远距离输电技术
《远距离输电》课件
交流输电是将电流以交变方向传输的方式， 具有灵活性和低成本等优势。
远距离输电的优势
1 降低能源损失
2 提高电网稳定性
远距离输电可以减少能源在输电过程中的 损失，提高能源利用效率。
通过远距离输电，可以连接不同区域的电 力系统，提高电网稳定性和可靠性。
远距离输电的挑战
1 技术挑战
2 建设成本
远距离输电需要解决电流损耗、电压损耗、 电磁干扰等技术难题。
结论
远距离输电是实现能源高效利用和电力网可持续发展的关键领域，需要克服 技术挑战，加大投入，推动其发展。
远距离输电需要建设大批输电线路和变电 站，投资成本较高。
远距离输电的现状输电项目，包括长江三峡-广东、西北送东北等。
2 国外发展
国外如美国、俄罗斯等国也在积极发展远距离输电技术，并取得了一定成果。
远距离输电的前景
随着能源需求的增长和电力网国际互联的趋势，远距离输电将发挥越来越重 要的作用，具有广阔的发展前景。
《远距离输电》PPT课件
在这个PPT课件中，我们将深入探讨远距离输电的定义、输电方式以及远距 离输电的优势、挑战、现状与前景，让您对这一领域有更深入的了解。
远距离输电的定义
远距离输电是指将电能从发电厂送达远处的消费地点的过程。它通常需要跨越数百公里的距离。
输电方式
1 直流输电
2 交流输电
直流输电是将电流以单一方向传输的方式， 能够减少输电损失。
高中物理远距离输电
第四节 远距离输电一、 输电过程(如图所示)二、输送电流(1)I ＝P U ；(2)I ＝U －U ′R. 三、输电导线上的能量损失和电压损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为Q ＝I 2Rt . 1、电压损失 ：(1)ΔU ＝U －U ′；(2)ΔU ＝IR .2、 功率损失：(1)ΔP ＝P －P ′；(2)ΔP ＝I 2R ＝(P U)2R 3、 降低输电损耗的两个途径(1)减小输电线的电阻，由电阻定律R ＝ρl S可知，在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，应采用电阻率小的材料，也可以增加导线的横截面积．(2)减小输电导线中的输电电流，由P ＝UI 可知，当输送功率一定时，提高输电电压，可以减小输电电流．四、 远距离输电的处理思路对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”，或按从“用电器”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析． 五、 远距离高压输电的几个基本关系(以图为例)(1)功率关系：P 1＝P 2，P 3＝P 4，P 2＝P 损＋P 3.(2)电压、电流关系：U 1U 2＝n 1n 2＝I 2I 1，U 3U 4＝n 3n 4＝I 4I 3，U 2＝ΔU ＋U 3，I 2＝I 3＝I 线． (3)输电电流：I 线＝P 2U 2＝P 3U 3＝U 2－U 3R 线.(4)输电线上损耗的电功率：P 损＝I 线ΔU ＝I 2线R 线＝(P 2U 2)2R 线． 在远距离输电问题中，计算线路功率的损耗时 应用P 损＝I 2线R 线，其原因是I 线可以由公式P 输入＝I 线U 输入求出，而P 损＝U 线I 线和P 损＝U 2线R 线则不常用，其原因是在一般情况下，U 线不易求出，且易将U线和U输入相混而造成错误．典例分析：例1、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，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，不考虑其他因素的影响．则( )A．送电电流变为原来的2倍 B．输电线上降落的电压将变为原来的2倍C．输电线上降落的电压将变为原来的12D．输电线上损耗的电功率将变为原来的12例2、在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所用导线电阻率为ρ，横截面积为S，总长度为l，输电线损失的电功率为P′，用户得到的电功率为P用，则下列关系式中正确的是( )A．P′＝U2Sρl B．P′＝P2ρlU2SC．P用＝P－U2SρlD．P用＝P(1－PρlU2S)例3、远距离输送一定功率的交变电流，若输送电压升高为原来的n倍，关于输电线上由电阻造成的电压损失和功率损失的说法中，正确的是( )A．输电线上的电功率损失是原来的1/n；B．输电线上的电功率损失是原来的1/n2；C．输电线上的电压损失是原来的1/n； D．输电线上的电压损失是原来的n倍例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，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增大例5、一座小型发电站的输出功率是20 kW，输电线路总电阻是5 Ω.(1)若输电电压是400 V，输电线路损耗的功率是多少？(2)若改用5000 V高压输电，用户端利用n1∶n2＝22∶1的变压器降压，用户得到的电压是多少？例6、一台发电机输出的电功率为100kw，输出电压为250v，先欲向远处输电，若输电线总电阻为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%，要向用户输送200v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？课堂针对练习：1、在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么( )A ．输电线路上损失的电压与输送电流成正比B ．输电的电压越高，输电线路上损失的电压越大C ．输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比D ．输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比2、通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P ，原线圈的电压U 保持不变，输电线路的总电阻为R .当副线圈与原线圈的匝数比为k 时，线路损耗的电功率为P 1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk ，线路损耗的电功率为P 2，则P 1和P 2P 1分别为( ) A.PR kU ，1n B ．