功率 ΔP 从储能 E 中提取，因此频率起初以 df/dt = f₀ × ΔP / (2 × E) 的速度下降。取 f₀ = 60 Hz、ΔP = 1,400 MW、E = 376,000 MW·s，得到每秒 0.112 Hz。

一天的用电需求为什么像鸭子

韩国的用电高峰出现在夏日下午和冬季最冷的一周。历史最高需求是 2024 年 8 月 20 日的 97.1 GW，政府在 2026 年 8 月仍将其称为纪录。迄今冬季纪录约为 94.5 GW，创于 2022 年 12 月。

第三个场景用 24 根柱子构成模型的一天，每小时一根。每天的形状是按这些峰值缩放的模型曲线，并非纪录当天的实际曲线。夏季一天中，需求在凌晨 3 点左右最低，为 71.9 GW，下午中段最高。

然后太阳开始发挥作用。韩国相当一部分光伏发电量从不经过电力市场：屋顶和工厂上的光伏板向下方建筑供电，调度员看到的发电效果就是需求下降。模型中，30 GW 光伏板让 17:00 那根柱子降低 6.9 GW，其他电厂需要承担的最高需求移到 18:00，此时太阳落下，人们回到家。

温和的春日里，这个影响大得多。安装 60 GW 光伏板时，其他电厂需要承担的需求在中午降到 26.6 GW，到 19:00 又升回 72 GW。最陡的三小时增幅为 26.5 GW。加利福尼亚的电网运营商多年前画出这种形状，称其为鸭子：中午阳光下的肚子，以及日落后陡升的脖子。用运营商自己的话说，在太阳落下的大约三小时内，需要额外提供 13,000 MW。

绿色玻璃板表示供给。模型中，核电（24 GW）、燃煤（30 GW）、水电（4 GW）和其他电厂（3 GW）全天运行，你选择启动多少燃气机组。夏季一天中，光伏为 30 GW 时，29.3 GW 燃气出力可覆盖每个小时。少于这个量，一些柱子就会变红；多出太多，闲置电厂就白白烧燃料。实际调度还会额外保留备用容量，这个简单的堆叠图没有体现。

机组跳闸后的第一分钟

第四个场景把频率模型放大到承载 80 GW 的电网，这个模型值接近韩国繁忙工作日的水平。按下「机组跳闸」会瞬间移除 1,400 MW，约等于一台大型核电机组。

最初一两秒，除了所有仍并网机组的旋转质量，其他环节都来不及反应。缺失功率取自它们储存的能量，转子一起减速，仪表指针下降。逆变器占比为 11 % 时，初始下降速度为每秒 0.112 Hz。

随后调速器开启。每个调速器按频率下降幅度成比例地增加出力，调差率为 5 %，但它们合计只能提供预留的备用容量。模型预留 1,000 MW，调速器以 6 s 的时间常数达到这个值。负荷也略有帮助：电动机转慢、耗电减少，在模型中，频率每下降 1 %，负荷就减少 1.5 %。

当调速器和负荷共同补足缺失的 1,400 MW 时，下降停止。模型中，这发生在跳闸后约 8.5 s，频率为 59.67 Hz，超出 59.8 至 60.2 Hz 的正常范围。加入能在 0.2 s 内达到满出力的 500 MW 电池，最低点升至 59.80 Hz；加入 1,000 MW 则为 59.85 Hz。电池不增加惯量，但能在调速器之前响应。例如，南澳大利亚的 Hornsdale 电池将 70 MW 放电能力留作电网安全用途，保护方案能让它尽快以 100 MW 放电。

单靠调速器，频率仍低于 60 Hz。随后几分钟，自动发电控制（AGC）移动所选发电机的设定值。模型中，频率一分钟后恢复到 59.96 Hz，五分钟后为 59.98 Hz。

如果备用容量太小，或失去的出力太大，还有一道防线。低频继电器自动切除成块负荷。模型在 59.0 Hz 切除 6 % 负荷，在 58.8 Hz 再切除 6 %，在 58.6 Hz 又切除 6 %；每一块对应一组熄灯的建筑。2021 年 2 月 15 日，得克萨斯电网频率降至 59.304 Hz，并在 59.4 Hz 以下持续了 4 分 23 秒；设定为 59.3 Hz 的继电器距离切除大块负荷非常近，其中约 276 MW 负荷确实被切除了。

