电能的输送.ppt

1、电 能 的 输 送,电能的输送,电能输送的必要性,输电过程电能损失的原因,减少电能损失的两种方法,远距离输电的电路设计,小结,练习,秦山核电站,内蒙古准格尔热电厂,黄河小浪底水电站,达板城风力发电站,为了合理的利用能源,发电站要建在靠近这些能源的地方.而用电的地方却很多,例如:,城市,草原,山区,有的地方离发电站很远,因此需要把电能输送到远方,即:,电能的输送,电能的输送,1电能便于远距离输送 电能通过输电线就可以输送到远方相对于煤炭、石油等能源的输送需要大量的交通运载工具来说，这是它突出的优点 2输送电能的基本要求：可靠、保质、经济,返回,发电厂,用 户,由于电流的热效应,输电线上产生焦耳热

2、,导致电能的损失,根据焦耳定律:Q=I2Rt；又由欧姆定律得：U=IR， 输电线路上还将损耗部分电压。,输送功率: P送=U出I线,用户功率: P用=U户I线,例1:输送10KW的电功率,采用500V的电压输电,线路总电阻为10欧, (1)输电线路的电流是多少A? 线路损失的电压是多少V? 用户得到的电压是多少V? (2)输电线路中损失的电功率是多少? 用户得到的功率有多少?,解答过程,解: (1)由P送=U出I线 得:I线=P送/U出 =10000W/500V=20A,U损=IR=20A10=200V,U用=U-U损 =500V-200V=300V,(2) P损=I2R=(20A)210=4

3、000W,P用=P-P损 =10000W-4000W =6000W,返回,例1:输送10KW的电功率,采用500V的电压输电,线路总电阻为10欧, (1)输电线路的电流是多少A?线路损失的电压是多少V?用户得到的电压是多少V? (2)输电线路中损失的电功率是多少?用户得到的功率有多少?,两种减少输电时电能损失的方法:,(1)减小输电线电阻R。 (请看),这种方法不适合远距离输电!,（1）减小输电线的电阻R 减小输电线长度l：由于输电距离一定，所以在实际中不可能用减小l来减小R 减小电阻率：目前一般用电阻率较小的铜或铝作导线材料 增大导线的横截面积S，这要多耗资金属材料，增加成本，同时给输电线的

4、架设带来很大的困难,增大导体的横截面积,导线的质量也随之而增大,不仅耗费大量的材料,而且导线过重给架线带来很大困难.(输电线较短时可采取这种办法),(2)减小输电电流 I,减小输送功率P：由于电站的装机容量一定，因此电站向外输送的电功率是一定的，即在实际中不能以用户少用或不用电来减少输电线上的功率损失 提高输电电压U：在输送功率P一定，输电线电阻R一定的条件下，输电电压提高到原来的n倍，输电线上的功率损失降为原来的1/n2倍,采用高压输电是减小输电线上功率损失的最有效、最经济的措施,发电站,升压变压器,高压输电,降压变压器,用户,设:发电机功率为P,输送电压为U,线路上总电阻为R,线路损耗功率

5、为P损 ,用户所得功率为P用,则输送功率、输送电压与用户所得功率、用户所得电压之间的关系是怎样的呢？,（请看 ）,当发电机功率一定时，可知： 因为I=P/U， 所以 P损 =Q/t=I2 R = (P/U)2R 所以用户得到的功率为： P用 =P- P损 =P-(P/U)2R,返回,U损 =IR =（P/U）R 用户得到的电压为： U用 =U-U损 =U-（P/U）R,以后在计算时只考虑输电线电阻所造成的电压损失,造成电压损失的因素 （1）输电线电阻造成电压损失UIR （2）输电线的感抗和容抗造成电压损失,返回,输电时,电路中会产生感应电动势,有感抗,阻碍电流的变化;导线与大地组成旁路电容,有

6、容抗,损失一部分功率和电压;电压较高时,电抗(感抗和容抗)造成的功率和电压的损失要比电阻大的多,单纯减小导线电阻是无济于事的.,例2、某交流发电机输出功率为5105 W，输出电压为U出=1.0103 V，假如输电线的总电阻R=10，在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%，用户使用电压U户=380 V. (1)画出输电线路的示意图（下图）. （标明各部分的符号） （2）所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多少？（使用的变压器是理想变压器）,返回,课堂小结:,1.输电导线上的功率损失分析:,(1)减小导线电阻可减小损失的功率,但是有限,适合于短距离的输电,(2)减小输电电流可大大减小损失的

7、功率。在线路和输送功率不变时可通过提高输送电压达到减小输电电流的目的.,(3)在输送线路和功率一定的条件下,线路上损失的功率与输电电压的二次方成反比: P损 =I2 R=(P/U)2 R,2.简单输送电路的计算和步骤:,(1)画出供电电路图,（2）各回路间可通过变压器的电压比、电流比和初次级功率相同的关系列等式,电压关系：U1:U2 =n1:n2 U2=U3+U损,电流关系：n1I1 =n2I2 I2 =I3 n3I3 =n4I4,功率关系：P1=P2，P2=P3+P损 P3=P4,练习:将电厂发出的400V电压经过升压变压器,采用10kV电压输送10kW的电功率,线路总电阻为10欧 (1)升压变压器的原、副线圈匝数比是多少? (2)输电导线中的电流是多少A?线路损失的电压是多少V?若降压变压器的匝数比是45:1,用户得到的电压是多少V? (3)输电线中损失的电功率是多少?用户得到的功率有多少?,解: (1)由n1:n2=U1:U2 得: n1:n2=400:10000=1:25,(2)由P= U2I得:I=P/U2 =10000W/10000V=1A,U损 =IR=1A10 =10V,U3=U-U损=10000V-1