电能的远距离输送

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电力传输为何电力能够远距离传输

电力传输为何电力能够远距离传输电力传输：为何电力能够远距离传输近现代社会中，电力传输具有重要的地位和作用。

通过电力传输，能够将电能从发电厂远距离地传输到用户所在地，为人们的日常生活和工业生产提供了可靠的能源供应。

那么，电力是如何能够远距离传输的呢？本文将从输电线路、电力传输技术和经济效益等方面进行探讨。

一、输电线路电力传输的一项重要基础是输电线路。

输电线路可以分为直流输电线路和交流输电线路两种形式，目前交流输电被广泛应用。

交流输电线路主要由输电塔、导线和绝缘子等组成。

输电塔起到支撑和固定导线的作用，通常采用钢筋混凝土或金属结构建造。

导线则负责电能的传输，常见的有铝合金导线和钢芯铝绞线等类型。

绝缘子用于在输电线路与输电塔之间提供电绝缘保护。

输电线路的设计需要考虑多种因素，如输电距离、电能损耗和抗风能力等。

通常情况下，随着输电距离的增加，线路的电能损耗也会增加。

因此，在较长距离的电力传输中，需要采取一些措施来减少能量损耗，如增加输电线路的导线截面、采用高压输电以及引入补偿装置等。

二、电力传输技术电力传输技术的发展为电力远距离传输提供了更多的可能。

以下是几种常见的电力传输技术：1. 高压输电高压输电是目前广泛应用的一种电力传输技术。

通过提高输电线路的电压，可以减少输电线路的电阻损耗，从而提高传输效率。

常见的高压输电技术有交流高压输电和直流高压输电。

2. 柔性交流输电（FACTS）柔性交流输电技术通过可变电抗器、静态无功补偿器等装置，实现对输电系统的灵活控制和优化。

该技术可以调整电力传输线路的系数，提高电力传输的效率和稳定性。

3. 超导输电超导输电技术利用超导体的低电阻性能，将电能以极高的效率传输。

超导输电具有传输容量大、效率高、电能损耗小的优势，但目前仍面临着技术难题和实施成本较高的问题。

上述技术在电力传输中起到不同的作用，它们的应用使得电力能够高效、安全地远距离传输。

三、经济效益电力远距离传输对社会和经济发展具有重要的意义。

远距离电能传输的作用是什么

远距离电能传输的作用是什么？
电能传输允许不同形式的可再生能源联供，甚至可以在洲际层面上进行，并且可以把可再生能源较多的地区与电力需求量较高的地区联结起来。

当传统的交流电传输技术无法进行500千米以上距离的电能输送时，高压直流(high voltage direct current，HVDC)输电技术被运用于远距离电能输送上，例如，可以利用这一技术把地球上阳光地带的丰富太阳能资源产生的电能输送到需求的中心，这样就促进了可调节的巨大太阳能发电所产生的电能的供应。

