第3节 电能的远距离传输优秀课件.ppt

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1、第3节 电能的远距离传输第1页，本讲稿共31页课标课标定位定位学习目标：学习目标：1.知道知道“便于远距离输送便于远距离输送”是电能的优点之一，是电能的优点之一，知道输电过程知道输电过程2理解为什么远距离输电要用高压理解为什么远距离输电要用高压3知道输电线上电压和电功率的损失和如何减少损失知道输电线上电压和电功率的损失和如何减少损失重点难点：高压输电的原理及功率损耗计算重点难点：高压输电的原理及功率损耗计算第2页，本讲稿共31页 核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第第3 3节节课前自主学案课前自主学案第3页，本讲稿共31页课前自主学案课前自主学案一、为什么

2、要采用高压输电一、为什么要采用高压输电1电功率损失：电流流过输电导线时，电流的热效应电功率损失：电流流过输电导线时，电流的热效应会引发会引发_的损失损失的电功率的损失损失的电功率P_，即在，即在输电线路上由于发热而损耗的电功率与电阻成正比，输电线路上由于发热而损耗的电功率与电阻成正比，与电流的二次方成正比因此，可以考虑通过减小输与电流的二次方成正比因此，可以考虑通过减小输电线电线_或减小输送或减小输送_来减少电能输送时的电功率损来减少电能输送时的电功率损失失电功率电功率I2R电阻电阻电流电流第4页，本讲稿共31页2电压损失：导线有电阻，输电线上电压损失：导线有电阻，输电线上_损失损失(损损失的

3、电压失的电压UIR)，使得用电设备两端的电压比供电，使得用电设备两端的电压比供电电压电压_对于交流输电线路，对于交流输电线路，_和和_(总称为总称为电抗电抗)也会造成电压损失在输送电功率不变的前也会造成电压损失在输送电功率不变的前提下，要减少电压损失，只能采取提下，要减少电压损失，只能采取_输电电流输电电流的方法的方法电压电压低低感抗感抗容抗容抗减小减小第5页，本讲稿共31页3高高压压输输电电：减减小小_就就要要增增粗粗导导线线，增增粗粗导导线线又又带带来来两两个个不不利利：其其一一，耗耗费费更更多多的的金金属属材材料料；其其二二，会会使使电电抗抗更更大大，造造成成更更大大的的电电压压损损失失

4、只只有有_输输电电电电流流才才会会避避免免上上述述问问题题由由PUI可可知知，在在保保证证输输送送电电功功率率P不不变变的的情情况况下下，必必须须提提高高输输送送_，才才能能减减小小电电流流I.输输送送一一定定功功率率的的电电能能，输输送送电电压压越越高高，输输电电线线中中电电流流越越小小，导导线线因因发发热热而而损损耗耗的的电电能能就就越越_，输送线路中电压的损失也就越，输送线路中电压的损失也就越_电阻电阻减小减小电压电压U少少小小第6页，本讲稿共31页思考感悟思考感悟第7页，本讲稿共31页二、高压交流输电二、高压交流输电1在发电站内要使用在发电站内要使用_，将电压提升，然，将电压提升，然后

5、向远处送电；到达目的地后，根据不同的需求再用后向远处送电；到达目的地后，根据不同的需求再用_，经，经23次降压，才输送给用户次降压，才输送给用户2现代供电系统把许多发电站连为一体，构成庞大的现代供电系统把许多发电站连为一体，构成庞大的交流输电网，这就要求电网中的每台发电机发出的交交流输电网，这就要求电网中的每台发电机发出的交流电并网时必须做到同步，即交变电流的流电并网时必须做到同步，即交变电流的_必须相必须相同并联输电线中的交变电流的同并联输电线中的交变电流的_必须相同必须相同升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器频率频率相位相位第8页，本讲稿共31页三、高压直流输电三、高压直流输电1高压直

6、流输电系统主要由高压直流输电系统主要由_、直流线路和、直流线路和_三部分构成实际上直流输电系统只在输电这三部分构成实际上直流输电系统只在输电这个环节是直流，发电环节和用电环节仍是交流，输电过个环节是直流，发电环节和用电环节仍是交流，输电过程中只用两根导线程中只用两根导线2在电能的传输方面，高压直流输电比高压交流输在电能的传输方面，高压直流输电比高压交流输电有许多优越性：第一，使用的输电线材料方面直电有许多优越性：第一，使用的输电线材料方面直流比交流可以节省流比交流可以节省_，电杆塔结构也比交流电简单，电杆塔结构也比交流电简单且省地；第二，稳定的直流输电不存在且省地；第二，稳定的直流输电不存在_

7、引引起的损耗；第三，不需考虑电网中的各台交流发电机的起的损耗；第三，不需考虑电网中的各台交流发电机的_运行问题虽然优点多多，但在换流设备的制运行问题虽然优点多多，但在换流设备的制造、价格等方面还存在问题造、价格等方面还存在问题整流站整流站逆变站逆变站1/3感抗和容抗感抗和容抗同步同步第9页，本讲稿共31页核心要点突破核心要点突破第10页，本讲稿共31页第11页，本讲稿共31页第12页，本讲稿共31页即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1(2011年台州高二检测年台州高二检测)在远距离输电过程中，为减在远距离输电过程中，为减少输电线路上的电能损失，可采用的最佳方法是少输电线路

