电能的远距离传输PPT课件

第4章 第3讲电能的远距离传输 一 为什么要采用高压输电1 电功率损失 1 损失的电功率P 即在输电线上因发热而损耗的电功率与电阻成正比 与电流的二次方成正比 2 在输送电功率不变的前提下 要减少电功率损失 只能采取导线中电流的方法 I2R 减小 2 电压损失 在输送电功率不变的前提下 要减少电压损失 只能采取输电电流的方法 或减小输电线电阻的方法 3 高压输电 由P UI知 在保证P不变的情况下 必须输送电压U 才能减小电流I 减小 提高 二 高压交流输电1 远距离输电的基本思路 如图所示 在发电站内用变压器升高电压 然后进行远距离输电 在用电区域通过降压变压器降压 升压 2 电网通过网状的输电线 变电站 将许多电厂和广大用户连接起来 形成全国性或地区性的输电网络 3 电网送电的优点 1 降低一次能源的运输成本 获得最大经济效益 2 合理地调度电力 使电力的供应更加可靠 质量更高 三 高压直流输电直流输电系统只在输电这个环节是直流 发电和用电环节仍是交流 输电过程中只用两根导线 和可以实现交流电和直流电的转换 整流器逆变器 一 降低输电损耗的两个途径 1 输电导线上的功率损失 1 损失功率计算 设输电电流为I 输电线电阻为R线 则输电线上的功率损失为 P I2R线 2 减少输电线上电压损失的方法 减小输电线的电阻 提高输送电压 例1远距离输送一定功率的交变电流 若输电电压升高为原来的n倍 关于输电线上的电压损失和功率损失正确的是 不考虑电抗产生的损失 答案BC 答案BC 针对训练发电厂发电机的输出电压为U1 发电厂至学校的输电线总电阻为R线 通过导线的电流为I 学校输入电压为U2 下列计算输电线功率损耗的式子中 正确的是 答案BCD 答案BCD 二 远距离输电及基本关系1 输电线路的构成由发电机 升压变压器 输电导线 降压变压器 用电器构成 2 远距离输电的基本关系 如图所示 3 特别强调 1 升压变压器副线圈的电压U2不等于降压变压器原线圈的电压U3 输电线上的电压损失 U I线R线 输电线上的功率损耗 P 2 计算输电线的电阻时 应注意输电线长度为距离的两倍 3 处理远距离输电问题 首先要画出输电线路示意图 并将已知量和待求量写在电路图的相应位置 其次解题时要抓 两头 电源 用电器 要注意 中间两条线 输电线 以变压器为界将整个输电电路划分为三个独立的回路 以变压器为联系的纽带将 两头 与中间 输电线 联系起来 利用能量守恒 变压比 变流比等规律进行分析与计算 例2发电机两端电压为220V 输出功率44kW 输电导线的总电阻为0 2 如果用原 副线圈匝数之比为1 10的升压变压器升压 经输电线后 再用原 副线圈匝数比为10 1的降压变压器降压供给用户 1 画出全过程的线路示意图 解析示意图如图所示 2 求用户得到的电压和功率 3 若不经过变压而直接送到用户 求用户得到的电压和功率 输电线上的功率损失和电压损失分别为 U损 U I2R线 20 0 2V 4V 所以降压变压器原线圈的输入电压和电流为U3 U2 U损 2200V 4V 2196V I3 I2 20A 降压变压器副线圈的输出电压和电流为 用户得到的功率为P4 U4I4 219 6 200W 4 392 104W 3 若不经过变压而直接送到用户 求用户得到的电压和功率 输电线路上的电压损失 U I R线 200 0 2V 40V 所以用户得到的电压U2 U1 U 220V 40V 180V 用户得到的功率为P U2 I 180 200W 3 6 104W 输电线上损耗的问题 答案AC B D选项中的U2应为损失的电压 所以选项B D是错误的 答案AC 2 某水电站 用总电阻为2 5 的输电线输电给500km外的用户 其输出电功率是3 106kW 现用500kV电压输电 则下列说法正确的是 A 输电线上输送的电流大小为2 105AB 输电线上由电阻造成的损失电压为15kVC 若改用5kV电压输电 则输电线上损失的功率为9 108kWD 输电线上损失的功率为 P U为输电电压 R为输电线的电阻 答案B 输电线上损失的电压为U损 IR 6 103 2 5V 1 5 104V 15kV B项正确 当用5kV电压输电时 输电线上损失的功率若超过3 106kW 与实际情况相矛盾 故C项错误 答案B 远距离高压输电的应用3 某小型水电站的电能输送示意图如图所示 发电机的输出电压为200V 输电线总电阻为r 升压变压器原 副线圈匝数分别为n1 n2 降压变压器原 副线圈匝数分别为n3 n4 变压器均为理想变压器 要使额定电压为220V的用电器正常工作 则 C 升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D 升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率 答案AD 考虑到输电线上也有电功率的损失 可知D项也正确 答案AD 4 在远距离输电时 要考虑尽量减少输电线上的功率损失 有一个电站 输送的电功率为P 500kW 当使用U 5kV的电压输电时 测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4800度 求 1 这时的输电效率 和输电线的总电阻R线 2 若想使输电效率提高到98 又不改变输电线 那么电站应使用多高的电压向外输电 1 这时的