许多公司正在认真地考虑用光伏电池覆盖撒哈拉沙漠的大片区域，通过高压直流输电技术把电能输送到数千千米以外的欧洲。

这样远距离地输送电能的构想是非比寻常的。

高压直流输电技术的优点之一，是超高功率的远距离输送的成本并不高，只有0.5～1.5欧分/(千瓦·时)。

输送电能的过程中会出现损耗，输送距离超过1000千米时，损耗约为总数的3%。

目前，高压直流输电的功率可达3吉瓦，输送距离约为1000千米。

一种使用高压直流输电技术的轻型转换器，在20世纪90年代被引入。

与交流电的电缆不同的是，对位于地下或水下的高压直流电缆来说，在输送功率和距离上并没有物理极限。

这种新型技术在海底电能输送方面正在形成一个新兴的市场，例如把风电场发出的电能输送到无法建造架空线路地区的电网。

远距离输电技术知识要点详解

远距离输电技术知识要点详解近年来，随着能源需求的不断增长，远距离输电技术成为了可持续发展的重要组成部分。

远距离输电技术指的是通过电力输送系统将电能从发电站点传输到消费站点，以满足消费者对电力的需求。

本文将详细介绍远距离输电技术的要点，以帮助读者更好地了解和应用这一重要技术。

一、直流输电与交流输电远距离输电技术通常有两种方式：直流输电（DC）和交流输电（AC）。

直流输电技术主要利用直流电流传输电能，而交流输电技术则是利用交流电流传输电能。

直流输电技术的主要优势在于低线损和高输电效率。

由于直流输电不受电阻、电感和电容的影响，可以降低线损，提高输电效率。

此外，直流输电还具有较高的控制能力，能够有效地调节输电过程中的电流和电压。

与直流输电相比，交流输电技术具有成熟、稳定和广泛应用的优势。

交流输电的主要特点是在输电过程中可以通过变压器实现电压的升降，方便电能在不同地区之间的传输。

此外，交流输电的设备成本较低，维护更加方便，适用于大规模电网的建设。

二、超高压输电技术为了降低输电线损和提高输电效率，超高压输电技术应运而生。

超高压输电技术是指在1100千伏及以上的范围内进行电力传输的技术。

与常规的输电技术相比，超高压输电具有更低的电阻、电感和电容损耗，能够实现更远距离的电力传输。

超高压输电技术的核心是变压器技术的突破。

通过改进和创新变压器的设计和制造，实现高压转换和传输。

此外，超高压输电还需要解决输电线路的设计和材料等技术难题，以确保输电的可靠性和安全性。

超高压输电技术在全球范围内得到了广泛的应用。

例如，中国已经建成了世界上最长的直流输电线路——由西北地区的煤矿转变为东部沿海地区的电力交易。

超高压输电技术的发展将进一步提高能源利用效率，推动经济和社会的可持续发展。

三、光纤输电技术光纤输电技术是近年来新兴的远距离输电技术。

它利用光纤传输电能，通过光电转换设备将电能转化为光信号进行传输，然后再将光信号转化为电能。

光纤输电技术具有很高的传输效率和稳定性。

高中物理之电能的输送(远距离输电)知识点

高中物理之电能的输送（远距离输电）知识点1电路中电能损失电线上的功率损耗为P=I2R①可以通过两个途径减小输电损失。

减小输电线的电阻，应选用电阻率小的金属材料，还要尽可能的增大导线的横截面积。

②减小输电线中的电流。

，U必须是降在导线上的电压，电压不能用输电电压来计算。

2远距离输电一定要画出远距离输电的示意图来，包括发电机、两台变压器、输电线等效电阻和负载电阻。

并按照规范在图中标出相应的物理量符号。

一般设两个变压器的初、次级线圈的匝数分别为也应该采用相应的符号来表示。

从图中应该看出功率之间的关系是电压之间的关系电流之间的关系可见其中电流之间的关系最简单，中只要知道一个，另两个总和它相等。

因此电流往往是这类问题的突破口。

输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。

分析和计算时都必须用，而不能用。

分析输电线上的功率损失，由此得出结论：⑴减少输电线功率损失的途径是提高输电电压或增大输电导线的横截面积，当然选择前者。

⑵若输电线功率损失已经确定，那么升高输电电压能减小输电线截面积，从而节约大量金属材料和架设电线所需的钢材和水泥，还能少占用土地。

需要引起注意的是课本上强调：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。

规律方法一、解决变压器问题的常用方法解题思路1电压思路.变压器原、副线圈的电压之比为U1/U2=n1/n2;当变压器有多个副绕组时U1/n1=U2/n2=U3/n3=……解题思路2功率思路.理想变压器的输入、输出功率为P入=P出，即P1=P2；当变压器有多个副绕组时P1=P2+P3+……解题思路3电流思路.由I=P/U知，对只有一个副绕组的变压器有I1/I2=n2/n1;当变压器有多个副绕组时n1I1=n2I2+n3I3+……解题思路4（变压器动态问题）制约思路（1）电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比（n1/n2）一定时，输出电压U2由输入电压决定，即U2=n2U1/n1，可简述为“原制约副”。

电能的远距离传输PPT教学课件

则输出电压不变，A 错误；在电能输出过程中有：I＝UP，U 线＝IR 线，U3＝U2－U 线，因 P 变大，I 变大，所以 U 线变大，所以降压变压器初级电压 U3 变小，则降压变压器的输出电压变小，B 错误；由 P 线＝(UP)2R 线，因 P 变大，所以 P 线变大， C 正确；根据PP损＝UPP2R线＝PUR2线，因 P 变大，所以比值变大， D 正确．
高压直流输电
1.基本知识 (1)主要构造
整流站、直流线路和逆变站三部分．
(2)原理图：(如图 4－3－2 所示) 图 4－3－2
(3)高压直流输电的优点高压直流输电的过程是在高压交流输电的基础上完善而成的，它的主要优点有： ①节省材料，架设方便． ②不存在容抗和感抗引起的损耗． ③易于建设输电网，不需要考虑各发电机的同步问题．
2．思考判断 (1)高压直流输电系统有两次换流过程．(√) (2)跨越海峡输电常用直流输电．(√) (3)直流输电中的换流设备由于制造、价格等问题，影响了直流输电的推广．(√)
3．探究交流输电电压与输电线上损失的电压一样吗？
【提示】二者不同，输电电压由 P＝UI 决定，即 U＝ PI ，而输电导线上损失的电压 ΔU＝IR 线，ΔU 一般不超过输电电压的 10%或 15%.
高压交流输电
1.基本知识 (1)基本环节
(2)电路原理图：(如图 4－3－1 所示) 图 4－3－1
2．思考判断 (1)为减小远距离输电的损失可采取增大输送电流．(×) (2)在远距离输电线上的功率损失与输电线上电压损失的平方成正比．(√) (3)由 P＝UI 知，在输送功率一定的情况下，提高输电电压，同时输电电流一定减小．(√)
2．计算输电线上的电压损失的方法如图 4－3－4 所示，U 为发电厂的输出电压，P 为发电厂的输出功率，U′为用电设备两端的电压，P′为用电设备的输入功率，则输电线上损失的电压为 ΔU＝U－U′，且 ΔU ＝IR.

