4.3 电能的远距离传输 课件 (5)

课件47张PPT。第3节　电能的远距离传输目标导航
1.知道输电的过程,了解远距离输电的原理.
2．知道什么是输电导线上的功率和电压损失及如何减少功率和电压损失．(重点)
3．通过对远距离输电原理的具体分析、计算，理解为什么远距离输电要用高压，学会分析解
决实际的高压输电问题．(重点＋难点)一、为什么要采用高压输电
1.电功率损失和电压损失I2RIR电阻率横截面积横截面积电阻一定无限小升高输送电压高压输电二、高压交流输电
1.在发电站内要使用__________，将电压提升，然后向远处送电；到达目的地后，根据不同的需求再用____________，经2～3次降压，才输送给用户．升压变压器降压变压器2.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流电并网时必须做到同步,即交变电流的______必须相同．并联输电线中的交变电流的_____必须相同．频率相位想一想
2．高压交流输电有哪些缺陷？
提示：交流输电线路同时存在电阻、感抗和容抗，输送的电功率越大，感抗和容抗越明显，电能损失就越大．三、高压直流输电
1.主要构造：________、直流线路和________三部分．
2.原理图：(如图所示)整流站逆变站3.主要用途：主要用于远距离_______输电、联系不同_____或相同频率但___________的交流系统等．
想一想
3．通过阅读课本，请你简要总结一下高压直流输电有哪些优点．
提示：(1)节省输电线材料．(2)不存在感抗和容抗引起的损耗．(3)不需考虑电网中各交流发电机的同步运行问题．大功率频率非同步运行要点一　输电线上功率、电压损失的问题
学案导引
1.减小输电线路的功率损失与电压损失的方法只能是减小输电线电阻吗？
2.提高输电电压是减小输电损失最经济的途径，对吗？1.输电线路上的电压损失
输电导线有电阻，电流通过输电导线时，就会在输电线路上产生电势降落，致使输电线路末端的电压比起始端电压低，这就是输电线路上的电压损失ΔU＝U始－U末．
对于交流输电线路来说，造成电压损失的原因既有电阻又有感抗和容抗，其中电阻造成的电压损失ΔU＝IR.3.输电线路上的电功率损失
一般输电导线都有电阻，因此当电能通过输电导线送向远方时，电流流过输电导线，因输电导线有电阻而发热，从而损失电功率．
设输电电流为I，输电导线电阻为R，则输电导线上的功率损失P损＝I2R. 远距离输送一定功率的交流电，若输电线电阻一定，下列说法正确的是(　　)
A．输电线上的电压损失跟输电电压成正比
B．输电线上的功率损失跟输电电压成正比
C．输电线上的功率损失跟输电电压的平方成正比
D．输电线上的功率损失跟输电线上的电压损失的平方成正比【思路点拨】　输送的(电压、功率)、损失的(电压、功率)、得到的(电压、功率)，分别对应于输电过程的“始”“中”“末”．【答案】　D要点二　有关高压输电线路的分析与计算
学案导引
1.用户得到的功率与输送功率一定相等吗？
2.升压变压器的输出电压就是降压变压器的输入电压吗？1.输电过程如图所示．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．特别提醒：(1)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，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——电源和用电器；分析一条线——输电线；研究两次电压变换——升压变压器和降压变压器．
(3)注意输送电压(功率)、损失电压(功率)、用户电压(功率)三者区别和数量关系． 某水电站，用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3×106 kW.现用500 kV电压输电，则下列说法正确的是(　　)
A．输电线上输送的电流大小为2.0×105 A
B．输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC．若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×108 kW
D．输电线上损失的功率为ΔP＝U2/R，U为输电电压，R为输电线的电阻
【思路点拨】　解答本题要区分输电电压U与输电线上损失的电压U损，输送功率P与输电线上损失的功率ΔP.【答案】　B变式训练
2.(2012·漳州高二期末)在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大,下列说法中正确的有(　　)A．升压变压器的输出电压增大
B．降压变压器的输出电压增大
C．输电线上损耗的功率增大
D．输电线上损耗的功率占总功率的比例减小高压交流输电的综合应用
[经典案例]　(14分)某电厂要将电能输送到较远的用户，输送的总功率为9.8×104 W,电厂输出电压仅为350 V，为减少输送功率损失，先用一升压变压器将电压升高再输送，在输送途中，输电线路的总电阻为4 Ω，允许损失的功率为输送功率的5%，求用户所需电压为220 V时，升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比各是多少？
【思路点拨】　导线损耗的电能转化为热能,所以据电功率的知识可求出输送导线中的电流．据理想变压器原理和能量守恒，可算出升压变压器的输出电压和降压变压器的输入电压，就能解决该题中提出的问题．【解题样板】　依题意画出远距离输电的电路如图所示．【答案】　1∶8　12∶1【借题发挥】　计算简单的输电电路问题时,要画出供电电路图，输入、输出回路间可通过变压器的变压比、变流比和输入、输出功率相同的关系相联系．输送的电功率一定，提高输送电压，导线上的电流便减小，于是导线损失功率P损＝I2R就减小.三峡工程催生输送电走出特色
大截面架空导线登上世界之最
在大截面架空导线中，三峡输送电采用的720平方毫米导线，不仅是我国目前交直流送电线路采用的最大规格的导线，也是世界之最.这是2003年11月24日在武汉召开的三峡送电工程所用导线、地线专题总结与技术研讨会上，国家电网建设公司副总经理魏恭华透露的消息．据介绍，720平方毫米大截面导线，每条线可输送300万千瓦的电能．目前三峡工程已有2条输送电工程采用这种导线．一条是三峡(宜昌)龙泉至(江苏常州)政平超高压直流送电线路，三峡电站送往华东第一条直流输电线路,经过湖北、安徽、江苏三省，全长890公里，该线路已于去年底实现单级送电．另一条为三峡至广东输电线路，经湖北、湖南、广东三省，全长975公里，目前进入调试阶段．魏恭华说，在世界上，如此长距离、大容量的大截面导线送电线路,尚属首创．据了解,从上世纪70年代末至90年代末，我国送电线路一直都采用300至400平方毫米导线．三峡输变电工程大量采用大截面导线，为我国形成大传输功率的交直流超高压送电线路骨干网络做出了开创性的贡献．