8、上的电能损失，可采用的最佳方法是()A使输电线粗一些使输电线粗一些B减短输电线长度减短输电线长度C减少通电时间减少通电时间 D采用高压输电采用高压输电解析：解析：选选D.减小输电线的长度不可行，因为要保证输减小输电线的长度不可行，因为要保证输电距离采用直径更大的导线，可适当增大横截面积，电距离采用直径更大的导线，可适当增大横截面积，太粗不可能，既不经济又架设困难减少用电时间也太粗不可能，既不经济又架设困难减少用电时间也不可以，要保障工农业生产及居民正常生活用电提不可以，要保障工农业生产及居民正常生活用电提高输电电压，减小输电线上的电流是减少电能损失的高输电电压，减小输电线上的电流是减少电能损失

9、的最佳方法，选最佳方法，选D.第13页，本讲稿共31页二、含变压器在内的高压输电线路的分析与计算二、含变压器在内的高压输电线路的分析与计算1输电过程如图输电过程如图431所示电路被划分为三个独所示电路被划分为三个独立的回路，在每个回路中，变压器的原线圈是回路立的回路，在每个回路中，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，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系不同回路的桥梁图

10、图431第14页，本讲稿共31页第15页，本讲稿共31页特别提醒：特别提醒：(1)用户消耗的功率决定输送功率，即用用户消耗的功率决定输送功率，即用户和线路总共消耗多少功率，发电站就输送多少功率，户和线路总共消耗多少功率，发电站就输送多少功率，这是能量守恒定律和变压器原理的体现这是能量守恒定律和变压器原理的体现(2)抓住输电的两头抓住输电的两头电源和用电器；分析一电源和用电器；分析一条线条线输电线；研究两次电压变换输电线；研究两次电压变换升压变升压变压器和降压变压器压器和降压变压器(3)注意输送电压注意输送电压(功率功率)、损失电压、损失电压(功率功率)、用户电、用户电压压(功率功率)三者区别和

11、数量关系三者区别和数量关系第16页，本讲稿共31页即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2如图如图432为远距离输电线路的示意图，若发电为远距离输电线路的示意图，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是()图图432第17页，本讲稿共31页A升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关备消耗的功率无关B输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定数比决定C当用户用电器的总电阻减小时，输电线上当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大

12、损失的功率增大D升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压电压第18页，本讲稿共31页第19页，本讲稿共31页课堂互动讲练课堂互动讲练输电线上电压损失和功率损失输电线上电压损失和功率损失例例例例1 1 某发电站的输出功率为某发电站的输出功率为104 kW，输出电压为，输出电压为4 kV，通过理想变压器升压后向，通过理想变压器升压后向80 km远处用户供远处用户供电已知输电线的电阻率为电已知输电线的电阻率为2.4108 m，导线，导线横截面积为横截面积为1.5104 m2，输电线路损失的功率为输，输电线路损失的功率为输出功率的出功率的4%，求：，求：(1

13、)升压变压器的输出电压；升压变压器的输出电压；(2)输电线路上的电压损失输电线路上的电压损失第20页，本讲稿共31页第21页，本讲稿共31页(2)输电线路上的电压损失输电线路上的电压损失U损损I2r12512.82 V3.2 kV.【答案答案】(1)80 kV(2)3.2 kV【方法总结方法总结】远距离输电中，必须区分输电远距离输电中，必须区分输电电压及输电导线上的损失电压，输电导线损电压及输电导线上的损失电压，输电导线损失功率就是由于其电阻失功率就是由于其电阻R发热损失的功率，计算发热损失的功率，计算时要紧扣时要紧扣P损损I2R去思考去思考第22页，本讲稿共31页 发电机的端电压发电机的端电

14、压220 V，输出电功率，输出电功率44 kW，输电，输电导线的电阻为导线的电阻为0.2，如果用初、次级匝数之比为，如果用初、次级匝数之比为1 10的的升压变压器升压，经输电线后，再用初、次级匝数比为升压变压器升压，经输电线后，再用初、次级匝数比为10 1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)画出全过程的输电线路示意图画出全过程的输电线路示意图(2)求用户得到的电压和功率求用户得到的电压和功率远距离输电问题的分析远距离输电问题的分析例例例例2 2第23页，本讲稿共31页【思路点拨思路点拨】远距离输电问题，先画出示意图，远距离输电问题，先画出示意图，抓住功率、电压、电流、电阻之间

15、的关系，列出相抓住功率、电压、电流、电阻之间的关系，列出相应方程，然后求解应方程，然后求解【自主解答自主解答】(1)输电线路示意图如图输电线路示意图如图433所示所示图图433第24页，本讲稿共31页第25页，本讲稿共31页【答案答案】见自主解答见自主解答第26页，本讲稿共31页变变式式训训练练如如图图434所所示示某某小小型型水水电电站站发发电电机机的的输输出出功功率率为为10 kW，输输出出电电压压为为400 V，为为了了减减小小向向用用户户供供电电过过程程中中产产生生的的电电能能损损失失，使使用用2 kV高高压压输输电电，最最后后用用户户得得到到220 V电电压压，9.5kW的电功率求：的电功率求：图图434第27页，本讲稿共31页第28页，本讲稿共31页第29页，本讲稿共31页知能优化训练知能优化训练第30页，本讲稿共31页本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此点此进进入入课课件目件目录录按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放谢谢谢谢使用使用第31页，本讲稿共31页