4.3电能的远距离传输详解

（1）25A 250V 150V （2）6250W
（3） 62.50W
9
提高输电电压，是减少电能损失的行之有效的办法
10
是不是输电电压越高越好？不是
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。
（逆变器、降压变压器）
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直流输电的基本过程
交流电
交流电力系统I(发电端）
整流站（升压、交流变直流）
高压直流电
远距离输送
交流电力系统II（用电端）
交流电
逆变站（直流变交流、降压）
发电环节和用电环节都是交流电，只有输电环节是直流电
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高压直流输电的优点：
1.经济，直流输电线材和电塔的结构都比交流输电简单。 2.稳定的直流输电不存在感抗和容抗引起的损耗。 3.直流输电时，不需要考虑电网中各台交流发电机的同步运行问题。
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交流输电系统的缺点：
交流电在输送时会产生感抗和容抗，引起电功率和电压损耗，而且输送的功率越大，感抗和容抗的抵抗作用越强，交流输电系统不能进行大功率输电。
因此，直流输电系统开始受到人们的重视！
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高压直流输电
主要结构：交流电力系统I 直流输电系统交流电力系统II
整流站
高压直流线路
逆变站
（升压变压器、整流器）
缺点是：直流输电的换流设备制造难，价格高。
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11
交流高压输电的基本过程
升压变压器发电站
用户
降压变压器
高压输电
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高压交流输电的基本原理图（重点）
发电站→升压变压器→高压输电线→降压变压器→用电单位

远距离输电知识点

远距离输电知识点
1. 远距离输电为啥会有电能损耗呀？就像你跑长跑会累一样，电在传输过程中也会有消耗呀！比如从发电站输送到几百公里外的城市。

2. 升高电压能减少电能损耗，这你知道不？好比你走楼梯，一步跨两级就会轻松一点，电也是这样，电压升高了，损耗就小啦！像西电东送工程就是用高电压来输电的。

3. 远距离输电的线路很重要哦！这就好比是道路，路不好走，车能跑得快吗？像那些老旧的输电线路就可能影响输电效果。

4. 变压器在远距离输电中可关键啦！它就像个神奇的转化器，能把电压变来变去。

你想想，如果没有它，电怎么能顺利到达不同地方呢？比如在小区里就会有变压器把电压变低供我们使用。

5. 远距离输电可不是随便弄弄的，要精心设计呢！这就像搭积木，得好好规划才能搭得稳呀！不同地区的输电方案都得量身定制呢。

6. 我们能用上远方送来的电，真得感谢远距离输电技术呀！这是不是很了不起？就像你收到远方朋友寄来的礼物一样惊喜！它让我们的生活变得更便利啦！
我的观点结论：远距离输电真的太重要了，它让电能够跨越距离，为我们的生活提供源源不断的能量！。