(P kU )2R ，1n C.PR kU ，1n 2 D ．(P kU )2R ，1n2 3、某发电厂原来用11kV 的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到220kV 输电，输送的电功率都是P ，若输电线路的电阻为R ，则下列说法中正确的是（ ） A. 据公式U P I /=，提高电压后输电线上的电流降为原来的1/20 B. 据公式R U I /=，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍 C. 据公式R I P 2=，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的1/400D. 据公式R U P /2=，提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来的400倍4、为消除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰．若在正常供电时，高压线上送电电压为U ，电流为I ，热耗功率为P ；除冰时，输电线上的热耗功率需变为9P ，则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)( )A ．输电电流为3IB ．输电电流为9IC ．输电电压为3UD ．输电电压为13U5、有一台内阻为Ω1的发电机，供给一个学校用电，升压变压器的匝数比4:1，降压变压器的匝数比1:4，输电线总电阻是Ω4，全校共有22个教室，每个教室有“220V 40W ”的电灯6盏，若要保证全部电灯正常发光，则： （1）发电机的输出功率应是多大？ （2）发电机的电动势是多大？ （3）输电效率是多大？6、在离用电单位的较远处建了一座小型的水电站，发电机输出功率为5kW ，输出电压为220V ，输电线的电阻Ω12，允许输电线路损耗功率为输送功率的6%，用电单位所需的电压为220V ，根据上述条件：（1）画出供电的电路示意图；（2）计算所用的升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比各是多少？（设变压器为理想变压器）课后巩固练习：1、关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是( )A．由功率P＝U2/R，应降低输电电压，增大导线电阻B．由P＝IU，应低电压小电流输电C．由P＝I2R，应减小导线电阻或减小输电电流D．上述说法均不对2、一小水电站，输出的电功率为20kW，输电线总电阻为Ω5.0，如果先用400V电压输送，后又改用2000V电压输送，则输送电压提高后，输电导线上损失的电功率的变化情况是（）A. 减小50WB. 减少1200WC. 减少61068.7⨯W D. 增大61068.7⨯W3、发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至用户的输电导线的总电阻为R，通过输电导线的电流为I，输电线末端的电压为U2，下面选项表示输电导线上损耗的功率的是( )A.U21RB.U1－U22RC．I2R D．I(U1－U2)4．远距离输电，原来用电压U0输电，在输电线上损失的电功率为P0，现在要使输电线上损失的电功率减少到原来的1/10，则输电电压应为( )A．100 U0 B.10 U0 C．U0/10 D．U0/1005、水电站向小山村输电，输送电功率为50 kW，若以1100 V送电，则线路损失为10 kW，若以3300V送电，则线路损失可降为( )A．3.3 kW B．1.1 kW C．30 kW D．11 kW6、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 AB．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 kWD．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7、某交流发电机输出功率为5×105 W，输出电压为U=1.0×103 V，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）8、小型水利发电站的发电机输出功率为24.5 kW，输出电压为350 V，输电线总电阻为4Ω，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为220 V，所以在用户处需安装降压变压器．输电电路图如图所示，求：(1)输电线上的电流．(2)升压变压器的原、副线圈的匝数之比．(3)降压变压器的原、副线圈的匝数之比．。
特高压输电技术
特高压输电技术特高压输电技术是一项能够实现远距离输电的重要技术，它以其高电压、高效率和低损耗的特点，正在成为现代电力系统中的重要组成部分。
本文将从特高压输电技术的原理、应用和发展前景等方面进行阐述。
一、特高压输电技术的原理特高压输电技术是指采用极高的输电电压进行远距离输电的技术，其核心原理是利用高电压降低输电线路上的电流，从而降低传输损耗和线路成本。
相比于传统的输电技术，特高压输电技术具有以下几个特点：1. 高电压：特高压输电技术采用超过1000千伏的高电压进行输电，相较于通常采用的500千伏输电电压，电流相应减小一半，从而降低了传输损耗和线路压降。
2. 高效率：特高压输电技术采用了直流输电方式，相较于交流输电方式，直流输电具有更高的输电效率。
此外，特高压输电技术还能够实现多线路并行输电，进一步提高了输电效率。
3. 低损耗：由于采用了高电压和直流输电方式，特高压输电技术能够降低电阻损耗、感应损耗和电容损耗，从而减少了电能的损失和物料的消耗。
二、特高压输电技术的应用特高压输电技术目前已经广泛应用于各个国家的电力系统中，其应用领域包括远距离输电、风电、太阳能等可再生能源的集中接入以及智能电网的建设等方面。
1. 远距离输电：特高压输电技术能够实现长距离的电能输送，有效解决了远离能源中心地区的能源短缺问题。
通过特高压输电线路，能够将发电站产生的电能迅速传输到远离发电站的用电负荷中心，满足远距离电力输送的需求。
2. 可再生能源集中接入：随着可再生能源的发展，特高压输电技术成为其大规模集中接入电网的关键技术。
