五、高压输电.ppt

1、5.电能的输送,一、降低输电损耗的两个途径 1输送电能的基本要求 (1)可靠：保证供电线路可靠地工作，少有故障 (2)保质：保证电能的质量 和 稳定 (3)经济：输电线路建造和运行的费用低、电能损耗少 2降低输电损耗的两个途径 (1)输电线上的功率损失：P ，I为输电电流，r为输电线的电阻,电压,频率,I2r,(2)降低输电损耗的两个途径 减小输电线的 ：在输电距离一定的情况下，为了减小 ，应当选用 的金属材料，还要尽可能增加导线的 减小输电导线中的 ：为减小输电 ，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电 ,电阻,电阻,电阻率小,横截面积,电流,电流,电压,二、电网供电 1远距离输电

2、基本原理：远距离输电的基本电路，如图所示 在发电站内用 变压器 ，然后进行远距离输电，在用电区域通过 变压器降压降到所需的电压,升压,升压,降压,2电网：通过输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来，形成的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)减少 的风险，调济不同地区电力供需的平衡，保障供电的 (3)合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高,断电,质量,一、输电电压与损失电压、输送功率与损失功率概念分析 远距离输电原理示意图及输电过程(如下图所示) 在发电站内用升压变压器把电源电压升压到几百千伏向远距离送电，在用电区通过降压

3、变压器把电压降压到220 V/380 V，送给用户,1输电(送)电压是指加在高压输电线始端的电压，即升压变压器的输出电压U2. 2损失电压是指降落在输电线路上的电压，即I线R线 输电导线有电阻，电流通过输电导线时，会在线路上产生电势降落，致使输电线路末端的电压U3比起始端电压要低，这就是输电线路上的电压损失UU2U3.对于交流输电线路来说，造成电压损失的原因既有电阻又有感抗和容抗其中电阻造成的电压损失UIR. 高中阶段在计算中只考虑输电线路电阻所造成的电压损失,3输送功率是指升压变压器输出的功率，即P2P1. 4损失的功率是指在输电线上电流发热消耗的功率，即I线2R线,5用户用电器得到的功率为

4、P3，它们间的关系U2U3I线R线，P2P3I线2R线,【特别提醒】搞清几个概念的区别，抓住彼此间的联系，是防止出错的关键所在,随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益扩大，节能变得越来越重要某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为U1，输电导线总电阻为R，在某一时段用户需求的电功率为P0，用户的用电器正常工作的电压为U2.在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是(),答案：C,二、如何分析远距离输电回路 1解决远距离输电问题时，应首先画出输电的电路图，如图所示，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置 2电路被划分为几个独立的回路，在每个回路中

5、，变压器的原线圈是回路的用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源，每个回路均可以应用闭合电路欧姆定律，串、并联电路规律，而变压器的电压、电流、功率关系是联系不同回路的桥梁,(1)第一个回路：P1U1I1 (2)第二个回路： 电流关系：I2I线I3 电压关系：U2UU3 功率关系：P2PP3 P3U3I3 P2U2I2 (3)第三个回路：P4U4I4,如图所示，学校有一台应急备用发电机，内阻为r1 ，升压变压器匝数比为n1n214，降压变压器的匝数比为n3n441，输电线总电阻为R线4 ，全校有22间教室，每间教室安装“220 V,40 W”的电灯6盏，要求所有的电灯都正常发光，求：,(1)输电

6、线上损耗的电功率P损多大？ (2)发电机的电动势E多大？,答案：(1)144 W(2)250 V, 教材资料分析 思考与讨论教材P45 假定输电线路中的电流是I，用户端的电压是U，两条导线的总电阻是r.在图中，导线的电阻集中画为一个电阻r.,输电电路图,(1)怎样计算输电线路损失的功率？ (2)在输电电流一定的情况下，如果线路的电阻减小为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的几分之一？在线路电阻一定的情况下如果输电电流减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的几分之一？ (3)通过第2步的两项计算，你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效？ (4)怎样计算用户消牦的功率P? (5)在保证用

7、户的电功率的前提下，怎样才能减小输电电流？,【点拨】(1)P损I2r. (2)在输电电流一定的情况下，如果电路的电阻减为原来的一半，则损失的功率变为原来的二分之一；在线路电阻不变的情况下，当电流减为原来的一半，线路上损失的功率变为原来的四分之一 (3)由第(2)步可知，减小电流对降低损耗更有效 (4)PUI.,某小型实验水电站输出功率是20 kW，输电线路总电阻是6 . (1)若采用380 V输电，求输电线路损耗的功率和用户得到的电压 (2)若改用5 000 V高压输电，用户端利用n1n2221的变压器降压，求用户得到的电压,答案：(1)16.62 kW64.22 V(2)226.18 V,答

8、案：A,(2)画出从发电机经变压器到用户的供电线路示意图所示,【反思总结】处理远距离高压输电问题时，首先要根据具体问题正确画出输电线路示意图，解题时要抓住发电机和用电器的连接线路，研究两只变压器的两次电压变换、电流变换，再根据电压、电流及理想变压器输入、输出功率关系和能量守恒定律依次求解,【跟踪发散】21：某发电站的输出功率为104 kW，输出电压为4 kV，通过理想变压器升压后向80 km远处用户供电已知输电线的电阻率2.4108 m，导线横截面积为1.5104 m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求： (1)升压变压器的输出电压； (2)输电线路上的电压损失,(2)电压损失U损Ir1

9、2525.6 V3 200 V. 答案：(1)8104 V(2)3 200 V,风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源风力发电机是将风能(气流的动能)转化为电能的装置，其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等，如图所示,(1)利用总电阻R10 的线路向外输送风力发电机产生的电能输送功率P0300 kW，输电电压U10 kV，求导线上损失的功率与输送功率的比值 (2)风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积设空气密度为，气流速度为v，风轮机叶片长度为r.求单位时间内流向风轮机的最大风能Pm.在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接爱的风能，简述可采取的措施,(3)

10、已知风力发电机的输出电功率P与Pm成正比某风力发电机在风速v19 m/s时能够输出电功率P1540 kW.我国某地区风速不低于v06 m/s的时间每年约为5 000小时，试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时,思路点拨：解答本题时可按以下流程分析：,1下列关于电能输送的说法正确的是() A输送电能的基本要求是可靠、保质、经济 B减小输电导线上功率损失的唯一方法是采用高压输电 C减小输电导线上电压损失的唯一方法是增大输电线的横截面积 D实际输电时，要综合考虑各种因素，如输电功率大小、距离远近、技术和经济条件等,解析：输送电能的基本要求是可靠、保质、经济减少输电线上的功率损失可采用

11、高压输电，也可以减小输电线电阻，即增大导线横截面积，但不经济实际输电时，应综合考虑各种因素 答案：AD,答案：BD,3(2010浙江理综)某水电站，用总电阻为2.5 的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3106 kW.现用500 kV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2.0105 A B输电线上由电阻造成的损失电压为15 kV C若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9108 kW D输电线上损失的功率为PU2/r，U为输电电压，r为输电线的电阻,答案：B,A通过R0电流的有效值是20 A B降压变压器T2原、副线圈的电压比为41 C升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压 D升压变压器T1的输出功率大于降压变压器T2的输入功率,解析：降压变压器副线圈两端交变电压有效值为220 V，负载电阻为11 ，所以通过R0电流的有效值是20 A，选项A正确；降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为41，所以降压变压器T2原、副线圈的电压比为41，选项B正