远距离输电知识点

远距离输电知识点在现代社会中，电能的传输和分配是至关重要的。

远距离输电技术使得电能能够从发电厂高效、稳定地输送到远方的用户端，满足人们生产和生活的用电需求。

接下来，让我们一起深入了解一下远距离输电的相关知识点。

首先，我们要明白为什么需要远距离输电。

随着社会的发展，能源分布和用电需求往往存在地域上的不均衡。

大型发电厂通常建在能源资源丰富的地区，比如煤炭产区、水力资源丰富的河流附近或者风能充足的区域。

而用电负荷中心则可能在远离这些能源产地的大城市或工业区。

为了将电能从能源产地输送到用电中心，就必须依靠远距离输电技术。

在远距离输电中，有几个关键的概念和因素需要掌握。

一是输电电压。

输电电压的高低直接影响着输电的效率和成本。

提高输电电压可以降低输电线路中的电流，从而减少线路上的电能损耗。

这是因为电能在输电线路上的损耗主要是由电流通过电阻产生的热效应造成的。

根据焦耳定律，电流越大，电阻上产生的热量就越多，电能损耗也就越大。

所以，通过提高电压、降低电流，可以显著减少输电过程中的能量损失。

二是输电线路的电阻。

输电线路通常由金属导线构成，具有一定的电阻。

电阻的大小与导线的材料、长度、横截面积等因素有关。

为了降低电阻，在实际工程中会选用电阻率较小的材料，比如铜或者铝来制造导线。

同时，增加导线的横截面积也可以减小电阻，但这会增加导线的成本和重量。

三是变压器的作用。

变压器在远距离输电中起着关键的作用。

在发电厂，电能通过升压变压器将电压升高，以便在输电线路上进行远距离传输。

到达用电地区后，再通过降压变压器将电压降低，以供用户使用。

变压器的工作原理是基于电磁感应，通过改变线圈的匝数比来实现电压的变换。

四是无功功率和有功功率。

有功功率是实际用于做功的功率，比如驱动电机、照明等。

无功功率则是用于建立磁场和电场的功率，虽然它不直接做功，但对于维持电力系统的稳定运行是必不可少的。

在远距离输电中，要合理控制无功功率的流动，以提高输电效率和系统的稳定性。

为什么要升高电压进行远距离输电

1、为什么要升高电压进行远距离输电？答：远距离传输的电能一般是三相正弦交流电，输送的功率可用P=√3UI计算。

从公式可看出，如果传输的功率不变，电压愈高，则电流愈小，这样就可以选用截面较小的导线，节省有色金属。

在输送功率的过程中，电流通过导线会产生一定的功率损耗和电压降，如果电流减小，功率损耗和电压降会随着电流的减小而降低。

所以，提高输送电压后，选择适当的导线，不仅可以提高输送功率，而且可以降低线路中的功率损耗并改善电压质量。

2、变压器有载调压装置动作失灵是什么原因造成的？答：有载调压装置动作失灵的原因有：A、操作电源电压消失或过低；B、电机绕组断线烧毁，起动电机失压；C、联锁触点接触不良；D、传动机构脱扣及销子脱落。

3、电力系统中产生铁磁谐振过电压的原因是什么？答：产生铁磁谐振过电夺的原因是由于铁磁元件的磁路饱和而造成非线性励磁引起的。

当系统安装的电压互感器伏安特性较差时，系统电压升高，通过电压互感器铁芯的励磁电流超过额定励磁电流，使铁芯饱和，电感呈现非线性，它与系统中的电容构成振荡回路后可激发为铁磁谐振过电压。

4、试述金属氧化物避雷器保护性能的优点？答：金属氧化物避雷器与普阀FZ和FCZ的磁吹避雷器相比有以下优点：A、氧化物避雷器无串联间隙，动作快，伏安特性平坦，残压低，不产生截波。

B、金属氧化物阀片允许通流能力大、体积小、质量小，且结构简单。

C、续流极小。

D、伏安特性对称，对正极性，负极性过电压保护水平相同。

5、什么叫绝缘的介质损失？测量介质损失有什么意义？答：电气设备的绝缘在交流电压作用下大都表现为容性阻抗，但并不是纯容性，其有功功率损失部分统称为绝缘的介质损失。

绝缘受潮后有功功率损失明显增大，因此对大部分电气设备通过检测介质损失，可以检查出绝缘是否受潮。

6、测量绝缘电阻的作用是什么？答：测量电气设备绝缘电阻是检查其绝缘状态最简便的辅助方法。

由所测绝缘电阻能发现电气设备导电部分影响绝缘的异物，绝缘局部或整体受潮和脏污，绝缘油严重劣化、绝缘击穿和严重热老化等缺陷。

电能的远距离传输

(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
A.功率损失是原来的 C.电压损失是原来的 1
BC
B.功率损失是原来的 1
n
1
n2
(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.
选项 A 正确；
由 P ＝I R
2
P 2 ·R 线＝ U 2
1 ，线可知，输电线上的功率损耗减为原来的 2 500
C 选项正确；
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 AC
2.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
第4章——
第3讲
电能的远距离传输
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＝ I2R ，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，只能采取减小导线中电流的方法.
2.电压损失：在输送电功率不变的前提下，要减少电压损失，只能采取减小输电电流的方法，或减小输电线电阻的方法.

