第三节：电能的远距离传输资料

例1、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（；1）2500V
（2）输电导线上的功率损失； （2）60kW
例4、发电机输出功率为100kW，输出电压是 250V，输电线电阻是10Ω，用户得到220V的电 压,若输电线中因发热而损失的电功率为输送功 率的4%，求： （1）在输电线路中设置的升、降压变压器原副 线圈的匝数比。 （2）用户得到的电功率是多少？
I1
P1 ~ U1
I2 U2 P2
n1 n2
用
U3
I1 U1 200 A
P损1＝I12R＝400KW
I2
P U2
20 A
P损2＝I
2 2
R＝4KW
【典例1】 在远距离输电时，输送的电功率 为P，输电电压为U，所用导线的电阻率为ρ，横 截面积为S，总长度为l，输电线损失的功率为 ΔP，用户得到的功率为P′，则下列关系式正确 的是( )．
②提高输电电压U：在输送功率P一定，输电线 电阻R一定的条件下，输电电压提高到原来的n倍， 输电线上的功率损失降为原来的1/n2倍．
采用高压输电是减小输电线上功率损失的最有 效、最经济的措施．
二、交流高压输电的基本环节
三、远距离输电示意图
请同学们一定要搞清楚各个量之间的关 系并记住此图
2．基本关系式 (1)功率关系 P1＝P2，P3＝P4，P2＝P 线＋P3 (2)电压、电流关系
（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
例2、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=380 V.
( 1 )画出输电线路的示意图（标明各部分的符 号）
• A.10倍
B.1/10倍
• C.100倍
D.1/100倍
P损＝I
2
R＝(
P U
)
2
R
例与练
• 3、一台发电机输出功率为1000KW，用总电阻 为10Ω的导线输送到远方的用户。用5KV的电 压输电，导线上电流为多大？导线上损失的功 率为多少？若改用50KV的电压输电，导线损失 的功率又为多少？
Pቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
则功率损失可表示为 ：P ( P )2 l .
US
2、导线损失的电能分析：
P线损=I2·R线总
指导思想
1、减小输送电流 2、减小输电线电阻
( P )2 2L 已采取的措施
Us
1、采用高压输电 2、选用电阻率小的材料 3、增大导线的截面积
3减小输电电流 I
①减小输送功率P：由于电站的装机容量一定， 因此电站向外输送的电功率是一定的，即在实际中 不能以用户少用或不用电来减少输电线上的功率损 失．
U1＝n1＝I2，U3＝n3＝I4 U2 n2 I1 U4 n4 I3 U2＝U 线＋U3，I2＝I3＝I 线，
(3)输电电流
I
线
＝P2＝ U2
U P33＝U2R－线U3.
(4)输电导线上损耗的电功率
P 线＝I 线 U 线＝I 线 2R 线＝(U P22)2R 线．
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。
U4
户
n3 n4
例5、有条河流，流量Q=2m3/s,落差h=5m,利用其发 电,若发电机总效率为50%，输出电压为240V，输 电线总电阻为R线=30欧，允许损失的功率为输出功 率的6%，为满足用电要求： （1）则该输电线路所使用的理想的升压、降压变压 器的匝数比各是多少？ （2）能使多少盏“220V，100W”的电灯正常发光？
例与练
• 1、远距离输电时，为了减少输电线上电能损失， 应（ ）
• A.提高输送电压，增大输送电流 • B.提高输送电压，减小输送电流 • C.减小输送电压，增大输送电流 • D.减小输送电压，减小输送电流
P损＝I 2R I P U
P损＝(
P U
)
2
R
例与练
• 2、在远距离输电中，输电线电阻一定，输送电 功率一定，如果将输电电压提高到原来的10倍， 则输电线上消耗的功率变为原来的（ ）
（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）
1：10 25：1
例3、输送4.0×106w的电能，若发电机输出电压为2000V， 选用变压器升压后应用截面积为4.25cm2的铜导线，把 电能送到400km远处，线路损失的功率为5.0×105w. 已知铜的电阻率为1.7×10-8欧·米 （1）应选用匝数比为多少的升压变压器？ （2）在用电区使用降压变压器，其原线圈两端的电压 为多少？降压比为多少？
一、远距离输电问题的提出：
如何减少输电过程中能量的损失，是远距 离输电过程中要讨论和解决的中心问题。
★输电线上的功率损失
１．任何输电线都有电阻，存在功率损失．
设输电电流为I，输电线电阻为R，则输
电线上的功率损失为： P I 2 R
如果输送的电功率为P，输电电压为U，输电线 的总长度为l，横截面积为S，电阻率为
四、高压直流输电 1．高压直流输电 (1)高压直流输电系统主要由整流站、直流 线路和逆变站三部分组成． (2)高压直流输电系统原理图(如图所示)．
2．高压直流输电与高压交流输电比较 (1)在输送相同电功率的电能时，直流输电所用的线材 仅为交流输电的23.同时，直流输电杆塔结构也比同容 量交流输电简单，占地面积也小． (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，不需要考虑电网中的各台交流发电机 的同步运行问题．
第4章、远距输电
第3节、电能的远距离传输
洋县第二高级中学
金正山
需要电能的地方分布很广，而电站 相对来说比较集中，因此要把电站 的电能向外输送，有的需要输送到 远方，这就涉及电能的输送问题．
理想变压器的规律：
1、输入功率和输出功率相等：P1=P2 2、变压比：U1/U2=n1/n2 3、电流比：I1/I2=n2/n1