特高压输电技术能够将集中分布的可再生能源的电能汇集起来，并高效地传输到用电负荷中心，实现可持续能源的大规模利用。
3. 智能电网的建设：特高压输电技术也是智能电网建设中不可或缺的一部分。
特高压输电线路的建设适应了智能电网对大容量、高效率、低损耗的要求，能够优化电网结构，提高电网的可靠性和稳定性。
三、特高压输电技术的发展前景特高压输电技术作为一项成熟的高端技术，正在逐步应用于全球各个国家的电力系统中。
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。
特高压交流输电技术发展现状
特高压交流输电技术发展现状特高压交流输电技术是一种用于远距离输电的高压输电技术，其特点是输电距离远、输电功率大、输电损耗小。
特高压交流输电技术发展迅猛，已经成为当今世界上最先进的输电技术之一。
本文将从特高压交流输电技术的发展历程、现状及未来发展趋势三个方面进行探讨。
一、发展历程特高压交流输电技术的发展历程可以追溯到20世纪初。
当时，发电厂与用电地点的距离不断增大，传统的110kV、220kV输电线路已经不能满足需求，迫切需要一种更高电压等级的输电技术。
1928年，世界上第一条超高压（即特高压）输电线路——美国卡姆登至贝格姆特的345kV交流输电线路建成，标志着特高压交流输电技术的诞生。
此后，各国纷纷投入特高压交流输电技术的研究和实践。
随着电力系统的发展和输电距离的增加，特高压交流输电技术逐渐成为远距离输电的首选技术。
二、现状目前，特高压交流输电技术已经非常成熟，并且在全球范围内得到了广泛应用。
中国自2009年以来就先后建成了多条特高压输电工程，其中以西北至华东特高压交流输电工程、扬中至南京特高压直流输电工程等为代表。
这些工程不仅为中国电力系统的升级换代提供了有力支撑，更极大地推动了我国电力工业的技术创新和模式转型。
在国际上，俄罗斯、美国、巴西、印度等许多国家也纷纷启动了特高压交流输电工程的建设。
特高压交流输电技术已经成为世界范围内输电技术的主流。
特高压交流输电技术的发展现状主要表现在以下几个方面：1.技术水平稳步提升。
特高压交流输电技术的核心在于输电线路和变电设备。
目前，特高压输电线路的工作电压等级已经达到1100kV，并且具备了超过10GW的输电功率能力。
变电站设备的技术水平也不断提高，已经能够满足特高压输电系统的稳定运行和故障处理需求。
2.工程建设规模不断扩大。
随着技术的提升，特高压输电工程的规模不断扩大。
现在已经出现了数千公里长的特高压输电线路，使得大气污染等环保问题得到了有效的缓解。
特高压输电系统还能够处理复杂的电磁环境和极端天气等情况，确保了系统的可靠性和稳定性。
电气工程基础_第六章远距离大容量输电
当线路输送功率不等于自然功率时，可以通过调节无功 补偿装置来维持线路末端电压与首端电压相等。但这种集中 补偿不能消除沿线各点的电压偏离额定值。在这种情况下， 线路中点的电压偏移最为严重。 U P Pn P Pn UN P Pn
1 I 1 U
2 I 2 U
0
l
首末端电压相等时，线路电压 与传输功率的关系
稳定性可以认为是电力系统在遭受外部扰 动下发电机之间维持同步运行的能力。 静态稳定是指系统受到小扰动（如负荷波 动引起的扰动等）后的稳定性。 暂态稳定是指系统受到大扰动（如发电机 或输电线路突然故障）后的稳定性。
5.3.1 简单电力系统的静稳极限
G U
接线图
q X E d
G U
等值电路
Xl
q E
等值电路
一台发电机经变压器、输电线路与无限大容量系统并 联运行的简单电力系统接线图，这种系统又称为单机--无 限大系统。
所谓无限大是指受端系统的容量比送端发电机的容量大得 多，以致在该发电机输送任何功率的情况下，受端电压U的大小 和相位均可以认为是恒定的。 忽略发电机电枢绕组损耗，发电机输出的电磁功率为 PE UI cos
为了提高电力系统的稳定运行水平，可以采用：
1、加入串、并联补偿装置、自动调节装置等控制
手段。 2、高压直流输电技术。 3、灵活交流输电方式。
5.2 远距离输电线路的功率传输特性
5.2.1远距离输电线路的基本方程
2 I 2 U
输电线路中任意点的电压和电流与末端电压和 电流的关系如：
x U 2 cosh kx Z c I 2 sinh kx U 2 U 2 cosh kx Ix sinh kx I Zc
由国际电工委员会推荐的自然功率与电压等级的关系表
远距离输电减小损失的方法
远距离输电减小损失的方法
远距离输电减小损失的方法主要有以下几种：
1. 减小输电线的电阻：采用电阻率小的材料来制造输电线，这样可以降低输电线的功率损失。
2. 增加输电线的横截面积：通过增加输电线的直径或片数，可以有效地减小输电线的电阻，从而降低输电线的功率损失。
3. 提高输电电压：通过提高输电电压，可以减小输电电流，从而降低输电线的功率损失。
4. 采用变压器升压输电：变压器可以将电能转化为磁场能，然后再转化为电能，这样可以提高输电电压，从而减小输电电流，降低输电线的功率损失。
5. 优化输电线路：通过优化输电线路的路径和布局，可以减小输电线长度和电阻，从而降低输电线的功率损失。
6. 采用无功补偿技术：通过在输电线路上安装无功补偿装置，可以补偿输电线路的无功损耗，从而提高输电效率。
7. 采用直流输电技术：直流输电可以减少输电过程中的能量损失，并且不受线路电阻和感抗的影响，因此具有较高的输电效率。
这些方法可以单独使用，也可以结合使用，以最大程度地降低远距离输电的损失。
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。
为什么要远距离输电
（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）
U损 I1 I2
n n2
R线
3
U
U2
U3
n1
I3
用
U用 户 n4
小结
(1)减少ρ（2）增加S，可适当增加 S
2、把功率200 kW电能用铝线送到10 km处，要使功率损失10%，用110 V电 压输电，导线横截面积多大？
太粗，不可能，既不经济又架设困难.
3、把功率200 kW电能用铝线送到10 km处，要使功率损失10%，用11KV电 压输电，导线横截面积多大？
提高输电电压，减少电能损失是行之有效 的办法.
阅读教材回距离用 户远，故需远距离输电.
输电线上的功率损失
1、为什么输电线上有电能损失？如何 减少电能损失？
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降，故又损失一部 分电压.