高三物理远距离输送电

I 2 n 2, n2 I2
Ir I2 I1
四、远距离输送电示意图
038.08年广东佛山市教学质量检测（一）12
12．2007年11月8日，工程规模仅次于长江三峡，位居全国第二位、世界第三位的金沙江溪洛渡水电站截流成功，标志着“西电东送”工程又迈出了坚实的一步。下列有关发电与送电的说法中正确的是 ( CD ) A．水电站截流筑坝有利于储蓄水的内能，提高发电能力
gk003.2008年高考理综北京卷23
23.（18分）风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。风力发电机是将风能（气流的动能）
转化为电能的装置，其主要部件包括风轮机、齿轮
箱，发电机等。如图所示。（1）利用总电阻R=10Ω 的线路向外输送风力发电
r
风轮机叶片齿轮箱与发电机
机产生的电能。输送功率
二、输电线上的功率损失
P1 L 1 Pr I r r U S U 2 S 1 1
2 2
输电线上的功率损失和电压损失要特别注意:
分析和计算时都必须用 Pr I r2r ,
2 U 而不能用 P 1 r r
Ur Ir r
,
。
由此得出的结论： ⑴减少输电线功率损失的途径是提高输电电压或增大输电导线的横截面积。两者相比，当然选择前者。 ⑵若输电线功率损失已经确定，那么升高输电电压能减小输电线截面积，从而节约大量金属材料和架设电线所需的钢材和水泥，还能少占用土地。
电线路总电阻是6，
（1）若采用380V输电，求输电线路损耗的功率；（ 2 ）若改用 5000V 高压输电，用户端利用 n1:n2 ＝ 22:1的变压器降压，求用户得到的电压。解：（1）输电线上的电流强度为

电能的远距离输送课件-高二下学期物理鲁科版(2019)选择性必修第二册

U 2 n2
P3 U3
n3
P4 U
4
n4
降压变压器
U 3 n3

两个变压器，三个回路 U 4 n4
用
户
三、远距离输电电路分析
1、功率关系：①升压变压器： P1=P2
③传输过程：P2=∆P+P3
2、电压关系：①升压变压器：
③传输过程：U2=∆U+U3
②降压变压器：P3=P4
②降压变压器：
一、采用高压输电的原因
在 100 km 左右时采用 110 kV 的电压输电
在我国
在100至300 km 时则采用 220 kV 的电压
更远距离采用更高电压输电
输电电压为110 kV、220 kV 的线路
高压输电线路
输电电压为330kV、550kV乃至750kV的线路
超高压输电线路
输电交流电压为1000kV及以上的线路
其原、副线圈的匝数比为1∶10，电流表的示数为1 A，
输电线的总电阻为10 Ω，下列说法错误的是(
)A.输电
线中电流的有效值为10 AB.升压变压器的输出电压U2＝2
kVC.用户获得的功率为19 kWD.将P下移，用户获得的电
压将增大
典型例题
例4.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。
开关S闭合后与闭合前相比，下列说法中正确的是(
)
A.升压变压器的输入电压增大B.降压变压器的输出电流减小C.输
电线上损耗的电压增大D.输电线上损耗的功率占总功率的比例减
小
典型例题
针对练习3.为应对“新型冠状病毒”冬季可能爆发的流行态势，某医疗组织准备筹

高中物理学案远距离输电

3.4 远距离输电【学习目标】1．知道电能输送的基本要求及电网供电的优点。

2．知道远距离输电时输电线上电能的损耗与哪些因素有关。

3．理解减小电能损耗的两个途径以及高压输电的原理。

4．知道远距离输电的典型电路，能利用变压器和电路的规律解决远距离输电问题。

【知识梳理】知识点一远距离输电中的电功率和电压损耗1．输电线上的功率损耗与电压损耗ΔP＝I2rΔU＝Ir其中，I为输电电流，r为输电线的电阻。

2．降低输电损耗的两个途径(1)减小输电线的电阻：在输电导线长度L一定的情况下，为了减小电阻，应当选用电阻率小、横截面积大的导线。

(2)减小输电导线中的电流：为减小输电电流，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电电压。

[初试小题]1．判断正误。

(1)一般情况下高压输电的导线是铜铝合金而不是银，原因是同种情况下，使用银材料输电线损失的功率大。

( )(2)现实中通常主要用增加导线的横截面积来减小输电损耗。

( )(3)远距离输电时，输电电压越高越好。

( )2．[多选]远距离输送交变电流都采用高压输电，我国正在研究用远高于330 kV的电压进行输电，采用高压输电的优点是()A．可节省输电线的材料B．可根据需要调节交变电流的频率C．可减少输电线上的电功率损失D．可加快输电的速度知识点二高压交流输电直流输电[情境导学]某发电站向远处送电的示意图如图所示。

