第三节:电能的远距离传输资料

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高中物理第4章远距离输电第3节电能的远距离传输课件鲁科版选修3_2

高中物理第4章远距离输电第3节电能的远距离传输课件鲁科版选修3_2

[特别提醒] (1)输电电压是指加在输电线起始端的电压,电压损失是指 输电线上的电压降。 (2)输送功率是指加在输电线起始端的功率,功率损失是输 电线上消耗的功率。 (3)减小输电线上的功率损失和电压损失的有效途径是:提 高输电电压,以减小输电电流。
1.(多选)在远距离输电时,输送的电功率为P,输送电压为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P′、P和P用的关系式 正确的是 U2S A.P′= ρL U2 S C.P用=P- ρL P2ρL B.P′= U2S
答案:BD
2.在远距离输电时,如果升压变压器输出电压是2 000 V,输 出功率是10 kW,输电线电阻是20 Ω,求: (1)输电线上损失的功率和损失的电压; (2)用户能得到的功率和电压。 P出 10×103 解析:(1)由P出=I线U出,得I线= = 2 000 A=5 A。 U出
则输电线上损失的功率P损=I线2r=52×20 W=500 W。 损失的电压U损=I线r=5×20 V=100 V。 (2)降压变压器得到的电压和功率分别为: U用=U出-U损=(2 000-100) V=1 900 V, P用=P出-P损=(10×103-500) W=9 500 W。 答案:(1)P损=500 W (2)P用=9 500 W U损=100 V U用=1 900 V
(2)在电能的输送过程中,U为输电电压,r为输电线电阻,则输 U 电线中电流为I= r ,对不对?为什么? 提示:不对。U为输电电压,而不是加在输电导线上的电压,即
U≠Ir,而输电电流可通过P=UI求得。
(3)“提高输电电压,减小输电电流”是否与欧姆定律相矛盾?
U 提示:不矛盾。欧姆定律I= R 是对纯电阻元件成立的定律,而 “提高输电电压,减小输电电流”是从输电角度,由P=UI,且 在P一定的条件下得出的结论,两者没有必然联系。

年高中物理鲁科版选修3-2第4课4-3电能的远距离传输课件

年高中物理鲁科版选修3-2第4课4-3电能的远距离传输课件
年高中物理鲁科版选修3-2第4课4-3电能的远距离传输
3.电网送电的优点 (1)降低一次能源的运输成本,获得最大经济效益. (2)减少 断电 的风险,调剂不同地区 电力供需 的平衡, 保障供电的质量. (3)合理地调度电力,使电力的供应更加可靠,质量更高. 三、高压直流输电 直流输电系统只在输电这个环节是直流,发电和用电环节仍 是交流;输电过程中只用两根导线. 整流器 和 逆变器 可以 实现交流电和直流电的转换.
一、为什么要采用高压输电 1.输送电能的基本要求 (1)可靠:保证供电线路可靠地工作,少有故障. (2)保质:保证电能的质量—— 电压 和 频率 稳定. (3)经济:输电线路建造和运行的费用低、电能损耗少. 2.输电线上的电能损失 (1)原因:导线有电阻,电流通过时,因发热而损失电能.输 电线上的功率损失ΔP=I2r. (2)降低输电损耗的两个途径 ①减小输电线的 电阻 . ②减小输电导线中的电流.
年高中物理鲁科版选修3-2第4课4-3电能的远距离传输
一、远距离输电损耗的产生及减损方法
1.输电导线上的功率损失
(1)损失功率计算: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ΔP=I2R
(2)减小输电线上功率损失的方法.
①减小输电线的电阻R:由R=ρL S,得要减源自R,可以减小ρ、L,增大S.
第3节 电能的远距离传输
年高中物理鲁科版选修3-2第4课4-3电能的远距离传输
1.了解远距离输电线上的能量损失与哪些因素有 关.
2.应用理想变压器,电路知识对简单的远距离输 电线路进行定量计算.
3.了解交变电流从变电站到用户的输电过程及电 网设计.
4.了解高压直流输电的原理.
年高中物理鲁科版选修3-2第4课4-3电能的远距离传输

4.3电能的远距离传输课件(鲁科版)

