《发电和输电》PPT课件.ppt

17.4 發電和輸電,17.4 發電和輸電,熱 身 輸電纜的功率損耗 進度評估 4,1,?,E,17.4 發電和輸電,你認為輸電纜使用高電壓的原因是甚麼？,熱 身,防止不法之徒從輸電纜偷電。 防止在到達用戶前耗盡電源。 減低電纜的功率損耗。 加速電能的輸送。 交流電只能以高電壓輸送。,輸電纜附近所掛的告示牌,17.4 發電和輸電,1 輸電纜的功率損耗,在發電廠產生的電力，必須經過很遠的距離才能輸送到用戶那裏。,17.4 發電和輸電,1 輸電纜的功率損耗,金屬導體是有電阻的,長度 , 電阻 ,延續上百多公里的電纜，其總電阻是相當驚人的。,怎樣才能降低功率損耗呢？,+,=,17.4 發電和輸電,實驗 17h,輸電線模型,裝置輸電模型，研究以 (a) 低壓直流電和(b) 低壓交流電輸電的情況。,接低壓直流電源,發電廠端,用戶端,比較一下兩顆燈泡的亮度。,1 m,輸電線,17.4 發電和輸電,實驗 17h,輸電線模型,裝置輸電模型，研究以 (c) 高壓交流電輸電的情況。,接 12 V 交流電 電源,降壓器,升壓器,發電廠端,用戶端,比較一下兩顆燈泡的亮度。,17.4 發電和輸電,實驗 17h,輸電線模型,錄像片段,17.4 發電和輸電,1 輸電纜的功率損耗,實驗17h：,輸電線的功率損耗大,12 V 直流電 12 V 交流電,1 m,亮,暗,(a) 低壓直流電,(b) 低壓交流電,發電廠端,用戶端,輸電線,17.4 發電和輸電,1 輸電纜的功率損耗,實驗17h：,(c) 高壓交流電,亮度相同,提升電壓, 降低輸電纜中的電流, 電纜中的功率損耗(I2R),發電廠端,用戶端,接 12 V 交流 電源,降壓器,升壓器,17.4 發電和輸電,輸電纜的功率損耗,E,輸電纜的功率損耗,E,地下鐵路的電力供應,E,例題 7，例題 8和例題 9,17.4 發電和輸電,1 在輸電網絡裡，變壓站有甚麼功用？ 2 電纜的功率損耗是多少？,進度評估 4,17.4 發電和輸電,A 發電 B 降低電壓 C 降低電流,在輸電網絡裡，變壓站有甚麼功用？,Q1 在輸電網絡裡，變壓站有甚麼功用？,（相片提供：HK Electric Co. Ltd）,17.4 發電和輸電,Q2 電纜的功率損耗是多少？,經過電纜的電流 I,在某段輸電網絡中，以 275 kV 的電壓輸送3420 MW 的電功率。如果電纜的電阻是 5 ，那麼電纜的功率損耗是多少？,=,P,( ),V,=,3.42 109,( ),275 000,= _,1.24 104 A,電纜的功率損耗,= _ R = _ 5,I2,(1.24 104)2,= _,769 MW,17.4 發電和輸電,完 結,17.4 發電和輸電,例題 7,輸電纜的功率損耗,一段總電阻為 5 的電纜輸送 4 kW 的功率。,200 V,電纜的總電阻 = 5 ,(a) 如果輸電電壓為200 V ，試計算電纜的功率損耗。,以 200 V 輸電：,= 20 A, 電纜的功率損耗 = I 2R,= 202 5,= 2000 W,電纜中的電流,17.4 發電和輸電,例題 7,輸電纜的功率損耗,一段總電阻為 5 的電纜輸送 4 kW 的功率。,4000 V,電纜的總電阻 = 5 ,(b) 如果輸電電壓為4000 V ，試計算電纜的功率損耗。,以 4000 V 輸電：,= 1 A, 電纜的功率損耗 = I 2R,= 12 5,= 5 W,電纜中的電流,17.4 發電和輸電,例題 7,輸電纜的功率損耗,一段總電阻為 5 的電纜輸送 4 kW 的功率。,200 V / 4000 V,電纜的總電阻 = 5 ,從計算結果中，你能得出甚麼結論？,用以下電壓輸電，電纜的功率損耗：,200 V = 2000 W,4000 V = 5 W,以高壓輸電，電纜的功率損耗可大大降低。,17.4 發電和輸電,返 回,17.4 發電和輸電,例題 8,輸電纜的功率損耗,(a) 供給農舍的電壓是多少？,電纜的總電阻 = 0.5 ,I = 12 A,電線桿的電壓 = 220 V,農舍,17.4 發電和輸電,例題 8,輸電纜的功率損耗,(a) 供給農舍的電壓是多少？,電纜的總電阻 = 0.5 ,I = 12 A,電線桿的電壓 = 220 V,電纜兩端的電壓 = IR,= 12 0.5,= 6 V,供給農舍的電壓,= 220 6,= 214 V,220 V,電纜的總電阻 = 0.5 ,17.4 發電和輸電,例題 8,輸電纜的功率損耗,(b) 電線桿提供的功率是多少？,電纜的總電阻 = 0.5 ,I = 12 A,電線桿的電壓 = 220 V,電線桿提供的功率,= 12 220,= 2640 W,= IV,220 V,電纜的總電阻 = 0.5 ,17.4 發電和輸電,例題 8,輸電纜的功率損耗,(c) 電纜的功率損耗百分比是多少？,電纜的總電阻 = 0.5 ,I = 12 A,電線桿的電壓 = 220 V,220 V,電纜的總電阻 = 0.5 ,電線桿提供的功率 = 2640 W,電纜的功率損耗 = I 2R,= 122 0.5,= 72 W,電纜的功率損耗百分比 =,72/2640 100 %,= 2.7 %,17.4 發電和輸電,返 回,17.4 發電和輸電,例題 9,地下鐵路的電力供應,1 中電以 33 kV 的交流電為地下鐵路供電。,2 沿鐵路每隔 4 km 或 5 km 就有一座變壓站，把電源轉換：33 kV a.c. 1.5 kV a.c.,3 然後 1.5 kV a.c. 1.5 kV d.c.，以推動列車的電動機。,1.5 kV a.c.,1.5 kV a.c.,變壓器,變壓器,中華電力提供33 kV a.c.,4 或 5 km,地鐵,1.5 kV d.c.,1.5 kV d.c.,17.4 發電和輸電,例題 9,地下鐵路的電力供應,中華電力提供33 kV a.c.,4 或 5 km,地鐵,(a) 為甚麼需要這麼多變壓站？,如果只興建一座變壓站來向整條鐵路供電，, 電纜的功率損耗就太大。,17.4 發電和輸電,例題 9,地下鐵路的電力供應,(b) 若要把 33 kV a.c. 的電壓轉換成 1.5 kV a.c.，變壓器的匝數比是多少？,= 22,4 或 5 km,地鐵,中華電力提供33 kV a.c.,17.4 發電和輸電,例題 9,地下鐵路的電力供應,4 或 5 km,地鐵,中華電力提供33 kV a.c.,(c) 假設變壓器的效率為 100%。如果架空電纜可輸送 400 A 的電流，,功率 = IV,= 400 1.5,= 600 kW,變壓器匝數比 = 22 : 1,(i) 變壓器副線圈的輸出功率是多少？,17.4 發電和輸電,例題 9,地下鐵