减少导线电阻，由电阻定律知 R L
输电线上的电压损失
1、引起电压损失的因素有哪些？ 既有输电线电阻造成的电压损失ΔU=IR， 又有感抗和容抗造成的电压损失 2、什么是电抗？感抗、容抗抗是怎样产生的？
当交流电通过输电导线时，由于自感电动势阻碍电
流变化，产生感抗，交流电f越高，感抗越大，感
抗引起的电压降越大.当导线架在空中时，和大地 这一导体构成电容器；导线敷设在地下，需用绝缘 层和大地隔开，导线和大地构成电容器.电容器对 交流有阻碍作用，会产生容抗
阻抗、感抗、容抗统称为电抗。
为什么采用高压输电？
输电功率不变时，提高输电电压可以 达到在导线截面积不大的前提下有效地减 小功率和电压的损耗。
远距离输电的基本原理
远距离输电的基本原理（1）输电线可以抽象为一个电阻，这个电阻上产生的热能（功率）就是消耗的能量（功率）。
（2）中间输电线上的电压是加减关系，见下图：U2=U1′+U损；中间输电线上的电路是相等的。
下图中的I2=I1′；（3）两个理想变压器都不耗损功率，出现的所有物理量均为有效值。
（4）理想变压器两端的电压和电流比依然满足：电压与匝数关系：U1/U2=N1/N2；电流与匝数关系：I1/I2=N2/N1；正确掌握了上述4大解题要诀，再通过一些典型题来演练，几个小时就能把这里彻底吃透。
下方是关于远距离输电的一些基本知识介绍：远距离输电的基本原理发电站产生的交变电流通过导线时，会有一部分电能变为热能而损耗掉。
在输电的功率相同的情况下，高压输电的电流较小，而低压输电电流较大，因为功率 P = UI，P 一定，则 U 升高，I 就降低；U 降低，I 就升高。
同时输电过程中，电流通过导线，而导线必然有电阻，于是就在电线上产生一定的压降，该压降的大小 U’ = IR，R 为传输导线的电阻，I 即为上边提到的输电电流 I。
由于这部分压降以及电线的电阻，就有一部分功率 P’ = U’I = I²R 消耗在传输导线上，而导线本身也是电阻，所以这一部分功率转变成了热量散发到空气中，也就是说这一部分功率损失在导线上。
由于导线的电阻 R 为一定值，输电电流 I 减小的话，则导线上损失的功率 P’也会降低。
输电线截面积S一定时，输电电压U愈高，损耗的电功率P耗就愈小；如果允许损耗的电功率P耗一定时（一般不得超过输送功率的10％），电压愈高，输电导线的截面积就愈小，这可大大节省输电导线所用的材料。
在传输功率相同的情况下，为了减小在传输过程中损失的功率，提高输电电压，降低输电电流能有效降低在传输过程中的损失，电压越大损失越小。
所以，从减少输电线路上的电功率损耗和节省输电导线所用材料两个方面来说，远距离输送电能要采用高电压或超高电压。
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。
第六章 远距离大容量输电
热极限
分频(低频)输电
电压约束
稳定性约束
P2 max
=
U1U 2 X
1. 远距离输电线路基本方程
⎧U ⎪
x
=
U 2 chγ
x
+
I2 Zc shγ
x
传播系数
⎨ ⎪⎩
I
x
=
I2chγ
x
+
U2 Zc
shγ
x
γ = Z0Y0 = ≈(R0jω+ jωLL00C)(G0 )0 += jωjβC0)
波阻抗
ZC =
定 基
扰稳定)、暂态稳定。
本 概
静态稳定(小干扰稳定)：系统在给定平衡点
念 (即给定的稳态运行方式)遭受微小扰动(负荷
波动)能够保持渐近稳定性。
暂态稳定：系统突然受到较大的扰动（投切 大容量的用户、系统主要元件，系统发生短路 故障等）后，各同步电机保持同步运行并过渡 到新的或恢复到原来稳态运行点的能力 。
简
a′ ∆δ > 0 PE > PT
PT a a′′
a单
系
ωÊ → δ Ê ⇒ δa
统 静
a′′ ∆δ < 0 PE < PT
稳 极
ω È → δ È ⇒ δa
δa
限 运行点a
D静态稳定
D特征：电磁功率随着功角
增加而增加，减小而减小
dPE > 0 dδ
b PE
δb δ
静稳判据 dPE > 0 dδ
dPE = EqU cosδ > 0 ⇒ δ < 900 dδ X∑
换流阀（阀桥）：直流-交流和交流-直流的变流设备。
【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！。
远距离输电的原理
远距离输电的原理远距离输电是指在电力系统中，将电能从发电厂远距离输送到用电地点的过程。
其原理主要涉及三个方面，即输电线路设计、输电电压选择和输电方式选择。
首先，远距离输电的线路设计是实现远距离输电的关键。
电力系统中采用的主要输电线路是高压直流(HVDC)和交流(AC)输电线路。
高压直流输电线路相对于交流输电线路，具有输电损耗小、占地面积小、输电能力大等优点，因此在长距离和大容量输电方面更为常用。
远距离输电线路通常由高抗张力钢芯铝绞线(ACSR/GZ)或光纤复合提高线路的导力和通信能力。
其次，远距离输电的电压选择也是实现远距离输电的重要考虑因素。
一般来说，电力系统的输电电压有标准电压等级，如110kV、220kV、500kV、750kV等。
选择合适的输电电压既要考虑输电线路的技术经济性，又要考虑电力系统的稳定性和安全性。
对于远距离输电而言，一般选择高压电压等级，如500kV及以上的电压等级，以减小输电损耗和提高输电能力。
最后，远距离输电的方式选择是实现远距离输电的关键决策。
一般来说，远距离输电可以采用交流(AC)方式和直流(DC)方式。
交流输电方式相对简单、成本低，但输电损耗较大，并且在长距离和大容量传输时会有较多的电能损耗。
直流输电方式则具有输电损耗小、输电能力大以及技术经济性等优点，因此在长距离和大容量传输方面更为常用。
总的来说，远距离输电的原理主要包括合理的输电线路设计、合适的输电电压选择和适当的输电方式选择。
通过合理的线路设计和电压选择，以及适当的输电方式选择，可以实现远距离输电，并保证电力系统的稳定运行和高效输电。
在未来的发展中，随着技术的不断进步，远距离输电将会更加高效、可靠，为电力系统的可持续发展做出更大的贡献。
远距离输电知识要点归纳
