第07节远距离输电

5电能的输送竹山县第二中学李德成,1.降低输电损耗的两个途径:(1)输送电能的基本要求:,电压,频率,电能,主题一降低输电损耗的两个途径【问题探究】在如图所示的输电示意图中,假设两条输电线的总电阻为R,输送的功率为P,发电厂输出的电压为U,送电电流为I。,试结合上述情景,讨论下列问题:(1)减少输电线上的功率损失的途径有:_。,减小导线的,电阻R、减小输电电流I,(2)减少输电线上的功率损失为什么要依靠高压输电?提示:电阻R=告诉我们,在输电距离l一定、选用电阻率较小的铜或铝作导线后,必须增大导线的横截面积。但这样会耗费大量的金属材料,输电线太重给架设带来困难。,在线路和输送功率P不变时,P=UI告诉我们提高输电电压可大大减少功率损失。,(3)什么是输电线路上的电压损失?怎样减少电压损失?提示:输电线路始端电压U与末端电压U的差值U=U-U,称为输电线路上的电压损失,也就是输电线上的电势降落,即U=IR。减小电阻、提高输电电压就能减小输电电流,从而可以减小输电线路上电压损失。,(4)“提高电压,降低电流”与欧姆定律矛盾吗?提示:不矛盾。欧姆定律是对纯电阻元件而成立的定律,而“提高电压,降低电流”是从输送角度,由P=IU,且在P一定的条件下得出的结论,两者没有联系。,【典例示范】如图为远距离的简化电路图。发电厂的输出电压是U,用等效总电阻是r的两条输电线输电,输电线路中的电流是I1,其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器,流入用户端的电流为I2。则(),A.用户端的电压为B.输电线上的电压降为UC.理想变压器的输入功率为I12rD.输电线路上损失的电功率为I1U,【解题指南】解答本题应注意以下三点:(1)理想变压器的输入功率由输出功率决定。(2)远距离输电过程中的功率、电压的损失与哪些因素有关。(3)整个过程中的功率、电压关系,理想变压器电压和匝数关系。,【解析】选A。由于输电线与用户间连有一理想变压器,设用户端的电压是U2,则U1I1=U2I2,得U2=,故A正确;发电厂的输出电压是U,所以输电线上的电压降不可能是U,故B错误;,等效总电阻是r的两条输电线输电,输电线路中的电流是I1,所以输电线路上损耗的功率是I12r,故C错误;发电厂的输出电压是U,末端间的电压为U1,输电线路上损失的电功率是I1(U-U1),故D错误。,主题二电网供电【问题探究】如图为远距离输电的基本过程示意图。,试结合上述情景,讨论下列问题:(1)一般远距离输电电压要经历几次变化?提示:发电机组输出电压10kV,发电站内升压到几百千伏,在“一次高压变电站”降到100kV左右,“二次变电站”降到10kV左右,低压变电站降到220V或380V。,(2)最简单的远距离输电电路是如何构成的?如图所示,最简单的输电电路的构成:_。,发电机、升压变,压器、输电导线、降压变压器、用户,【探究总结】1.远距离输电电路的特点:远距离输电的简化电路原理图,可以划分为三个回路,如图所示。,2.远距离输电线路的三个回路、两个联系和一个定律的有关关系:,【典例示范】(多选)(2017龙岩高二检测)如图所示,某发电站输出的交流电压为U1=4000V,输送的功率为P=4000kW。经变压器T1升压后向远方输电,输电线路总电阻r=500,到目的地经变压器T2降压后获得220V的电压。若在输电线路上消耗的功率为输送功率的5%,变压器均为理想变压器,则(),A.输电线上的电流I2的大小为20AB.输电线上的电流I2的大小为1000AC.降压变压器T2输入线圈与输出线圈的匝数之比为950011D.降压变压器T2输入线圈与输出线圈的匝数之比为1000011,【解题指南】解答本题应注意以下三点:(1)根据输电线路上消耗的功率求输电线上的电流。(2)根据升压变压器的输入功率等于输出功率,求升压变压器的输出电压。(3)由U2=Ir+U3求降压变压器的输入电压U3。,【解析】选A、C。