电能的输送优秀课件.ppt

电能的输送第1页，本讲稿共17页 电能可以通过电网来传输，那么电能在由电厂传输给用户过程中要考虑什么问题？问题与思考：一、降低输电损耗的两个途径1.输送电能的基本要求是什么？输送电能的基本要求是：可靠、保质、经济。可靠，是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电。保质，就是保证电能的质量，即电压和频率稳定。经济是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小。2.远距离大功率输电面临的困难是什么？在输电线上有功率损失。第2页，本讲稿共17页3.输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表达式是什么？降低输电损耗的两个途径是什么？（1）由于输电线有电阻，当有电流流过输电线时，有一部分电能转化为电热而损失掉了。这是输电线上功率损失的主要原因。（2）设输电电流为I，输电线的电阻为r，则功率损失为P=I2r.（3）根据功率损失的表达式P=I2r可知，要减少输电线上的功率损失，有两种方法：其一是减小输电线的电阻；其二是减小输电电流。第3页，本讲稿共17页4.如何减小输电线的电阻呢？根据电阻定律可知，要减小输电线的电阻r，可采用下述方法：减小材料的电阻率.银的电阻率最小，但价格昂贵，目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线.减小输电线的长度L不可行，因为要保证输电距离.增加导线的横截面积，可适当增大横截面积。太粗不可能，既不经济又架设困难。第4页，本讲稿共17页5.如何减小输电线中的电流呢？阅读73页“高压输电”中的问题。在输电功率一定的条件下，根据P=UI可知，要减小输电线中的电流I，必须提高输电电压U，这就是采用高压输电的道理。6.以上两个途径中，哪一个对于降低输电线路的损耗更有效？举例说明。采用高压输电。在输电电流一定的情况下，线路电阻减为原来的一半，线路中损耗的功率减为原来的 。在线路电阻一定的情况下，电压提高一倍，线路中的电流减为一半，而损耗的功率减为原来的第5页，本讲稿共17页7.大型发电机发出的电压不符合远距离输电的要求，怎么办？而到达目的地的电压也不符合用户的要求，怎么办？在发电机处用升压变压器升高电压，在用户处用降压变压器降低电压.我国远距离高压输电情况及远距离高压输电的原理。如下图所示。第6页，本讲稿共17页设发电机的输出功率为P，则功率损失为P=I22R用户得到的功率为P用=P-P.输电线路上的电压损失为：U=I2R，则U3=U2-U.8.目前，我国常用的远距离输电采用的电压有哪几种？有110 kV、220 kV、330 kV，输电干线采用500 kV的超高压，西北电网正在建设750kV的线路。第7页，本讲稿共17页9.是不是输电电压越高越好？为什么？不是。电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用越高。实际输送电能时，要综合考虑，如输送功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等，要依照不同情况选择合适的输电电压。二、电网供电采用电网供电的优点是什么？可以在能源产地使用大容量发电机组，降低一次性能源的输送成本，获得最大的经济效益。同时，电网可以减少断电的风险，调剂不同地区电力供需平衡，保障供电质量。第8页，本讲稿共17页三、例题精练三、例题精练例 某交流发电机输出功率为5105 W，输出电压为U=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=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）第9页，本讲稿共17页提示：各部分关系式 U1U2=n1n2 I2I1=n1n2U2/U用=n1n2；I3I2=n1n2；U1=U损+U2/P=P损+P用户 P损=I22R第10页，本讲稿共17页解：所以 第11页，本讲稿共17页四、课堂总结、点评四、课堂总结、点评通过本节学习，主要学习以下问题：1降低输电损耗的两个途径：减小线路电阻和减小输电电流。减小输电电流是最有效的途径。远距离输电线路上，P损=I2r=，其中I=采用高压输电可以达到减小输电电流的目的。2电网供电的优点第12页，本讲稿共17页五、实例探究五、实例探究高压输电的优点【例1】远距离输送交变电流都采用高压输电。我国西北电网正在建设750kV线路。采用高压输电的优点是 （）A可节省输电线的铜材料B可根据需要调节交流电的频率C可减少输电线上的能量损耗D可加快输电的速度选项A、C正确第13页，本讲稿共17页点评：在远距离输送电能计算线路功率损耗时常用关系式P损=I线2R线计算.其原因是I线较易求出：I线=P送/U送，而P送=I送U送或P损=U线2/R线则不常用，其原因是在一般条件下，U线不易求出，且易把U线和U送相混淆而造成错误。远距离输电的过程远距离输电的过程【例2】某小型水电站发电机输出的电功率为100 kW，输出电压 250 V，现准备向远处输电，所用输电线的总电阻为8，要求输电时在输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%，用户获得220 V电压.求应选用匝数比为多大的升压变压器和降压变压器？（理想变压器）第14页，本讲稿共17页设升压变压器原线圈电流为I1，电压为U1，有U1=250 V，升压变压器副线圈电流为I2，当输电线上损失功率为输送功率的5%时，有P=I22r线=5%P第15页，本讲稿共17页因此升压变压器的匝数比降压变压器副线圈中的电流为I4，用户得到的功率P=P-P=95%P又P=U4I4所以 而降压变压器原线圈电流I3=I2=25 A第16页，本讲稿共17页点评：解决传输电问题时，应注意:根据输电情况画出传输电路图.注意传输功率P，线路损失功率P和用户得到功率P及传输电压、线路损失电压和用户得到电压的区别和联系，根据需要选用它们不同表示形式。第17页，本讲稿共17页