发电站一端和用户一端的变压器作用各是什么？提示：发电站一端的变压器是升压变压器，把电压升高用于远距离输电；用户一端的变压器是降压变压器，把电压降低供用户使用。

1．远距离输电基本原理在发电站内用升压变压器升压，然后进行远距离输电，在用电区域通过降压变压器降到所需的电压。

2．电网输电的优点(1)确保电能输送的经济可靠。

(2)调剂不同地区的电力供需，提高电力使用的经济效益。

3．直流输电的优点(1)导线对于稳定的电流只有电阻作用而没有电感作用。

(2)不需要发电机同步运行。

远距离输电原理

远距离输电原理远距离输电是指通过输电线路将发电厂产生的电能远距离传输到需要用电的地方。

远距离输电原理是基于电磁感应和电场作用的物理原理，通过合理设计输电线路和设备，实现高效、稳定的电能传输。

远距离输电技术在现代电力系统中起着至关重要的作用，对于提高电网的可靠性和经济性具有重要意义。

首先，远距离输电原理的核心是利用电磁感应现象实现电能传输。

当输电线路中有电流通过时，就会产生磁场。

如果在该磁场中放置一个导体回路，根据法拉第电磁感应定律，导体中就会产生感应电动势，从而实现电能的传输。

这种原理被广泛应用于交流输电系统中，通过变压器将输电线路上的高压电能转换成适合配电的低压电能。

其次，远距离输电还涉及到电场的作用。

在输电线路中，电能是通过电场作用来传输的。

电场是由电荷产生的，当电流通过输电线路时，就会在周围形成电场。

电能会沿着电场的方向传输，最终到达需要用电的地方。

因此，合理设计输电线路的布局和结构，可以有效地控制电场的分布，提高电能的传输效率和稳定性。

此外，远距离输电原理还涉及到输电线路的参数和特性。

输电线路的参数包括电阻、电感和电容等，这些参数会影响电能的传输效果。

合理选择输电线路的导线材料、断面积和绝缘材料，可以降低线路的电阻和损耗，提高输电效率。

同时，合理设计输电线路的参数，可以减小电感和电容对电能传输的影响，保证电能的稳定传输。

总的来说，远距离输电原理是基于电磁感应和电场作用的物理原理，通过合理设计输电线路和设备，实现高效、稳定的电能传输。

在现代电力系统中，远距离输电技术的发展对于提高电网的可靠性和经济性具有重要意义。

通过不断的技术创新和改进，远距离输电技术将会在未来发挥更加重要的作用，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。