远距离输电知识要点归纳一、输电电路的基本分析1．如图所示，发电站的输出电功率为P ，输出电压为U ，用户得到的电功率为P ′，电压为U ′，则输电电流为I ＝P U ＝U －U ′R 线＝U 线R 线. 2．输电导线损失的电压：U 线＝U －U ′＝IR 线．3．输电导线上损失的电功率ΔP ＝P －P ′＝I 2R 线＝(PU )2R 线＝(U 线)2R 线. 4．减少电能损失的基本途径：根据公式ΔP ＝I 2R 线＝(P U)2R 线．可知有两个基本途径：①减小输电线电阻，如加大输电导线的横截面积，采用电阻率小的材料等；②高压输电，在输送功率一定的条件下，提高电压，减小输送电流．二、远距离高压输电问题的分析1．远距离高压输电的几个基本关系(如图所示) (1)功率关系P 1＝P 2，P 3＝P 4，P 2＝P 线＋P 3(2)电压、电流关系U 1U 2＝n 1n 2＝I 2I 1，U 3U 4＝n 3n 4＝I 4I 3U 2＝U 线＋U 3I 2＝I 3＝I 线(3)输电电流：I 线＝P 2U 2＝P 3U 3＝U 2－U 3R 线(4)输电导线上损失的电功率P 线＝U 线I 线＝I 2线R 线＝(P 2U 2)2R 线2．关于远距离输电问题的处理思路常见问题有两类：一类是按发电机→升压→输电线→降压→用电器的顺序分析或按用电器到发电机的顺序分析；还有一类常见的是从中间突破的题目，即由输电线上的功率损失求出输电线上的电流，也就是流过升压变压器副线圈和降压变压器原线圈的电流，再由理想变压器的工作原理推断发电和用电的问题．【例1】某发电站采用高压输电向外输送电能．若输送的总功率为P 0，输电电压为U ，输电导线的总电阻为R.则下列说法正确的是() A ．输电线上的电流I ＝UR B ．输电线上的电流I ＝P 0UC ．输电线上损失的功率P ＝(P 0U)2R D ．输电线上损失的功率P ＝U 2R 【例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 的电压输电，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电压损失为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 2/r ，U 为输电电压，r 为输电线的电阻为输电线的电阻【例3】某小型水电站的电能输送示意图如图7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n 1、n 2，降压变压器原副线圈匝数分别为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( ) A.n 2n 1>n 3n 4B.n 2n 1<n 3n4 C ．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压．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．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率【例4】某小型发电站的发电机输出交流电压为500 V ，输出电功率为50 kW ，如果用电阻为3 Ω的输电线向远处用户送电，这时用户获得的电压和电功率是多少？如果要求输电线上损失的电功率是输送功率的0.6%，则发电站要安装一个升压变压器，到达用户前再用降压变压器变为220 V 供用户使用，不考虑变压器的能量损失，不考虑变压器的能量损失，这两个变压器原、这两个变压器原、这两个变压器原、副线圈的副线圈的匝数比各是多少？匝数比各是多少？同步练习：1．对于电能输送的以下说法，正确的是( ) A ．输送电能的基本要求是经济实惠．输送电能的基本要求是经济实惠B ．减小输电导线上功率损失的唯一方法是采用高压输电．减小输电导线上功率损失的唯一方法是采用高压输电C ．减小输电线上电压损失的唯一方法是增大导线的横截面积．减小输电线上电压损失的唯一方法是增大导线的横截面积D ．实际输电时要综合考虑各种因素，如输送功率大小、距离远近、技术和经济要求等．实际输电时要综合考虑各种因素，如输送功率大小、距离远近、技术和经济要求等 2．远距离输电时，输送的电功率为P ，输电电压为U ，输电线的横截面积为S ，线路损失的功率为ΔP ，若将电压提高到10U ，则( ) A ．不改变输电线路时，线路上的功率损失为0.01 ΔPB ．不改变输电线路时，用户端的电压为原来的10倍C ．线路功率损失仍为ΔP 时，输电线的横截面积可减小为0.1SD ．不改变输电线路且线路损失功率仍为ΔP 时，输送的功率可增加到10P3．发电厂发电机的输出电压为U 1，发电厂至学校的输电导线的总电阻为R ，通过导线的电流为I ，学校得到的电压为U 2，则输电线上损耗的电压可表示为( ) A ．U 1B ．U 1－U 2C ．IRD ．U 24．在远距离输电过程中，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是（ ） A ．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B ．输电线中的电流只由升压变压器原副线圈的匝数比决定．输电线中的电流只由升压变压器原副线圈的匝数比决定C ．当用户用电器的总电阻减少时，输电线上损失的功率增大．当用户用电器的总电阻减少时，输电线上损失的功率增大D ．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压5．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（倍，则输电导线上（ ）6．中国已投产运行的1000 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1000 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 ．P 4B ．P 2C ．2PD ．4P 7．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下列说法中正确的有 A ．升压变压器的输出电压增大．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．降压变压器的输出电压增大C ．输电线上损耗的功率增大．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增大．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大8．某水电站，用总电阻为2.5 2.5 ΩΩ的输电线输电给500 500 km 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 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 2/r ，U 为输电电压，r 为输电线的电阻为输电线的电阻9．关于远距离输电，下列表述正确的是( ) A ．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B ．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗C ．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D ．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好10．