第三节《电能的输送》详解

U4
n3 n4
R用
I1
I2
I线
I3
I4
课堂练习
1、在远距离高压送电中，在输送功率不变的情况下， 输电线上损失功率（ D）
A、与输送电压成正比 B、与输送电压成反比 C、与输送电压平方成正比 D、与输送电压平方成反比
2、用U1和U2两种电压通过相同长度和材料的导线输电， 若输送的电功率相等，在输电线上损失的电功率也相
同，则在两情况下输电线截面积之比S1：S2为（C）
A、U1/U2 B、U2/U1 C、
D、
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：
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。
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、线路较长时，电抗造成的 电压损失比电阻造成的还要大。
5、在保证用户的电功率的前提下,怎样才能减小输电电
流?
P输 送 U输 送I输 送
增大输电电压
练习： 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？
（1）25A 250V 150V
（2）输电线损失的功率是多少？
三、电网供电 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,这就是电网.
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
低一次能源的运输成本,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。
小结：
降低输电损耗：
Ur
U
3
,
U U
3 4
n3 n4
功率之间的关系是：P1=P2，P2=Pr+P3，
电流之间的关系是：PI13=Pn42
I2 n1
, I2
Ir
I
3
,
I3 I4
n4 n3
U1:发电机输出
P输
P损
P用
r线
U2:发电站输出； 输电电压；
F
U
1 n1
U2 U
n2
损
U3
U4
n3 n4
R用
I1
I2
I线
I3
I4
发电端
U1 n1 U2 n2 P输 U1I1
U2I2
输电线
U2 U损 U3
U损
I线 r线
P输 U2
r线
P输 P损 P用
P损
I
2 线
r线
（P输 U2
）2
r线
I2 I线 I3
用户端
U3 n3 U4 n4
P用＝U 3 I3 ＝U 4 2 R
远距离输电示意图
远距离输电
思考:是不是输电电压越高越好？
（1）P损=200Kw η=（P－P损）/P=60%
（1）升压变压器的副线圈两端电压；（1）2500V （2）输电导线上的功率损失； （2）60kW （3）降压变压器原、副线圈的匝数比；（3）10:1 （4）用户得到的功率。 （4）440kW
4、在远距离输电时，若输电电压为6000V，功 率为500kW，这时安装在输送电路的起点和终 点的电度表一昼夜里读数相差4800kWh，试求： （1）输电效率与输电线的电阻． （2）若要使输电线路损失的功率降到输送功率 的2％，应使用多高的电压输?
第十八章 电从哪里来 第三节 电能的输送
加油站
变压器的工作原理是电磁感应，它能将输入变 压器的交流电压升高（升压变压器）或降低（降 压变压器）。变压器不能改变直流电的电压。
一、高压输电
} 根据：P=UI p损=I2R
当电压增大时，电流就会 减小，这样电路中就会损失 较少的电能，所以在远距离 输电时拟采用高压输电。
一)、输电线上的功率损失 思考:
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
电压降，故又损失一部分电压.
2、如何减少电能损失？
P I2R
（1）减小导线电阻
（2）减小输电线中的电流
二)、降低输电损耗的两个途径
P I 2R
（1)减少导线电阻，由电阻定律知
（2）6250W
（3）如果采用4000V电压输电，输电线损失 的功率是多少？
（3） 62.50W
输电电压增加n倍，输电线损失减少1/n2
二、远距离输电原理图
I1
I2
I3
I4
P1
P2
r线
P3
P4
F U1 n1
n2 U2
U3 n3
n4 U4
R用
升压变压器
降压变压器
电压之间的关系是：U1
U2
n1 n2
,U2
减 小： （ 银 、铜、 铝 、 钨 、 铁 、 合 金 ）
P
I
2 R（ 1） 减 小R
R l
s
减
小L：
输
电
距
离
限
制
增 大S： 太 粗 有 困 难
（ 2） 减 小I PUI 要 保 证 传 输 功 率 一 定 ，必 须 提 高 输 电 电 压
输电线路：
P输
P损
P用
r线
F
U
1 n1
U2 U
n2
损
U3
百度文库
I2 R 输送
2、在输电电流一定的情况下,如果线路的电阻减为原来
的一半,线路上损失的功率减为原来的几分之一?
线路电阻一定的情况下,如果输电电流减为原来的一
半,线路上损失的功率减为原来的几分之一?
3、哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效?
4、怎样计算用户消耗的功率P? P用户 P输送 P电线消耗
R
L S
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，既不经济又铺设困难。
（2）减小输电线中的电流
思考与讨论
1、怎样计算输电线路损失的功率?
P电线消耗