【精品】远距离输电

【关键字】精品第七节远距离输电1．了解输电的过程及输电过程中优先考虑的问题．2．掌握输电过程中降低输电损耗的两个途径．3．了解能源危机，树立节约能源，合理利用能源的意识．1．输电过程中电能损失的主要原因是输电线上电阻由于发热而引起的，其计算方法是Q＝I2R线t．2．在输送电能的过程中，由于导线有电阻，电流通过时，必然会因发热而损失一定的电能．根据导线的发热功率P＝I2R可知，输电过程中，减少电能损失的方法有两种：一种是减小导线的电阻，另一种是减小输电导线的电流，在保证输送功率不变的前提下，只有提高输电电压，才能减小输电电流．这就是通常采用高压进行远距离输电的道理．3．电路中电能损失ΔP＝I2R＝R，最好不用来算，当用此式时，U必须是输电导线上的电压降，而不能用输电电压来计算．输电技术的发展历史(一)关于电能的输送方式，是采用直流输电还是交流输电，在历史上曾引起过很大的争论．美国发明家爱迪生、英国物理学家开尔文都极力主张采用直流，而美国发明家威斯汀豪斯和英国费朗蒂则主张采用交流输电．输电技术的发展历史(二)在早期，工程师们主要致力于研究直流电，发电站的供电范围也很有限，而且主要用于照明还未用于工业动力．例如，1882年爱迪生电气照明公司(创建于1878年)在伦敦建立了第一座发电站，安装了三台110 V“巨汉”号直流发电机，这是爱迪生于1880年研制的，这种发电机可以为1500年16 W的白炽灯供电．输电技术的发展历史(三)但是随着科学技术和工业生产发展的需要，电力技术在通信、运输、动力等方面逐渐得到广泛应用，社会对电力需求也急剧增大．由于用户的电压不能太高，要输送一定的功率，就要加大电流．而电流越大，输电线路发热就越厉害，损失的功率就越多，而且电流太大，损失在输电导线上的电压也大，使用户得到的电压降低，离发电站越远的用户，得到的电压越低．直流输电的弊端，限制了电力的应用，督促人们探讨用交流输电的问题．输电技术的发展历史(四)爱迪生虽然是一个伟大的发明家，但是他没有受过正规教育缺乏理论知识，难以解决交流电涉及到的数学运算，阻碍了他对交流电的理解，所以在交、直流输电的争论中，他成了保守势力的代表，爱迪生认为交流电危险，不如直流电安全，他还打比方说，沿街道铺设交流电缆，简直等于埋上了地雷，并且邀请人们和新闻记者，观看用高压交流电击死野狗、野猫的实验，那时纽约州法院通过了一项法令，用电刑执行死刑，行刑用的电椅就通以高压交流电，这正好帮了爱迪生的大忙．输电技术的发展历史(五)但为了减少输电线路中电能的损失，只能提高电压，在发电站将电压升高，到用户地区再把电压降下来，这样就能在低损耗的情况下，达到远距离输电的目的．而要改变电压，只有采用交流输电才行.1888年，费朗蒂则设计的伦敦泰晤士河畔的大型交流电站开始输电，他用钢皮电缆将1万伏的交流电送往相距10公里外的市区变电站，在这里降为2 500 V，再分送到各街区的二级变压器，降为100 V供用户照明．输电技术的发展历史(六)其后，俄国的多利沃布罗沃斯基又于1880年最先制出了功率为100 W的三相交流发电机，并被德国、美国推广使用．事实成功证实了高压交流输电的优越性．并在全世界范围内迅速推广．随着科学的发展，为了解决交流输电存在的问题，寻求更合理的输电方式，人们现在又开始了采用直流超高压输电．输电技术的发展历史(七)但这并不是简单地恢复到爱迪生时代的那种直流输电，发电站发出的电和用户用的电仍然是交流电，只是在远距离输电中，采用换流设备，把交流高压变为直流高压，这样做可以把交流输电用的3条电线减为2条，大大节约了输电导线，目前最长的架空直流线路是莫桑比克的卡布拉巴萨水电站到阿扎尼亚的线路，长1 414公里，输电电压为50万伏，可输电220万千瓦．一、单项选择题1．关于电能输送的以下分析，正确的是(C)A．由公式P＝知，输电电压越高，输电线上功率损失越大B．由公式P＝知，输电导线电阻越大，输电线上功率损失越少C．由公式P＝I2R知，输电电流越大，输电线上功率损失越大D．由公式P＝UI知，输电线上的功率损失与电流成正比解析：输电线上损失的功率P损＝I2R线＝，公式中的U损指输电线上(即电阻R线)的分压，而不是输电电压，A、B两项错；公式P＝UI是电源提供的总电功率，而不是输电线上损失的电功率，D项错．2．中国已投产运行的1 000 kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原来用500 kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为(A)A. B. C．2P D．4P解析：在高压输电中，设输送电功率为P′，输电电压为U，输电线电阻为R，则输电线上损耗的电功率为P＝R，当输电电压升为原来的2倍时，输电线损耗的电功率变为原来的，故选A.3．分别用U1＝U和U2＝kU两种电压输送电能，若输送的功率相同，导线上损失的功率也相同，导线的长度和材料也相同，则在两种情况下导线的横截面积之比为S1∶S2等于(C) A．k∶1 B．1∶k C．k2∶1 D．1∶k2解析：由P损＝知损失的功率相同时，导线的横截面积之比与电压的平方成反比．4．(2014·浙江卷)如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I2.则(A)A．用户端的电压为B．输电线上的电压降为UC．理想变压器的输入功率为IrD．输电线路上损失的电功率为I1U解析：本题考查远距离输电，难度较小．根据理想变压器的特点，I1U1＝I2U2，则U2＝，A正确．输电线路的电压降(电压损失)为ΔU＝I1r，损失的电功率为ΔP＝I1ΔU＝Ir；变压器原线圈输入功率为I1U1.选项BCD错误，A正确．二、多项选择题5．理想变压器的原、副线圈匝数比n1∶n2＝10∶1，只有一个副线圈，原线圈两端接交流电源，已知电阻R＝5 Ω，电压表V的读数为100 V, 则(BC)A ．原、副线圈中电流频率之比f1∶f2＝10∶1B ．电流表A2的读数2 AC ．电流表A1的读数0.2 AD ．变压器的输入功率为200 W解析：原、副线圈中电流频率相等，变压器的输入功率为20 W ．A 、D 错误．6．