4.3电能的远距离传输课件(鲁科版)
栏目 导引
第4章 远距离输电
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减小
栏目 导引
第4章 远距离输电
解析:选 C.升压变压器的输出电压由发电厂 的输出电压决定,A 错误.发电厂输出功率 增大,而输出电压不变,所以升压变压器的 输入电流增大,由I1=n2知,升压变压器输出
栏目 导引
第4章 远距离输电
(2)减小输电电流 I 因为 I=UP,所以在输送电功率 P 不变的前提 下,提高输电电压 U 是有效措施.
栏目 导引
第4章 远距离输电
3.输电线路上的电功率损失 一般输电导线都有电阻,因此当电能通过输 电导线送向远方时,电流流过输电导线,因 输电导线有电阻而发热,从而损失电功率. 设输电电流为I,输电导线电阻为R,则输电 导线上的功率损失P损=I2R.
栏目 导引
第4章 远距离输电
(3)提高输电电压 U:在输送功率 P 和输电导 线电阻 R 一定的条件下,输电电压提高到原
来的 n 倍,据 P 损=UP 2·R 知,输电线路上
的功率损耗将降为原来的n12. 根据以上分析知,采用高压输电是减小输电 线路上功率损耗最有效、最经济的措施.
栏目 导引
第4章 远距离输电
栏目 导引
第4章 远距离输电
2.现代供电系统把许多发电站连为一体,构 成庞大的交流输电网,这就要求电网中的每 台发电机发出的交流电并网时必须做到同步, 即交变电流的__频__率__必须相同.并联输电线 中的交变电流的_相__位__必须相同.
栏目 导引
第4章 远距离输电
3.基本环节: 发电厂(站)
9.8×104 35

高中物理第4章远距离输电第3节电能的远距离传输课件鲁科版

高中物理第4章远距离输电第3节电能的远距离传输课件鲁科版

BD
二、如何分析远距离输电回路
1.解决远距离输电问题时,应首先画出输电的电路图, 如上图所示,并将已知量和待求量写在电路图的相应位置.
2.电路被划分为几个独立的回路,在每个回路中,变压
器的原线圈是回路的用电器,而相应的副线圈是下一个回路的 电源,每个回路均可以应用闭合电路欧姆定律,串、并联电路 规律,而变压器的电压、电流、功率关系是联系不同回路的桥 梁.
电流,减小功率损失和电压损失.
3.高压输电 电阻 就要增粗导线,增粗导线又带来两个不利: 减小________
其一,耗费更多的金属材料;其二,会增加架设难度,只有采
电流 输电才会避免上述问题,在保证输送功率不变的 用小________ 电压 来实现. 情况下,减小电流必须靠提升________
二、高压交流输电
1.输电线上的功率损失 (1)原因:输电导线有电阻 R线 、电流流过输电线时,电流 的热效应引起电功率的损失.
(2)计算式:除了利用 ΔP=P-P′计算输电线路上的功率 损耗外,还可用下列方法计算: ①ΔP=I2R,I 为输电线路上的电流,R 为线路电阻. ΔU2 ②ΔP= R , ΔU 为输电线路上损失的电压, R 为线路电阻. ③ΔP=ΔUI,ΔU 为输电线路上损失的电压,I 为线路上的 电流.
阻率ρ较小的材料,这种方法在实际生产中效果有限. 电流 ,在输出功率不变时,由P= UI知, ②减小输电________
电压 来减小I. 可提高________
2.输电线路上的电压损失 (1) 输电线上的电压损失:输电线上电阻 R 两端电压 ΔU = IR ,这样用户得到的电压 U′ = __________ ______ U-ΔU ,即 ΔU = U - U′是输电线中的电压损失. (2)减小输电线上电压损失的方法 电阻 ,可用横截面积大的导线和 ρ ①减小输电线上的 ________ 较小的材料.横截面积不能无限增大,电阻率小的材料价格昂 贵,不适合远距离输电. 电流 . ②减小输电_______ 高 电压,以减小输电 总之,在远距离输电时必须采用______

电能的远距离传输PPT教学课件

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

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。
20
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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