电力变压器内部

第五个场景打开一台三柱电力变压器。铁芯由彼此绝缘的薄硅钢片叠成，使变化的磁场无法在铁中驱动很大的涡流。钢片裁成不同宽度的阶梯，使每根铁芯柱的横截面接近圆形，紧贴圆形线圈。

每根铁芯柱上有两个绕组。低压绕组位于内侧，靠近铁芯：用少量匝数的粗铜线承载大电流。高压绕组位于外侧，由一叠线饼组成，每个线饼有许多匝较细的铜线，中间隔着纸绝缘。所有部件都放在装满矿物油的钢箱中，油为绕组绝缘，并把热量带到两侧散热器。顶部储油柜为受热膨胀的油提供空间，瓷套管让导体穿过箱盖引出，分接开关则通过切换绕组抽头微调电压。

变压器通过两种方式损耗能量。铁芯每秒磁化 60 次产生的铁损，在任何负荷下都保持相同。铜损即绕组中的 I²R 热损耗，随电流的平方增长。模型为一台 1,000 MVA 设备设定铁损为额定容量的 0.12 %，满载铜损为额定容量的 0.30 %。在 80 % 负荷下，它损耗 3.12 MW，将输入的 99.61 % 传出去。两类损耗相等时效率最高，约在 63 % 负荷（99.62 %），满载时稍降（99.58 %）。模型额定负荷下的顶层油温升为 45 K。

模型绕组显示的是比例，不是真实匝数。实际绕组需要足够匝数，使铁芯磁通保持在饱和以下。铁芯截面积为 0.9 m²、峰值磁通密度为 1.7 T 时，60 Hz 下的 12.7 kV 相绕组约需 31 匝，由 V = 4.44 × f × N × A × B 算出。

变压器首次在街道上实际应用，是 1886 年 3 月 20 日在马萨诸塞州大巴灵顿，当时威廉·斯坦利将 500 V 发电机升压至 3,000 V，沿主街的导线输电，再降压供灯使用。

绝缘子、分裂导线、电晕和弧垂

第六个场景把格构塔顶部放大十倍。导线悬挂在一串玻璃盘上，每片约高 146 mm。模型在 154 kV 使用 10 片、345 kV 使用 20 片、765 kV 使用 40 片，绝缘子串长约 1.5 m、2.9 m 和 5.8 m。实际设计还取决于污秽、海拔和操作过电压。

导线周围空气的绝缘能力有上限。在海平面，击穿场强约为每厘米 30 kV（峰值）。导线表面电场超过这一数值时，空气会电离：夜间发出紫光，嘶嘶作响、噼啪放电，产生无线电噪声并损耗功率。这就是电晕。表面场强取决于电压和表面弯曲的尖锐程度，因此细导线比粗导线更不利。

工程师把每相分为两至六根导线，用间隔棒保持距离，在模型中为 45 cm，以此增大导线的等效尺寸。对电场而言，分裂导线的表现类似一根粗得多的导体。模型中，345 kV 单根导线的表面场强为 20.7 kV/cm，接近晴天起晕场强 21.6 kV/cm；四根导线可将其降至 10.1 kV/cm。在 765 kV 下，单根导线会达到 42.1 kV/cm。四根导线为 19.5 kV/cm，低于干燥天气的起晕场强。雨水使起晕场强降至约 14.5 kV/cm，即使六根导线也有 15.0 kV/cm，因此最高电压线路在雨天仍可能噼啪作响。

悬挂在两塔间的导线呈悬链线，y = a × (cosh(x / a) − 1)，其中 a 为水平张力除以每米重量。档距 400 m、导线每米重 15.7 N、张力 30 kN 时，a 为 1,911 m，15 °C 下档距中点弧垂为 10.5 m。抛物线公式 wL² / (8H) 给出的结果几乎相同，为 10.47 m。

导线升温至 80 °C 后伸长 0.12 %，整个档距约增加半米。为了在同样的两塔之间容纳增加的长度，它挂得更低：弧垂变为 13.6 m，张力降至 23.2 kN。在 −10 °C 下，弧垂为 9.0 m。模型未计入导线在张力下的伸长，因此略微夸大了变化；实际线路的额定条件确保炎热、重载的导线仍与地面保持法定净空。

为什么有些连接采用直流电

第七个场景把一座换流站放在大陆上，一根电缆放在海底，另一座换流站放在岛上。直流电在 1954 年重返高压输电，当时一条 96 km 电缆开始以 100 kV 将 20 MW 从瑞典大陆送往哥得兰岛。目前的纪录是中国昌吉至古泉线路，自 2019 年投运，以 ±1,100 kV 跨越超过 3,000 km，输送 12,000 MW。

