《远距离输电》7课件.ppt
电能的输送 为了合理的利用能源为了合理的利用能源,发电站要建在靠近这些能源的地发电站要建在靠近这些能源的地方方.而用电的地方却很多而用电的地方却很多.有的地方离发电站很远有的地方离发电站很远,因此需要把电能输送到远方因此需要把电能输送到远方,这这就涉及电能的输送问题就涉及电能的输送问题输送电能的基本要求：输送电能的基本要求：输送电能的基本要求：输送电能的基本要求：可靠：可靠：少故障和停电。少故障和停电。保质：保质：即电压和频率稳定。即电压和频率稳定。经济：经济：输电线路建造和运行的费用低输电线路建造和运行的费用低.可靠、保质、经济可靠、保质、经济一、电能的输送一、电能的输送一、电能的输送一、电能的输送二、输电的模型二、输电的模型二、输电的模型二、输电的模型r输电线输电线输电线输电线电电 厂厂用用 户户U送送电厂向外输电时其两端的电压电厂向外输电时其两端的电压 。输送电压：输送电压：电厂电厂对外发出的功率对外发出的功率 输送功率：输送功率：R输电线输电线输电线输电线电电 厂厂用用 户户U送送讨论：讨论：1、输电过程中有电能损耗吗？、输电过程中有电能损耗吗？2、是什么原因造成的？、是什么原因造成的？3、远距离输电过程中的电能损耗怎样计算、远距离输电过程中的电能损耗怎样计算？输电导线长，电阻大，当电流通过输电线输电导线长，电阻大，当电流通过输电线时，会产生热量，损失一部分电能时，会产生热量，损失一部分电能.2 2、若采用减小导线电阻的方法，在输电线长度一定、若采用减小导线电阻的方法，在输电线长度一定的情况下，应采用什么措施？的情况下，应采用什么措施？1 1、降低输电损耗的途径是什么？、降低输电损耗的途径是什么？讨论与交流：讨论与交流：讨论与交流：讨论与交流：由由P P=I I2 2r r可知：可知：可减少功率损失。可减少功率损失。减少减少输电线的电阻输电线的电阻减少减少输电线的电流输电线的电流（3）减少材料的电阻率减少材料的电阻率（1）减少输电线的长度减少输电线的长度L L（2）增加导线的横截面积增加导线的横截面积S S由由 可知：可知：几种材料的电阻率几种材料的电阻率材料材料(m)m)材料材料(m)m)银银铜铜铝铝钨钨1.610-81.710-82.710-85.310-8铁铁锰铜合金锰铜合金镍铜合金镍铜合金镍铬合金镍铬合金1.010-74.410-75.010-71.010-63 3、若采用减小导线中电流的方法，又应采用什么、若采用减小导线中电流的方法，又应采用什么措施？措施？讨论与交流：讨论与交流：讨论与交流：讨论与交流：减小输送功率减小输送功率P P由由 P P=IU IU 可知：可知：提高输电电压提高输电电压U U可减小输电电流。可减小输电电流。把功率为把功率为22KW22KW的电能用总电阻为的电能用总电阻为22的导线输送的导线输送到远方的用户，用到远方的用户，用220V220V的电压输电，导线损失的功的电压输电，导线损失的功率为多少？若改用率为多少？若改用22KV22KV的电压输电，导线损失的功的电压输电，导线损失的功率又为多少？率又为多少？例例例例1 1 1 122KV22KV输电，损失的功率为输电，损失的功率为 220V220V输电，损失的功率为输电，损失的功率为 减小输送电流的减小输送电流的方法方法可以通过可以通过提高输电电压提高输电电压来实现。来实现。总结：总结：总结：总结：造成电压损失的因素造成电压损失的因素:四、输电线上的电压损耗的降低四、输电线上的电压损耗的降低四、输电线上的电压损耗的降低四、输电线上的电压损耗的降低思考：思考：思考：思考：在输电过程中，电源输送的电压是否全部加在在输电过程中，电源输送的电压是否全部加在用户上？用户上？r电电 源源用用 户户U送送U用用U损损（1 1）输电线）输电线电阻电阻造成电压损失造成电压损失（2 2）输电线的）输电线的感抗感抗和和容抗容抗造成电压损失造成电压损失(高中阶段计算中高中阶段计算中只考虑输电线电阻只考虑输电线电阻造成的电压损失造成的电压损失)1 1发电厂发电机的输出电压为发电厂发电机的输出电压为U U1 1，发电厂至学校的，发电厂至学校的输电导线的总电阻为输电导线的总电阻为R R，通过导线的电流为，通过导线的电流为I I，学校，学校得到的电压为得到的电压为U U2 2，则输电导线上损耗的功率可表示，则输电导线上损耗的功率可表示为（为（）BCD课堂练习：课堂练习：课堂练习：课堂练习：A AB B C CI I2 2R R D DI I（U U1 1-U U2 2）交流高压输电的基本环节交流高压输电的基本环节 发发电电站站升压变压器升压变压器高压输电线高压输电线降压变压器降压变压器用户用户发电站发电站升压变压器升压变压器高压输电线高压输电线降压变压器降压变压器用电单位用电单位 1 14 42 22 23 3UUUURI IF F用用线线 RI I1 1I I3 3I I4 4n n1 1n n2 2n n3 3n n4 4P1P2P3P4功率关系：功率关系：电压关系：电压关系：电流关系：电流关系：四四.