新课标鲁科版3-2 选修三4.3《电能的远距离传输》 PPT课件1

新课标鲁科版3-2 选修三4.3《电能的远距离传输》 PPT课件1
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。
(1)2500V (2)60kW
(3)10:1
(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)
(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
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。
是不是输电电压越高越好?
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。
5.5 电能的输送
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
一、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降,故又损失一部 分电压.
(1)25A 250V 150V (2)6250W 3750W
(3) 62.50W
提高输电电压,是减少 电能损失的行之有效的办 法
二、远距离输电原理图
I1
I2
I3
I4
P1

鲁科版高中物理选修3-2第四章第三节电能的远距离传输

鲁科版高中物理选修3-2第四章第三节电能的远距离传输
2)注意记住滑动变阻器的有效阻值大概为 多少时小灯泡就不亮了,并和后面的实验二进行 对比
结论: 输电线的电阻使得远距离输电产生明显损耗
探究二:减少远距离输电损耗的方法 1、远距离输电电路的两种损耗:
I
R

△U △P
电 厂
~P U
用 户
⑴电压损耗:△U= IR
⑵功率损耗:△P = I 2 R = ( P ) 2 . r l
U
S
2、减小输电线损耗的方法:
功率损耗:△P = I 2 R = ( P ) 2 . r l
U
S
⑴减小输电线上的电阻:
⑵减小输电电流: 效果更明显,需要高压输电
探究三:远距离高压输电电路图:





远距离高压输电电路图:
I1 I2
~U1
U2
P1
P2
R
∆U ∆P
I3 I4


U3
U4
P3
P4
n1 n2
学 生 电 源
n1 n2
小 灯 泡
n3 n4
变压器实物图:
连接电路:
学 生 电 源
n1 n2
R
小 灯 泡
n3 n4
观察:
1)改变滑动电阻器的有效阻值(相当于加 大输电线长度,增加输电线的电阻),观察小灯 泡的亮度变化。
2)注意滑动变阻器的有效阻值大概为多少 时小灯泡就不亮了,并和实验一进行对比。
1.远距离输电电路的两种损耗:
⑴功率损耗:△P =I22R =P2-P3 ⑵电压损耗:△U= I2R
2.功率关系: P输送=P1=P2=U2I2 3.输电电流: I输送=I2
n3 n4

第3节电能的远距离传输ppt课件

第3节电能的远距离传输ppt课件

A.功率损失是原来的 1
n
B.功率损失是原来的
1 n2
C.电压损失是原来的 1
n
D.电压损失是原来的n倍
例、发电机的端电压为220 V,输出功率44 kW, 输电导线的电阻为0.2 Ω,如果用初、次级线圈 匝数之比为1∶10的升压变压器升压,经输电线 后,再用初、次级线圈匝数比为10∶1的降压变 压器降压供给用户.
(1)画出全过程的线路示意图并标出各符号;
(2)线路中损失的电压和功率;
(3)求用户得到的电压和功率;
(4)若不经过变压而直接送到用户,求用户得到 的电压和功率.
1、高压交流输电遇到的困难:① 容抗 ② 感抗 ③ 同步 。
2、高压直流输电的优点:① 电线用量少 ②没有容、感抗。
③ 不具有同步性

学案导学
1.远距离输电过程电能主要损失在 线路电阻 。 2、降低输电损耗的两个途径①减小输电线 的电阻 。②减小输电线中的 电流 ,最有效的方法是 通过提高 电压 降低 电流 从而减小电能损失。
3、最简单的输电模型是在发电站内用 升压 变 压器,然后进行远距离输电,在用电区域用 降压变 压器.
4、画出最简单的输电模型的电路图并标出相应 的符号。
1.在电能输送过程中,若输送的电功率一定、 输电线电阻一定,则在输电线上损耗的电功率 (ACD ). A.和输送电线上电压的平方成反比 B.和输送电流的平方成反比 C.和输送电线上的电压降的平方成正比 D.和输送电流的平方成正比
2.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( BC )。
I I1
输电规律
1、关于输送电流:I P2 P3 U U2 U3 R