发电厂发电机的输出电压为U 1，发电厂至用户的输电导线的总电阻为R ，通过输电导线的电流为I ，输电线末端的电压为U 2，下面选项表示输电导线上损耗的功率是( ) A.U 12RB.(U 1－U 2)2R C ．I 2R D ．I (U 1－U 2) 11．由甲地向乙地输电，输送的电功率一定，输电线的材料一定．设输电电压为U ，输电线横截面积为S ，输电线因发热损失的电功率为ΔP ，那么( ) A ．若U 一定，则ΔP 与S 成反比成反比B ．若U 一定，则ΔP 与S 2成反比成反比C ．若S 一定，则ΔP 与U 2成反比成反比D ．若S 一定，则ΔP 与U 成反比成反比 12．在远距离输电时在远距离输电时,,输送的电功率为P,P,输电电压为输电电压为U,U,所用导线电阻率为所用导线电阻率为ρ,横截面积为S,S,总长度为总长度为l,l,输电线损失电功率为输电线损失电功率为P′,用户得到的电功率为P 用,则P′、P 用的关系式正确的是确的是( ) ( )A.P′2U S l r =B.P′=B.P′=22P l U S rC.P 用=P-2U S l r D.P 用=P(1-2)P l U S r 13．在电能的输送过程中，若输送的电功率一定、．在电能的输送过程中，若输送的电功率一定、输电线电阻一定时，输电线电阻一定时，输电线电阻一定时，对于在输电线上对于在输电线上损失的电功率，有如下四种判断损失的电功率，有如下四种判断,,其中正确的是（其中正确的是（ ）①和输送电线上电压降的平方成反比①和输送电线上电压降的平方成反比 ②和输送电压的平方成正比②和输送电压的平方成正比③和输送电线上电压降的平方成正比③和输送电线上电压降的平方成正比 ④和输送电压的平方成反比④和输送电压的平方成反比A. A. ①和②①和②①和②B. B. ③和④③和④③和④C. C. ①和④①和④①和④D. D. ②和③②和③1414．．发电厂输出功率为9900kW 9900kW，，输电线电阻为2Ω，分别用18kV 和110kV 的高压输电，则导线上损失的功率分别为则导线上损失的功率分别为_________________________________，，________________．．15.15.有一台内阻为有一台内阻为4 Ω的发电机的发电机,,供给一个学校照明用电供给一个学校照明用电,,如图所示如图所示..升压变压器匝数比为1:4,1:4,降压变压器的匝数比为降压变压器的匝数比为4:1,4:1,输电线的电阻输电线的电阻R=4 Ω,全校共22个班个班,,每班有“220V,40 W”的灯6盏.若保证全部电灯正常发光若保证全部电灯正常发光,,则:(1)(1)发电机输出功率多大发电机输出功率多大发电机输出功率多大? ?(2)(2)发电机电动势多大发电机电动势多大发电机电动势多大? ?(3)(3)输电效率是多少输电效率是多少输电效率是多少? ?16．有一条河流，河水流量为4m 3/s ，落差为5m ，现利用它来发电，使用的发电机总效率为50％，发电机输出电压为350V ，输电线的电阻为4Ω，允许输电线上损耗功率为发电机输出功率的5％，％，而用户所需要电压为而用户所需要电压为220V ，求所用的理想变压器升压、降压变压器上原、副线圈的匝数比．解析与答案：【例1】BC 【例2】B [输电线上输送的电流I ＝P U ＝3×3×10106 kW 500 kV＝6 000 A ，A 错；输电线上损失的电压为ΔU ＝Ir ＝6 000×2.5 V ＝1.5×1.5×10104 V ＝15 kV ，B 对；若改用5 kV 的电压输电，则输电线上输送的电流I′＝P U′＝3×3×10106 kW 5 kV ＝6×6×10105 A ，输电线上损失的功率ΔP ＝I′2r ＝(6×(6×10105)2×2.5 W ＝9×9×10108 kW>3×106 kW ，表明电能将在线路上损耗完，则输电线上损失的功率为3×3×10106 kW ，C 错；D 项中输电线上损失的功率ΔP ＝U 2/r ，U 应为输电线上损耗的电压，而不是输电电压，D 错．] 【例3】AD 【例4】200 V 2×2×10104 W 1∶10 497∶22 解析 用500 V 电压送电时示意图如图所示，输电线上的电流 I 0＝P/U 0＝50×50×10103/500 A ＝100 A. 用户获得电压U 1＝U 0－I 0R ＝(500－100×100×3) V 3) V ＝200 V ；用户获得的电功率P 1＝I 0U 1＝2×2×10104 W . 改用高压输送时，示意图如下图所示， 要求P 损＝0.6%P ，即P 损＝50×50×10103×0.6% W ＝300 W. 输电电流I ＝P 损/R ＝300/3 300/3 A A ＝10 A. 发电站升压后输电电压U ＝P I ＝50×50×1010310 V ＝5 000 V ， 升压变压器匝数比n 1/n 2＝U 0/U ＝500/5 000＝1/10. 输电线上损失的电压U′＝I·I·R R ＝10×10×3 V 3 V ＝30 V ， 降压变压器的输入电压U 2＝U －U′＝(5 000－30) V ＝4 970 V ， 降压变压器的匝数比n 3n 4＝U 2U 3＝4 970220＝49722. [规范思维] 分析此类问题，先画出输电线路图，然后以变压器为界，分成几个独立的闭合回路，闭合回路，应用串、应用串、应用串、并联电路的特点及电功、并联电路的特点及电功、并联电路的特点及电功、电功率有关公式分析各个回路的电流、电压和电功率有关公式分析各个回路的电流、电压和功率关系．各独立回路之间可通过变压器的n 1n 2＝U 1U 2＝I 2I1及功率P 入＝P 出等联系起来．同步练习1．D 2．AD 3．BC 4．C 5．ABCD 6．A 7．CD 8．B 9．ABD 10．BCD 11．AC 12．BD 13．B 14．605kW ，16.2kW 15．解析:(1)对降压变压器:U′2I 2=U 3I 3=nP 灯=22×=22×6×6×6×40 W=5280 W.40 W=5280 W.而U′2=41U 3=880 V ∴I 2=2nP U ¢灯=6 A. 对升压变压器:U 1I 1=U 2I 2=I 22R+U′2I 2= 5424 W. (2)∵U 2=U′2+I 2R=904 V ∴U 1=14U 2=226 V 又∵U 1I 1=U 2I 2 ∴I 1=221U I U=24 A ∴E=U 1+I 1r=322 V . (3)η=P P 有出×100%=52805424×100%=97%. 16．升压1∶8，降压12∶1。
远距离输电原理
远距离输电原理远距离输电是指将发电厂产生的电能通过输电线路远距离传输到用户所在地的过程。
远距离输电是现代电力系统的重要组成部分，它能够有效地满足不同地区的用电需求，促进能源资源的合理利用。
在远距离输电中，输电线路、变电站和输电设备起着至关重要的作用。
本文将从远距离输电的原理入手，详细介绍远距离输电的相关知识。
首先，远距离输电的原理是基于电力传输的基本原理。