直流电有三个优点。交流线路需要三根导体的地方，直流线路只需两根，而且没有为了给线路充电而往返流动的电流，因此使用相同导线时损耗更小。模型中，将 1,000 MW 输送 1,000 km，345 kV 交流损耗为 25.2 %，±320 kV 直流损耗为 16.0 %，直流数值包含每座换流站的 0.7 % 损耗。

第二个优点对海底线路很重要。电缆是一只长电容器，交流电缆的每一公里都吸取往返的充电电流。模型中，154 kV 电缆每公里吸取 6.7 A，因此额定 1,000 A 的电缆长约 149 km 时，电流容量就全被自身充电电流占满，无法再供给负荷。直流电缆充电一次后，就能承载全部额定电流。

第三个优点是直流连接可以联接两个不同步运行的电网。日本东部使用 50 Hz，西部使用 60 Hz，两部分只能通过佐久间、新信浓、东清水和飞驒至信浓等变频站交换功率。

代价在于换流站。模型的成本指数中，直流线路每公里成本为交流线路的 70 %，但两座换流站的成本等于 210 km 交流线路，因此陆上从 700 km 起，直流更划算。实际盈亏平衡距离取决于项目。

济州与大陆之间有三条连接。第一条来自韩国海南郡，自 1998 年 3 月起以 180 kV 直流运行，有两回 150 MW 线路和 101 km 电缆。第二条来自珍岛，自 2014 年 4 月起以 250 kV 输送 400 MW，长 113 km。两者都采用电网换相换流器。第三条来自莞岛，2022 年 4 月开工：以 150 kV 跨越 96 km，输送 200 MW，采用可快速反转潮流的电压源换流器，因此岛上也能将多余风电和光伏电力送往大陆。

一个故障如何演变成停电

第八个场景是一个由三座发电厂、五个城镇和十二条线路组成的小电网。潮流按直流潮流规则计算：从电厂到城镇的功率，按各路径电抗的倒数分配到并联路径上，就像电流在电阻间分流。它不会按任何人指定的路径流动。

电网规划要确保失去任一元件后，其余部分仍在限值内。调度员称之为 N−1 准则。模型在 100 % 负荷下，十二种单条线路跳闸中，九种不会造成危害，另外三种则会。

线路由继电器保护，小幅过载时等待较久，大幅过载时等待较短。模型中，负荷为限值 1.1 倍的线路可持续 19 s，为 2 倍时可持续 1.3 s。按下「线路故障」，内陆至城市线路便会退出。其功率转移到其他路径，内陆至大坝线路达到限值的约 1.11 倍，约 18 s 后跳闸。沿海至内陆线路随后跳闸，电网分成两部分，与足够发电能力隔离的城镇陷入黑暗。最终 28.3 % 的负荷得不到供电。

调度员若及时行动，还有办法：主动切除部分负荷。模型中，切除各城镇 10 % 的负荷，就能让过载线路回到限值以内，连锁故障停止，每个城镇仍有部分灯光。2011 年 9 月 15 日，韩国遇到另一类问题，即供给不足，而非线路故障。需求超过 64,000 MW 的预测，备用容量耗尽，从 15:11 至 16:11，KEPCO 通过 13 个地区调度中心轮流切断各区域供电。

真实的连锁故障曾以极大规模遵循相同模式。2003 年 8 月 14 日，俄亥俄州的线路跳闸扩散到美国东北部和安大略省；约 5,000 万人和 61,800 MW 负荷失去电力。2006 年 11 月 4 日约 22:10，德国北部一条线路切除，引发连续跳闸，将欧洲大陆电网分成三个孤岛，超过 1,500 万户家庭供电中断。2025 年 4 月 28 日 CEST 12:33，西班牙和葡萄牙大陆完全停电；ENTSO-E 专家组将原因追溯到电压快速升高以及发电机接连脱网，这部分过程模型并未展示。

家里的配电箱

最后一个场景是入户门内侧的配电箱：一只总断路器、一只带黄色测试按钮的剩余电流断路器，以及五只分别供照明（16 A）、客厅（20 A）、厨房（20 A）、灶具（30 A）和洗衣房（20 A）使用的支路断路器。总断路器为 40 A。这些额定值是模型值。