关于远距离输电，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是(CD)A ．升压变压器原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B ．输电线路中的电流只由升压变压器的匝数比决定C ．当用户消耗的总功率增大时，输电线上损失的功率增大D ．升压变压器的输出电压不等于降压变压器的输入电压解析：因输入功率等于输出功率，而发电机输出的电压不变，所以选项A 、B 错误；当用户消耗的总功率增大时，输电线中的电流增大，根据P ＝I 2R ，输电线上损耗的功率增大，选项C 正确；因为输电线上也有电压损失，所以升压变压器输出电压不等于降压变压器的输入电压，选项D 正确．7．远距离输送一定功率的交变电流，若送电电压提高到n 倍，则输电导线上(AC )A ．电能损失为原来的1n 2倍B ．电压损失为原来的1n2倍 C ．电能损失减少n 2－1n2倍 D ．电能损失减少了n －1倍解析：由P 耗＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2R 线知A 对，再由电能损失减少量是P 损⎝ ⎛⎭⎪⎫1－1n 2可知C 对．由I ＝P U ，知电压提高到n 倍，则电流为原来的1n倍，所以电压的损失是原来的1n，所以B 、D 错误．8．远距离输电时，在输送功率不变的条件下，则在输电线上的功率损失(AD )A ．随输电线电阻的增大而增大B ．与输送电压的平方成正比C ．与输电线上电压损失的平方成反比D ．与输电电流的平方成正比解析：由P 耗＝I 2R 线知A 、D 正确．9．某小型水电站的电能输送示意图如下．发电机的输出电压为220 V ，输电线总电阻为r ，升压变压器原、副线圈匝数分别为n 1、n 2.降压变压器原、副线匝数分别为n 3、n 4(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(AD )A.n 2n 1＞n 3n 4B.n 2n 1＜n 3n 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解析：根据变压器工作原理可知n 1n 2＝220U 2，n 3n 4＝U 3220.由于输电线上损失一部分电压，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，有U 2＞U 3，所以n 2n 1＞n 3n 4，A 正确，B 和C 不正确．升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线损失功率，D 正确．三、非选择题(按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位．)10．某小型实验水电站输出功率是20 kW ，输电线路总电阻是6 Ω.(1)若采用380 V 输电，求输电线路损耗的功率．(2)若改用5 000 V 高压输电，用户端利用n 1∶n 2＝22∶1的变压器降压，求用户得到的电压．解析：(1)输电线上的电流强度为I ＝P U ＝20×103380A ＝52.63 A ，输电线路损耗的功率为P损＝I 2R ＝52.632×6 W ≈16 620 W ＝16.62 kW.(2)改用高压输电后，输电线上的电流强度变为I ′＝P U ′＝20×1035 000 A ＝4 A用户端在变压器降压前获得的电压U 1＝U －I ′R ＝(5 000－4×6)V ＝4 976 V根据U 1U 2＝n 1n 2用户得到的电压为U 2＝n 2n 1U 1＝122×4 976 V ＝226.18 V . 答案：(1)16.62 kW (2)226.18 V11．在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失．有一个小水电站，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 .(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？解析：(1)由于输送功率为P ＝500 kW ，一昼夜输送电能E ＝Pt ＝12 000度，终点得到的电能E ′＝7 200度，因此效率η＝60%.输电线上的电流可由I ＝P U计算，为I ＝100 A ，而输电线损耗功率可由P r ＝I 2r 计算，其中P r ＝4 80024kW ＝200 kW ，因此可求得r ＝20 Ω. (2)输电线上损耗功率P r ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2r ∝1U 2，原来P r ＝200 kW ，现在要求P r ′＝10 kW ，计算可得输电电压应调节为U ′＝22.4 kV .答案：(1)η＝60% 20 Ω (2)22.4 kV12．发电机输出功率为40 kW ，输出电压400 V ，用变压比(原、副线圈匝数比)为1∶5的变压器升压后向远处供电，输电线的总电阻为5 Ω，到达用户后再用变压器降为220 V ，求：(1)输电线上损失的电功率是多少？(2)降压变压器的变压比是多少？解析：(1)发电机输出的电压为400 V ，经升压变压器后电压为U ＝51×400 V ＝2.0×103 V ，由P ＝UI 得输电线上的电流I ＝P U ＝40×1032.0×103 A ＝20 A.输电线上的功率损失：ΔP ＝I 2·R ＝202×5 W ＝2.0×103 W.(2)输电线上的电压损失：ΔU ＝I ·R ＝20×5 V ＝100 V .加在降压变压器原线圈两端的电压：U 1＝U －ΔU ＝2.0×103 V －100 V ＝1.9×103 V . 降压变压器副线圈两端的电压(用户所需的电压) U 2＝220 V .降压变压器的变压比n 1n 2＝U 1U 2＝1.9×103220＝9511. 答案：(1)2.0×103 W (2)95∶11此文档是由网络收集并进行重新排版整理.word 可编辑版本！。

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