电力传输是通过输电线路将发电厂产生的电能传输到用户所在地的过程。
在输电线路中，电能会以电磁波的形式传播，通过电压和电流的变化来完成能量的传递。
远距离输电的原理包括输电线路的设计、电压等级的选择、输电设备的配置等方面，这些都是保证电能安全、高效传输的关键。
其次，远距离输电的原理还涉及输电线路的损耗和电力负荷的平衡。
输电线路在传输电能的过程中会产生一定的电阻损耗，这会导致电能的减少和线路温升。
因此，在远距离输电中，需要通过合理设计输电线路的参数和采用合适的导线材料来降低电阻损耗，提高输电效率。
同时，远距离输电还需要考虑电力负荷的平衡，确保输电系统能够满足用户的用电需求。
另外，远距离输电的原理还包括输电线路的故障检测和故障处理。
在输电过程中，输电线路可能会出现短路、断线等故障，这会影响电能的传输和用户的用电。
因此，远距离输电系统需要配备故障检测装置和快速处理措施，及时发现和排除输电线路的故障，保障输电系统的稳定运行。
最后，远距离输电的原理还涉及输电线路的安全保护和环境影响。
在远距离输电中，需要采取一系列的安全保护措施，包括接地保护、过电压保护、短路保护等，以确保输电系统和用户设备的安全。
同时，远距离输电还会对周边环境产生一定的影响，因此需要进行环境影响评估，并采取相应的环境保护措施，减少对周边环境的影响。
总之，远距离输电的原理涉及多个方面，包括电力传输原理、输电线路的设计、损耗和负荷平衡、故障检测和处理、安全保护和环境影响等。
了解远距离输电的原理，有助于更好地理解和运用远距福输电技术，推动电力系统的可持续发展。
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特点
只输送有功功率，不输送无功功率
换流阀在运行时，它对交流、直流
系统两侧都将产生谐波 在换流站两侧均必须采用滤除谐波的 措施
湖南工程学院 惠州鹅城换流站
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两端直流输电系统的构成原理图
换流站全貌
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两端直流输电系统的构成原理图
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第八章 远距离输电技术
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交流
短路电流与受端系统容量关系三峡18.200GW
短路电流(kA) 受端容量 （GVA） 60 51.900 40 34.600 20 17.300 10 8.600
最大链式同步电网（长4600公里，容量1.4亿（140GVA））
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2.电流过零
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2.换流站的工作原理
（1）整流工作状态 • 换流器的原理接线图
三相桥式整流电路
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假设
1）三相电源对称
ea Em sin(t ) 6 eb Em sin(t ) 2 5 ec Em sin(t ) 6
2）平波电抗很大，负载电流Id无纹波
99.880
99.541 6.29
99.865
99.545 6.10
99.903
99.615 6.12
99.906
99.636 5.98
线损率（%）
**110（66）千伏及以上变电设备
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“三纵三横一环”耗资2700亿
到2020年，我国特高压这一网络更加扩 张。以华北、华东、华中（“三华”）特高压 同步电网为中心东北特高压电网、西北750 千伏电网为送端，各大煤电基地、大水电基 地、大核电基地、大可再生能源基地为联结， 一幅全国“坚强智能电网”的图画呈现在世人 面前。
I
v
1 jA Sinx B Cosx ZC
v 1
相位系数 波速
v 300m
L0C0
s
架空线：
ZC L0 C0
2f 2 180o 50 o 0 . 06 / km v 300103
波阻抗
ZC 500
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线路的自然功率
直流对地电压
导体允许通过的 交流电流有效值
双极交流
Pd 2U d I d
导体允许通过的 电流
当 Cos 0.943 时
Pa Pd
湖南工程学院 功率损耗：
Pa 2 2 R 三相交流 Pa 3I a R 2 2 3 U d Cos
2
双极直流 P d 2I d
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2010年，国家电网公司名列《财富》世界企业500强第8位，是 全球最大的公用事业企业
核心指标 售电量（亿千瓦时） 输电线路长度*（公里） 2006 17097 413219 2007 19742 457104 2008 21235 496332 2009 22748 561456 2010 26891 618837
高压直流断路器
大地回流造成的腐蚀及对交流系统的影响
闭锁
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直流输电的主要用途
1.远距离大功率输电 2.海底电缆送电 3.不同频率或相同额定频率非同步运行 的交流系统之间的联络 4.用地下电缆向用电密度高的城市供电
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直流输电的接线方式
• 单极直流输电
• 单极两线直流输电
Edr 3 3
3
3
(ea eb ) d (t )
3Em Sin(t
3
) d (t )
3 3
Em Cos Edo Cos
Edo
直流输出电压随控制角的增加而减少
3 3
Em
整流状态控制角的变化范围：0~90°
2
时，直流输出电压为零
电感－电容效应
电容效应
法拉第效应
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电容效应
E U U
L
C
1 ＞L 时， C
回路呈容性
湖南工程学院 三、空载线路的电压分布
1.电源容量为无穷大（Xs=0）
边界条件： I 2
U
2
0
1 U 1 Cos
U
X
Cosx U 1 U 2 Cosx Cos
• 双极直流输电
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1.单极直流输电
换流站与直线线路的连接端点
特点：结构简单，经济 地电流对地下埋设设备的金属 物腐蚀严重 对交流系统的影响
