4.3 电能的远距离传输 课件 38张PPT

课件38张PPT。第4章——远距离输电第3讲　电能的远距离传输目标定位
1.了解远距离输电线上的能量损失与哪些因素有关.
2.应用理想变压器、电路知识对简单的远距离输电线路进行定量计算.
3.了解交变电流从变电站到用户的输电过程及电网设计.4.了解高压直流输电的原理.一、为什么要采用高压输电
1.电功率损失
(1)损失的电功率P＝ ，即在输电线上因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.
(2)在输送电功率不变的前提下，要减少电功率损失，只能采取
导线中电流的方法.I2R减小2.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 输电电流的方法，或减小输电线电阻的方法.
3.高压输电：由P＝UI知，在保证P不变的情况下，必须 输送电压U，才能减小电流I.减小提高二、高压交流输电
1.远距离输电的基本思路.如图1所示.
在发电站内用 变压器升高电压.然后进行远距离输电，在用电区域通过降压变压器降压.图1升压2.电网
通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国性或地区性的输电网络.
3.电网送电的优点
(1)降低一次能源的运输成本，获得最大经济效益.
(2)合理地调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高.三、高压直流输电
直流输电系统只在输电这个环节是直流，发电和用电环节仍是交流；输电过程中只用两根导线. 和 可以实现交流电和直流电的转换.整流器 逆变器一、降低输电损耗的两个途径1.输电导线上的功率损失
(1)损失功率计算：设输电电流为I，输电线电阻为R线，则输电线上的功率损失为ΔP＝I2R线.??图2(2)减少输电线上电压损失的方法：
①减小输电线的电阻.
②提高输送电压.例1　远距离输送一定功率的交变电流，若输电电压升高为原来的n倍，关于输电线上的电压损失和功率损失正确的是(不考虑电抗产生的损失)(　　)答案　BC针对训练　发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电线总电阻为R线，通过导线的电流为I，学校输入电压为U2，下列计算输电线功率损耗的式子中，正确的是(　　)答案　BCD二、远距离输电及基本关系
1.输电线路的构成
由发电机、升压变压器、输电导线、降压变压器、用电器构成.
2.远距离输电的基本关系(如图3所示)图3(1)功率关系
P1＝P2，P3＝P4，P2＝ΔP＋P3→能量守恒
(2)电压、电流关系U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I线→串联电路中电压、电流关系3.特别强调
(1)升压变压器副线圈的电压U2不等于降压变压器原线圈的电压U3，输电线上的电压损失ΔU＝I线R线，输电线上的功率损耗ΔP＝
(2)计算输电线的电阻时，应注意输电线长度为距离的两倍.(3)处理远距离输电问题.
首先要画出输电线路示意图，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置；
其次解题时要抓“两头”——电源、用电器.要注意“中间两条线”——输电线，以变压器为界将整个输电电路划分为三个独立的回路.以变压器为联系的纽带将“两头”与中间“输电线”联系起来，利用能量守恒、变压比、变流比等规律进行分析与计算.例2　发电机两端电压为220 V，输出功率44 kW，输电导线的总电阻为0.2 Ω，如果用原、副线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经输电线后，再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户.
(1)画出全过程的线路示意图；解析　示意图如图所示.(2)求用户得到的电压和功率；输电线上的功率损失和电压损失分别为U损＝ΔU＝I2R线＝20×0.2 V＝4 V.
所以降压变压器原线圈的输入电压和电流为
U3＝U2－U损＝2 200 V－4 V＝2 196 V，I3＝I2＝20 A.
降压变压器副线圈的输出电压和电流为用户得到的功率为P4＝U4I4＝219.6×200 W＝4.392×104 W.(3)若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的电压和功率.输电线路上的电压损失ΔU′＝I′R线＝200×0.2 V＝40 V.
所以用户得到的电压U2′＝U1－ΔU′＝220 V－40 V＝180 V，
用户得到的功率为P′＝U2′I′＝180×200 W＝3.6×104 W.答案　见解析 输电线上损耗的问题B、D选项中的U2应为损失的电压，所以选项B、D是错误的.
答案　AC2.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2×105 A
B.输电线上由电阻造成的损失电压为15 kV
C.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＝ ，U为输电电压，R为输电线的电阻输电线上损失的电压为U损＝IR＝6×103×2.5 V＝1.5×104 V＝
15 kV，B项正确；
当用5 kV电压输电时，输电线上损失的功率若超过3×106 kW，与实际情况相矛盾，故C项错误；答案　B远距离高压输电的应用
3.某小型水电站的电能输送示意图如图4所示，发电机的输出电压为200 V，输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器).要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则(　　)图4C.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
D.升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率考虑到输电线上也有电功率的损失，可知D项也正确.答案　AD4.在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失.有一个电站，输送的电功率为P＝500 kW，当使用U＝5 kV的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4 800度.求：(1)这时的输电效率η和输电线的总电阻R线；答案　60%　20 Ω　(2)若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？答案　22.4 kV