电能的输送

2
可见：减小输电线中的电流，对减少电能损失作用明显。
思考：怎样减小输电线上的电流
1、能不能由I=U/R减小U
来 减小电流？ 2、能不能由I=P/U减小p
来 减小电流？
输送功率 是一定的 =UI 途径 :由P p（恒定）
增加U
减少I
思考：1.若输电电压提高100倍，则输送过程中损失 的功率变为原来的多少倍？ 输电功率一定时，输电电压提高为原来的n倍，输电电 流减小为原来的1/n,输电线损失的功率为原来的1/n2
小结
• 1.输电导线的功率损失分析
–减小电阻(受条件制约) –高电压输电(应用广泛) –P损=I2R=P 2R线/U 2送
• 2 .简单输送电路的计算和步骤
–画出供电示意图 –以变压器铁心为界线分出各个回路,各回路可独 立运用欧姆定律分析. –各回路间通过线圈匝数比与电压比和电流比的 关系,总功率不变等联系.
P2 = P3 + P损
P损 =I线2r线 =(p2/U2)2r线 = I线U线= U线2/r线
练习 2、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，学校的输入电压U2，下列计算线路损 耗功率的式子中正确的是（ ） (A) U12／R (B)（U1－U2）2／R (C) I2R (D) （U1－U2)I
二、输电线上的功率损失
1、为什么输电线上有电能损失？ 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，故又 损失一部分电压.
P损 U线
P 损 I R
2
U线=I R
2、如何减少电能损失？
（1)减小输电线电阻
由电阻定律知
R
来自百度文库

L S
L R S
三峡水电站
火电站
内陆 能源丰富， 有利开发
电站站址
沿海 能源缺乏， 用电量大
远距离 用户（负载）
电能的输送是一个理论性和技术性 很强的系统工程。
一、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
练习 3、电站向某地输送5000kW的电功率,输电 线上损耗的电功率为100kW,如果把输电电 压提高为原来的10倍,同时将输电线的截面 积减为原来的一半,而输送的电功率不变,那 么输电线损耗的电功率为( ) (A)0.5kW (B)1.0kW (C)2.0kW (D)5.0kW
练习
4、 交流发电机输出电压为250V，输出功 率为100kW，输电线总电阻R＝8Ω，为使 输电线上的功率损失不超过输送功率的5 ％，用户能得到220V的电压，则发电处 升压变压器和用户处降压变压器的匝数比 为多少？[来
I1
P1
I2
P2
I3
I4
P4
r线
P3
F
U 1 n1
n2 U 2
U3 n3
n4
U4
R用
(2)电流关系 I1:I2= n2 : n1 I2=I3 I3:I4= n4 : n3
I1
P1
I2
P2
I3
I4
P4
r线
P3
F
U 1 n1
n2 U 2
U3 n3
n4
U4
R用
(3)功率关系 p1 = p2 P3 = P4
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。 可见：减小输电线电阻，对减少电能损失作用有限；
（2）减小输电线中的电流
P 损 I R
提高输电电压（即高压输电），是减少电能损失 的行之有效的办法
2.是不是输电电压越高越好？为什么？
电压越高，对输电线路和变压器的要 求越高，建设费用越高。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。 我国常用的远距离输电采用的电压有110 kV、220 kV、330 kV，输电干线采用500 kV的超高压，西北电网正在建设750kV的 线路。
远距离输电示意图
四、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。
五、直流输电
（1）交流输电的局限性
（2）直流输电
用户 降压变 压器 发电机 逆变器
升压变压 器
整流设 备
作出示意图
例3、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。 （2）60kW （1）2500V （3）10:1 （4）440kW
第二章 交变电流
2.7 电能的输送
学习目标
1、认识电能输送过程，认识电能输送过 程中能量损失，知道如何减少能量损失。 2、理解远距离高压输电的原理，并且能 分析解决高压输电问题。 3、了解高压直流输电原理，了解当今输 电的先进技术。
• 人民网1月24日报道 记者从三峡总公 司获悉：三峡电站2008年完成发电量 808.12亿千瓦时，较上年增加31.28％， 创三峡电站2003年7月首台机组投产以 来年发电量的历史纪录。
三、远距离输电原理图
I1
P1
输电回路
I4
P4
I2
P2
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r线
P3
F
U 1 n1
n2 U 2
U3 n3
n4
U4
R用
升压变压器
降压变压器
两个变压器，三个回路
I1
P1
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P2
I3
I4
P4
r线
P3
F
U 1 n1
n2 U 2
U3 n3
n4
U4
R用
（1）电压关系： U2 = U3 + U线
U线=I2R
U1 :U2 = n1 : n2 U3 :U4 = n3 : n4
作业： 有条河流，流量为Q=2m3/s,落差 5m，现利用其发电，若发电机总效率为 50%，输出电压为240v，输电线总电阻 R=30Ω，允许损失功率为输出功率的6%， 为满足用电需求，则该输电线路所用理 想变压器的升压、降压变压器的匝数比 各为多少时能使多少盏220v 100w的电 灯正常发光。
（3） 62.50W
输电功率一定时，输电电压提高为原来的n倍，输电电 流减小为原来的1/n,输电线损失的功率为原来的1/n2
练习
1、在远距离输电中，当输送的电功率相同 时，则关于输电导线上损失的功率下列说法 正确的是（ ） (A)减小输电导线的电阻可以减小损失的功 率，但此种方法很有限 (B)提高输送电压从而减小输送电流，可大 大减小损失的功率 (C)损失的功率与输送电压的二次方成反比 (D)损失的功率与输电线上的电流成反比
例1、 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？（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， 输电线损失的功率是多少？
（1）25A 250V 150V （2）6250W 3750W