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阳极（铁）Fe 2OH FeOH 2
FeOH 3
阴极
2e 2H H 2
不腐蚀阴极
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地中直流电流
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2008年底特高压交流试验示范工程投入运行；
2010年特高压直流送电华东，华北—华中—华东 （“三华”）特高压同步电网初步形成； 2012年，“三华”特高压同步电网将形成“两纵两 横”格局，实现陕北、晋东南、蒙西等煤电基地和西南 水电基地的能源优化配置，中东部负荷集中地区能更好 地接受区外电力。
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换流站内晶闸管阀厅
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换流站阀厅外的换流变压器
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换流站外场地上的直流滤波电容组
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1.换流站的组成
换流变压器 平波电抗器 换流器
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可控硅导通条件
1.阀承受正向电压 2.控制级得到触发脉冲信号
可控硅导通后关断条件
1.阀承受反向电压
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两端设备
换流器
滤波器
无功补偿设备
换流站造价高
交直流等价输电距离
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二、直流输电的优缺点及适用场合
优点
1.当输送功率相同时，其线路造价低 2.当输送功率相同时，其功率损耗小 3.两端交流电力系统不需要同步运行， 输电距离不受电力系统同步运行稳定
性的限制
4.直流线路的电压、电流、功率的调节比较 容易和迅速
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3）可控硅阀K1~K6为理想状态 导通时压降为零，关断后阻抗 为无穷大 • Ls=0
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控制角：可控硅承受正向电压起到加触发脉冲使其道 通的瞬间所对应的电角度 换相：从一个可控硅道通变换为另一个可控硅的过程
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• 过程演示
K6K1导通－K2开通－K6断开 －K1K2导通
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六组轮流导通 K6 、K1 （Uab） K3 、K4 （Uba） K1 、K2 （Uac） K2 、K3 (Ubc) K5 、K6
K4 、K5 （Uca） （Ucb）
六脉动整流电路 每组可控硅导通时间 每一可控硅导通时间为 电角度 电角度
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直流输出电压平均值Edr
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小结：空载线路首、末端电压的关系
不考虑电源等值电抗
U
2
1 E Cos
末端接并联电抗器
U1 U1 Um ＜ Cos Cos
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二、对潜供电流的抑制
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高压直流输电
一、高压直流输电与高压交流输电的比较
（一）经济上 上 线路 两端设备 架空线路＞500km， （二）技术
变电设备容量**（万千伏 安）
营业收入（亿元） 资产总额（亿元）
113779
8545 12128
134270
10107 13618
160142
11407 16435
188654
12580 18419
213193
15427 21192
城市供电可靠率（%）
农网供电可靠率（%）
以上输电线路
99.839
99.491 6.40
补偿度
TK
QL QC
空长线的无功功率
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可见：线末接有XL时，使 U X L (并联容量 )时， U 出现最大值的点向线路中部移动 当 x 0 时，有最大值 ↑
2 2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
x
无并联电抗器时， 首、末端电压关系
Um
U1 U ＜ 1 Cos( ) Cos
2
P d R R 2 2U A
2
Pd 3 2 2 cos Pa 4 3
输送功率相同时，直流功率损耗为交流输电 功率损耗的2/3倍
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结论
1.当输送功率相同时，其线路造价低 （建设费用） 线路:2根 架空线路杆塔结构比较简单 线路走廊较窄 2.当输送功率相同时，其功率损耗小 （运行费用） 3.电缆
额定电压±50kv，输送功率双极60mw
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（5）三常直流输电工程 2000年开始建设 全长890km
2002年底已建成单级500kv
2003年5月建成双极±500kv （6）三广直流输电工程 2003年底建成单级500kv （7）贵广直流输电工程
地中直流电流对于交流输电系统的影响示意图
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2.单极两线直流输电
无大地回流
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3.双极直流输电
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三、换流站的工作原理
直流输电系统的原理接线图（双极） 换流器 换流阀 阀 阀臂
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整流站：把三相交流电变换成直流电