支路断路器通过加热双金属片在过载时跳闸，小幅过载动作慢，大幅过载动作快。模型遵循此类断路器国际标准规定的范围：低于额定值 1.13 倍时，一小时内不应跳闸；从 1.45 倍起，一小时内应跳闸；从 5 倍起，电磁线圈约在 10 ms 内将其断开。一起打开电水壶（1.8 kW）、微波炉（1.2 kW）、电饭煲（1.1 kW）和空气炸锅（1.5 kW）：5.6 kW 对应 25.5 A，为厨房断路器额定值的 1.27 倍，模型约一分钟后使其跳闸（展示速度加快 30 倍）。只开电水壶和微波炉时，电流约为 14 A，没有问题。

剩余电流断路器承担另一项任务。它比较沿火线流出的电流与沿中性线流回的电流。如果其中一部分通过损坏的电器或人体漏向大地，两者就不再相等，断路器便会跳闸。韩国工作场所电动工具安全规则要求这类断路器在 30 mA 或以下的电流下，于 0.03 s 内跳闸。

接地线决定故障的表现。模型中，火线碰到洗衣机金属外壳。外壳接地时，约 220 A 故障电流流过 1 Ω 回路，外壳瞬间处于约 110 V，断路器立即断开。没有接地线时，在有人碰到外壳之前什么也不会发生：随后，220 V 使约 218 mA 电流经 1,000 Ω 的人体流向地面，超过 30 mA 跳闸阈值的七倍，只有剩余电流断路器能及时将其切断。分别在接地开启和关闭、断路器接入和退出时按下「制造故障」。

住宅内长导线也会损失电压。一条长 20 m、截面积 2.5 mm² 的铜线末端连接 20 A 负荷时，损失 5.5 V，因此插座电压约为 214.5 V。长度为 80 m 时，压降为 22 V，插座电压处于法定范围下限，即 198 V。

模型省略了什么

• 一台发电机和一条线路代表整个电网。全国电网同时有许多吉瓦的旋转机组，因此 50 MW 变化引起的频率变化比模型中小得多。
• 线路仅视为电阻。实际线路还有电感和电容，这对电压控制以及长线路能承载多少功率很重要。
• 功率因数为 1，线路末端电压视为与起点相同。
• 在韩国，345 kV 线路的电力通常先经过 154 kV 环节，才到达 22.9 kV。模型直接从 345 kV 降到 22.9 kV。
• 发电机的 22 kV 电压、线路电阻、馈线数量和家庭负荷都是模型值。
• 模型中的变压器没有损耗，显示的匝数只占真实绕组的一小部分。
• 需求曲线是按公布峰值缩放的模型形状，该场景的供给堆叠图除燃气外都固定不变。
• 全国频率模型把电网视为一台机组，配有一组调速器、一组电池和三级切负荷，忽略各地频率的细微差别。
• 变压器损耗、绝缘子片数、分裂间距和电晕表面系数都是模型值；起晕场强来自皮克公式。
• 弧垂未计入导线的弹性伸长。
• 高压直流输电成本是为模型编造的指数，交流电缆电容固定为每公里 0.2 µF。
• 连锁故障电网有八个母线节点，采用直流潮流。真实连锁故障还涉及电压崩溃、功率振荡和保护误动。
• 配电箱中，断路器动作速度比现实快 30 倍，故障电路简化为几个电阻。

**安全：**切勿触碰或靠近落地导线、柱上变压器或插座内部；即使 220 V 也能致命，线路高压还会穿越空气放电。

高压交流电如何普及

美国能源部讲述了早期历史。1893 年，威斯汀豪斯赢得用交流电照亮芝加哥世界哥伦布博览会的合同，报价为 39.9 万美元，直流方案则为 55.4 万美元。同年，尼亚加拉瀑布电力公司选择了威斯汀豪斯的交流电，1896 年 11 月 16 日，纽约州布法罗由瀑布送来的电力点亮。此后高压直流又回到超长距离连接中，因为直流线路能以更低损耗远距离输电。

韩国电网以电压等级逐级发展。KEPCO 的设施表显示，1990 年有 4,935 回路公里的 345 kV 线路，当年没有 765 kV 线路，到 2000 年则已有 595 回路公里的 765 kV 线路。到 2024 年，765 kV 线路为 1,024 km，345 kV 为 10,070 km，154 kV 及以下为 24,270 km，变电站有 925 座。2024 年那一列还列出 500 kV、250 kV 和 180 kV 直流线路。曾为韩国首批 765 kV 铁塔设计基础的 KEPCO E&C，目前正在设计 500 kV 直流铁塔基础。