电能的远距离传输汇总

大亚湾核电站秦山核电站三峡水电站新疆风力发电发电厂一般都建在离用电单位较远的地方，因此就需要把电能输送到远方。电能便于输送，用输电线把电源和用电设备连起来，就可以输送电能了。这是电能的突出优点。输送电能的基本要求是：可靠、保质、经济。可靠----------供电线路可靠地工作，少有故障。保质----------保证电能的质量（电压和频率稳定）。经济----------输电线路建造和运行费用低，电能损耗少。发电站用户（负载）远距离能源丰富，有利开发能源缺乏，用电量大思考1、如何理解远距离输电过程中电能的损失思考3、有什么方法可以减少输电中功率损失？电流流过输电导线时，由于电流的热效应，必然会有一部分电能转化成热而损失掉。思考：思考2、设输电电流为I，输电线的电阻为R，则功率损失为∆P=________I2R①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。一、降低输电损耗的途径途径一：减少输电线的电阻R=ρLS①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。途径二：减小输电线上的电流例：在导线电阻不变的情况下，电流如减小到原来的1/2，功率损失减小到原来的_________。讨论：如何减小电流？增大电压，还是减小电压？1/4例1、一小型水电站输出的电功率为20KW，输电线总电阻为5Ω如果发电机输出电压为400V，且直接进行输电，输电导线上损失的电压和电功率各为多少？若改为4000V电压输电，则输电导线上损失的电压和电功率又为多少？要求画出输电示意图。用电设备~发电厂UPIU'∆P∆U解WWRIPAAUPI1250052500504001020211311WWRIPAAUPI125525540001020222322总结：发电机输出功率不能变动，由P=UI知,可通过提高输电电压U来减小电流；输电电压提高为原来的n倍,输电线上电压损失为原来_______倍,输电线上损失的电功率为原来的______倍.交流高压输电的基本环节发电站升压变压器高压输电降压变压器用户发电站→升压变压器→高压输电线→降压变压器→用电单位二、远距离输电原理图14223UUUURIF用rI1I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压变压器降压变压器1.功率关系：P1=P2，P3=P4，P2=P3+△P2.电压关系：3234431221,,IIInnIInnIIr3.电流关系：3311232244,,UnUnUUUUnUn14223UUUURIF用rI1I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压变压器降压变压器例2、发电机的端电压为220V，输出的电功率为44KW，输电线电阻为0.2Ω，求用户得到的电压和电功率各是多少？如果发电站用匝数比为1:10的变压器将电压升高,经过同样的输电线后再用匝数比为10:1的变压器将电压降低供给用户,用户得到的电压和电功率各是多少？解：WWRIPPVVRIUUAAUPI36000)80001044(180)2.0200220(2002201044321111113111户户WRIPPVUnnUnnUUVVRIUUAAUPIVUnnUnnUU439206.2192196)42200(20220010442200222433444343223322211222121【当堂检测】1、减小输电损失，可以采用的方法有（）A减小输电线电阻B减小输电电压C增大输电电压D减小输电电流2、远距离输送一定功率的交变电流，若输送电压增加为原来的n倍，输电线电阻不变，则下列说法中正确的是（）A输电线上的电压损失为原来的n倍B输电线上的电功率损失为原来的1/n2倍C输电线上的电流为原来的1/n倍D输电线上的电压损失为原来的1/n倍ACDBCD3、某发电厂原来用电压为U的交变电流输电后，改用变压比为1:50的升压器将电压升高后输电，输送的电功率保持不变。若输电线路的电阻为R，则下列说法正确的是()A由公式I=P/U可知，提高电压后输电线上的电流降为原来的1/50B由公式I=U/R可知，提高电压后输电线上的电流增为原来的50倍C由公式P=I2R可知，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的1/2500D由公式P=U2/R可知，提高电压后输电线上的功率损耗增大为原来的2500倍【当堂检测】AC小结：1.输电导线的功率损失分析减小电阻(受条件制约)减小电流（高电压输电，应用广泛)P损=I2R2.简单输送电路的计算和步骤画出供电图根据回路间线圈匝数比与电压比和电流比的关系,以及功率之间的关系求解。例1.发电厂发电机的输出电压为U1,发电厂至学校的输电线电阻为R,通过导线的电流为I,学校输入电压为U2,下列4个计算输电线损耗的式子中，正确的是()A、B、C、D、21UR212()UUR2IR12()IUU课堂练习BCD例2、一小型发电站通过升压，降压变压器把电能输给用户。已知发电机的输出功率是500kW，端电压为500V，升压变压器原、副线圈的匝数比为1:5，两变压器间输电线的总电阻为1.5Ω，降压变压器的输出电压为220V，不计变压器的损耗。求：（1）升压变压器的副线圈两端电压；（2）输电导线上的功率损失；（3）降压变压器原、副线圈的匝数比；（4）用户得到的功率。（4）440kW（1）2500V（2）60kW（3）10:1例3、某交流发电机输出功率为5×105W，输出电压为U=1.0×103V，假如输电线的总电阻R=10Ω，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=380V.（1）画出输电线路的示意图（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）1：1025：1AV~R1R2S2、如图所示：理想变压器的原线圈接高电压，变压后接用电器，线路电阻不计。S原来闭合，且R1=R2，现将S断开，那么交流电压表的示数U、交流电流表的示数I和用电器上R1的功率P1将分别是：（）A.U增大、I减小、P1增大C.U减小、I减小、P1减小D.U不变、I减小、P1不变B.U不变、I减小、P1增大D如线路电阻不能忽略呢？()A【当堂检测】【当堂检测】一台发电机输出的电功率为100KW，输出电压为250V，现欲向远处输电，若输电线的总电阻为8Ω，要求输电时输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5％，并向用户输送220V电压，求：（1）试画出这次输电线路的示意图（2）输电所需升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数之比分别是多少？（3）用户得到的电功率是多少？解：1.2.I1=P1U1250100×103==400A则n1n2=I2I1=116U2U1n1n2=又U2=n2n1U1=4000VU3=U2−I2R=（4000−25×8）V=3800VP1~用户U1I2U2U3U4I1P2n1n2n4n3R(或P3=P1−I22R、U3=P3/I2求U3)所以n3n4=U3U4=3800220=190113.P3=P1−I22R=(100×103−252×8)W=9.5×104W√I2=√P损R=100×103×5%8=25A