電能的遠距離傳輸.ppt

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1、第4章——第3講　電能的遠距離傳輸一、為什么要采用高壓輸電1.電功率損失(1)損失的電功率P＝，即在輸電線上因發(fā)熱而損耗的電功率與電阻成正比，與電流的二次方成正比.(2)在輸送電功率不變的前提下，要減少電功率損失，只能采取導(dǎo)線中電流的方法.I2R減小2.電壓損失：在輸送電功率不變的前提下，要減少電壓損失，只能采取輸電電流的方法，或減小輸電線電阻的方法.3.高壓輸電：由P＝UI知，在保證P不變的情況下，必須輸送電壓U，才能減小電流I.減小提高二、高壓交流輸電1.遠距離輸電的基本思路.如圖所示.在發(fā)電站內(nèi)用變壓器升高電

2、壓.然后進行遠距離輸電，在用電區(qū)域通過降壓變壓器降壓.升壓2.電網(wǎng)通過網(wǎng)狀的輸電線、變電站，將許多電廠和廣大用戶連接起來，形成全國性或地區(qū)性的輸電網(wǎng)絡(luò).3.電網(wǎng)送電的優(yōu)點(1)降低一次能源的運輸成本，獲得最大經(jīng)濟效益.(2)合理地調(diào)度電力，使電力的供應(yīng)更加可靠，質(zhì)量更高.三、高壓直流輸電直流輸電系統(tǒng)只在輸電這個環(huán)節(jié)是直流，發(fā)電和用電環(huán)節(jié)仍是交流；輸電過程中只用兩根導(dǎo)線.和可以實現(xiàn)交流電和直流電的轉(zhuǎn)換.整流器逆變器一、降低輸電損耗的兩個途徑1.輸電導(dǎo)線上的功率損失(1)損失功率計算：設(shè)輸電電流為I，輸電線電阻為R線，

3、則輸電線上的功率損失為ΔP＝I2R線.(2)減少輸電線上電壓損失的方法：①減小輸電線的電阻.②提高輸送電壓.例1　遠距離輸送一定功率的交變電流，若輸電電壓升高為原來的n倍，關(guān)于輸電線上的電壓損失和功率損失正確的是(不考慮電抗產(chǎn)生的損失)(　　)答案BC答案BC針對訓(xùn)練　發(fā)電廠發(fā)電機的輸出電壓為U1，發(fā)電廠至學(xué)校的輸電線總電阻為R線，通過導(dǎo)線的電流為I，學(xué)校輸入電壓為U2，下列計算輸電線功率損耗的式子中，正確的是()答案BCD答案BCD二、遠距離輸電及基本關(guān)系1.輸電線路的構(gòu)成由發(fā)電機、升壓變壓器、輸電導(dǎo)線、降壓變壓

4、器、用電器構(gòu)成.2.遠距離輸電的基本關(guān)系(如圖所示)3.特別強調(diào)(1)升壓變壓器副線圈的電壓U2不等于降壓變壓器原線圈的電壓U3，輸電線上的電壓損失ΔU＝I線R線，輸電線上的功率損耗ΔP＝(2)計算輸電線的電阻時，應(yīng)注意輸電線長度為距離的兩倍.(3)處理遠距離輸電問題.首先要畫出輸電線路示意圖，并將已知量和待求量寫在電路圖的相應(yīng)位置；其次解題時要抓“兩頭”——電源、用電器.要注意“中間兩條線”——輸電線，以變壓器為界將整個輸電電路劃分為三個獨立的回路.以變壓器為聯(lián)系的紐帶將“兩頭”與中間“輸電線”聯(lián)系起來，利用能量

5、守恒、變壓比、變流比等規(guī)律進行分析與計算.例2發(fā)電機兩端電壓為220V，輸出功率44kW，輸電導(dǎo)線的總電阻為0.2Ω，如果用原、副線圈匝數(shù)之比為1∶10的升壓變壓器升壓，經(jīng)輸電線后，再用原、副線圈匝數(shù)比為10∶1的降壓變壓器降壓供給用戶.(1)畫出全過程的線路示意圖；解析示意圖如圖所示.(2)求用戶得到的電壓和功率；(3)若不經(jīng)過變壓而直接送到用戶，求用戶得到的電壓和功率.輸電線上的功率損失和電壓損失分別為U損＝ΔU＝I2R線＝20×0.2V＝4V.所以降壓變壓器原線圈的輸入電壓和電流為U3＝U2－U損＝2200V

6、－4V＝2196V，I3＝I2＝20A.降壓變壓器副線圈的輸出電壓和電流為用戶得到的功率為P4＝U4I4＝219.6×200W＝4.392×104W.(3)若不經(jīng)過變壓而直接送到用戶，求用戶得到的電壓和功率.輸電線路上的電壓損失ΔU′＝I′R線＝200×0.2V＝40V.所以用戶得到的電壓U2′＝U1－ΔU′＝220V－40V＝180V，用戶得到的功率為P′＝U2′I′＝180×200W＝3.6×104W.輸電線上損耗的問題答案ACB、D選項中的U2應(yīng)為損失的電壓，所以選項B、D是錯誤的.答案AC2.某水電站，用總

7、電阻為2.5Ω的輸電線輸電給500km外的用戶，其輸出電功率是3×106kW.現(xiàn)用500kV電壓輸電，則下列說法正確的是()A.輸電線上輸送的電流大小為2×105AB.輸電線上由電阻造成的損失電壓為15kVC.若改用5kV電壓輸電，則輸電線上損失的功率為9×108kWD.輸電線上損失的功率為ΔP＝，U為輸電電壓，R為輸電線的電阻答案B輸電線上損失的電壓為U損＝IR＝6×103×2.5V＝1.5×104V＝15kV，B項正確；當(dāng)用5kV電壓輸電時，輸電線上損失的功率若超過3×106kW，與實際情況相矛盾，故C項錯誤；

8、答案B遠距離高壓輸電的應(yīng)用3.某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示，發(fā)電機的輸出電壓為200V，輸電線總電阻為r，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n3、n4(變壓器均為理想變壓器).要使額定電壓為220V的用電器正常工作，則()C.升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓D.升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入