远距离输电的结构远距离输电的结构升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器解远距离输电问题的基本方法解远距离输电问题的基本方法:中间突破中间突破,两头发展两头发展.P损损=I2 R线U损损=I R线【典例典例2 2】发电机的端电压为发电机的端电压为220 V220 V，输出，输出功率功率44 kW44 kW，输电导线的电阻为，输电导线的电阻为0.2 0.2，如果用，如果用初、次级线圈匝数之比为初、次级线圈匝数之比为1 11010的升压变压器升的升压变压器升压，经输电线后，再用初、次级线圈匝数比为压，经输电线后，再用初、次级线圈匝数比为101101的降压变压器降压供给用户的降压变压器降压供给用户(1)(1)画出全过程的线路示意图；画出全过程的线路示意图；(2)(2)求用户得到的电压和功率；求用户得到的电压和功率；(3)(3)若不经过变压而直接送到用户，求用户若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的电压和功率得到的电压和功率思路点拨画好电路图，将各物理量在图上画好电路图，将各物理量在图上标准确，然后理解各物理量之间的关系标准确，然后理解各物理量之间的关系解析(1)示意图如下图所示五五五五.输电模式输电模式输电模式输电模式1 1、常用的输电模式有几种？各是什么？、常用的输电模式有几种？各是什么？2 2、我国远距离输电采用的电压有哪几种？、我国远距离输电采用的电压有哪几种？低压输电：低压输电：输电功率为输电功率为100 kW100 kW以下，距离为几百米以内，以下，距离为几百米以内，一般采用一般采用220 V220 V的电压输电。的电压输电。高压输电：高压输电：输电功率为几千千瓦到几万千瓦，距离为几十输电功率为几千千瓦到几万千瓦，距离为几十 千米到几百千米，一般采用千米到几百千米，一般采用35 kV35 kV或或110 kV110 kV的电的电 压输电。压输电。超高压输电：超高压输电：输电功率为输电功率为1010万千瓦以上，距离为几百千米，万千瓦以上，距离为几百千米，必须采用必须采用220 kV220 kV或更高的电压输电。或更高的电压输电。有有110 kV110 kV、220 kV220 kV、330 kV330 kV，输电干线采用，输电干线采用500 kV500 kV超超高压，西北电网的电压甚至达到高压，西北电网的电压甚至达到750 kV750 kV。1 1 1 1、某交流发电机输出功率为某交流发电机输出功率为5 510105 5 W W，输出电压为，输出电压为U=1.0U=1.010103 3 V V，假如输电线的总电阻，假如输电线的总电阻R=10R=10，在输电，在输电线上损失的电功率等于输电功率的线上损失的电功率等于输电功率的5%5%，用户使用电压，用户使用电压U=380 V.U=380 V.(1)(1)画出输电线路的示意图（标明各部分的符号）画出输电线路的示意图（标明各部分的符号）（2 2）所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比）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）是多少？（使用的变压器是理想变压器）课堂练习：课堂练习：课堂练习：课堂练习：2 2、某小型水电站发电机输出的电功率为、某小型水电站发电机输出的电功率为100 kW100 kW，输，输出电压出电压250 V250 V，现准备向远处输电，所用输电线的总，现准备向远处输电，所用输电线的总电阻为电阻为88，要求输电时在输电线上损失的电功率不，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超过输送电功率的5%5%，用户获得，用户获得220 V220 V电压电压.求应选求应选用匝数比为多大的升压变压器和降压变压器？（理用匝数比为多大的升压变压器和降压变压器？（理想变压器）想变压器）课堂练习：课堂练习：课堂练习：课堂练习：3 3下列关于减小远距离输电导线上热损耗的说法中，下列关于减小远距离输电导线上热损耗的说法中，正确的是（正确的是（）A A因为热功率因为热功率 ，所以应降低输送电压，增，所以应降低输送电压，增大输电导线电阻，才能减小输电导线上的热损耗。大输电导线电阻，才能减小输电导线上的热损耗。B B因为热功率因为热功率P P=IUIU，所以应采用低电压、小电流，所以应采用低电压、小电流输电，才能减小输电导线上的热损耗。输电，才能减小输电导线上的热损耗。C C因为热功率因为热功率P P=I I2 2R R，所以可采用减小输电线电阻，所以可采用减小输电线电阻或减小输送电流的方法来减小输电导线上的热损耗。或减小输送电流的方法来减小输电导线上的热损耗。D D以上说法均不正确。以上说法均不正确。C课堂练习：课堂练习：课堂练习：课堂练习：
