5.5远距离输电

5.5电能的输送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。1.输电线上有什么损失？（1）减小导线电阻2.如何减少电能损失？RIP2损一、输电线上的功率损失思考:（2）减小输电线中的电流由于输电线长，电阻大，当电流通过输电线时，产生热量Q，损失一部分电能，同时输电线上有电压降，故又损失一部分电压.SLR由电阻定律知（1）减小导线电阻降低输电线上电能损失①减小材料的电阻率ρ.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.②减小输电线的长度L不可行,因为要保证输电距离.③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.减少电阻的方法:（2）减小输电线中的电流降低输电线上电能损失阅读并回答课本“思考与讨论”中的问题1.怎样计算输电线路损失的热功率?RIP2输送电线消耗2.在输电电流一定的情况下,如果线路的电阻减为原来的一半,线路上损失的功率减为原来的几分之一?在线路电阻一定的情况下,如果输电电流减为原来的一半,线路上损失的功率减为原来的几分之一?（2）减小输电线中的电流降低输电线上电能损失阅读并回答课本“思考与讨论”中的问题3.哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效?4.在保证输电功率不变情况下,怎样才能减小输电电流?输输输IUPrUPrIPUPIr222输输输输输输减少电流的方法：高压输电减少输电电流5.怎样计算用户消耗的功率P?电线消耗输送用户PPP（1）25A250V150V（2）6250W3750W（3）2.5A25V3975V62.50W9937.5W（2）减小输电线中的电流降低输电线上电能损失（2）输电线损失的功率是多少？用户得到的功率是多少？（3）如果采用4000V电压输电，情况又如何？练习：输送10kw的电功率，采用400V的电压输电，输电线的总电阻为10Ω，求（1）输电线中的电流？输电线中损失的电压是多少？用户得到的电压是多少？提高输电电压,是减少电能损失的行之有效的办法怎样提高输电电压？怎样让用户得到合适的电压？发电站升压变压器高压输电降压变压器用户交流高压输电的基本环节14223UUUURIF用线rI1I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4输电电压：重要概念输电电流输电功率输电线路上热损失功率用户得到的功率U2I2P送=U1I1=U2I2=P1P热=I22rP用=P送-P热关键量：输电电流----I214223UUUURIF用线rI1I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压变压器降压变压器二、远距离输电原理图3243432121,,UUUnnUUnnUUr3234431221,,IIInnIInnIIr电压之间的关系是：功率之间的关系是：电流之间的关系是：P1=P2，P3=P4，P2=Pr+P3远距离输电示意图我国常用的远距离输电采用的电压有：110kV、220kV、330kV，输电干线采用500kV的超高压，西北电网正在建设750kV的线路。上海庙—山东±800kv特高压直流输电工程建设，线路全长1230.4公里，工程总投资221亿元。途经内蒙古、陕西、山西、河北、河南、山东6省区，额定输送容量10000MW，额定电压±800kv、±750kv、±500kv三个等级，工程于2015年12月15日获得国家发改委核准开工，计划于2017年建成投运。电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用越高。输电线上的电压损失，除了与输电线的电阻有关，还与感抗和容抗有关。当输电线路电压较高、导线截面积较大时，电抗造成的电压损失比电阻造成的还要大。是不是输电电压越高越好？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。三、电网供电采用电网供电的优点：可以在能源产地使用大容量发电机组，降低一次能源的输送成本，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。交流输电与直流输电交流输电的优点：发电方便，易于改变电压；直流输电的优点：线路的电感和电容造成的损失小高压直流技术在远距离大容量输电、电力系统联网方面拥有明显优势±800kV高压直流换流变压器广州西门子变压器有限公司为哈密－－郑州±800kV特高压直流输电线路提供的两台高端换流变压器之一例1：如图所示，交流发电机电动势的有效值E＝20V，内阻不计，它通过一个R＝6Ω的指示灯连接变压器．变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都是“6V,0.25W”，灯泡都正常发光，导线电阻不计．求：(1)降压变压器初级、次级线圈匝数比；(2)发电机的输出功率．远距离输电的电能损失计算题型三远距离输电问题例3某学校有一台应急备用发电机，内阻为r＝1Ω，升压变压器的匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻为R＝4Ω，全校22个教室，每个教室用“220V40W”的灯泡6盏，要求所有灯都正常发光，则：(1)输电线上损耗的电功率多大？(2)发电机的输出功率多大？(3)发电机的电动势多大？远距离输电的电能损失计算例2：14223UUUURIF用线rI1I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4例3：在确定的两地间用铝导线输送一定功率的交流电,现将输电电压提高1倍,并保持输电线上损失的功率不变,则用铝量可比增压前减少()A.25%B.50%C.60%D.75%答案:D练习.用U1和U2两种电压通过相同长度和材料的导线输电,若输送的电功率相等,在输电导线上损失的电功率也相同,则在两种情况下输电导线横截面积之比S1∶S2为()若U2=10U1,则输电线的质量M2=_______M12112222112....UUABUUUUCDUU答案:C（2）减小输电线中的电流降低输电线上电能损失0.01