高中物理第4章远距离输电3电能的远距离传输课件鲁科版选修3-26

高中物理第4章远距离输电3电能的远距离传输课件鲁科版选修3-26

n2 4r
C.4( n1 )2(
P )2r
n2
Um
B.( n2 ) U2m
D.4(n1n2
4r
)2(
P )2r
n1
Um
【解析】选C。由I1=
2P Um
输电线上损失的功率Pr=

I1 n2 I2 n1
I
2 r
2r=4(
n1得)I2(r=IP2=)2nrn1,2U故2mP选,则
C。
n2
Um
3.(多选)如图为远距离高压输电的示意图。关于远距 离输电,下列表述正确的是 ( )
输电线上允许消耗的电功率为
P损=5%P1=4.9×103 W 由 升压P损变=压I22 R器线副,可线得圈I2两=端的RP=损线电3压5 A为U2=PI21 =2 800 V 所以升压变压器原、副线圈匝数比为
n1∶n2=U1∶U2=350∶2 800=1∶8 答案:1∶8
【核心归纳】 1.远距离输电电路图:
二、高压交流输电和高压直流输电
1.高压交流输电: (1)交流输电的缺陷:交流输电电路中不仅有电阻,而且 还有电感和_电__容__。 (2)交流输电并网的要求: ①并联输电线中的交变电流相位必须_相__同__。 ②交变电流的频率必须_相__同__。
2.高压直流输电: (1)高压直流输电系统的组成:主要由整流站、直流线 路和_逆__变__站__三部分组成。 (2)直流输电的基本过程:在发电站区域经变压器升压, 由换流设备将_交__流__电__变成_直__流__电__,用高压直流电进行 远距离传输,在用户区域由换流设备将_直__流__电__变为_交__ _流__电__,经变压器降压送给用户。
【解析】选A。理想变压器输入和输出功率相同,设用

【新教材】新鲁科版选修3-2 第4章第3节 电能的远距离传输 课件

【新教材】新鲁科版选修3-2 第4章第3节 电能的远距离传输 课件
栏目 导引
第4章 远距离输电
命题视角 2 “电损”问题的定量计算 (多选)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,下列 说法正确的是(不考虑电抗产生的损失)( ) A.功率损失是原来的n1 B.功率损失是原来的n12 C.电压损失是原来的n1 D.电压损失是原来的 n 倍
1.电功率损失和电压损失
电功率损失
表达式
ΔP=___I2_R____
(1)减小导线电阻,可采用
减小方法
_电__阻__率___小的材料或 _横__截__面__积___更大的导线
(2)减小导线中电流
电压损失 ΔU=__I_R___ (1)增大导线的 _横__截__面__积___来减小 输电线_电__阻___ (2)减小导线中电流
栏目 导引
第4章 远距离输电
命题视角 2 远距离输电的综合问题 为了减少火电站中煤的燃烧对大气的污染,要大力发展
水电.三峡水利工程中某一水力发电站的发电机组设计为:水 以 v1=3 m/s 的速度流入水轮机后以 v2=1 m/s 的速度流出,流 出水位比流入水位低 10 m,水流量 Q=10 m3/s,水轮机效率 为 75%,发电机效率为 80%,试问: (1)发电机组的输出电功率是多少? (2)如果发电机输出的电压为 240 V,用户需电压 220 V,输电 线路中能量损失为 5%,输电线电阻为530 Ω,那么所需升、降 压变压器的原、副线圈的匝数比分别是什么? [解题探究] (1)水轮机获得的机械能如何计算?
栏目 导引
第4章 远距离输电
(2)发电机的输出电流
I1=PU0=6242×40103 A=2 600 A
输电线路损失的功率

电能的远距离传输PPT课件

电能的远距离传输PPT课件
考虑到输电线上也有电功率的损失,可知D项也正确.
答案 AD
精品ppt
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4.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线;
用户得到的功率为P4=U4I4=219.6×200 W=4.392×104 W.
精品ppt
18
(3)若不经过变压而直接送到用户,求用户得到的电压和功率.
解析 若直接用 220 V 低压供电,电路如图所示,
则输电电流 I′=UP1=442×20103 A=200 A.
输电线路上的电压损失ΔU′=I′R线=200×0.2 V=40 V. 所以用户得到的电压U2′=U1-ΔU′=220 V-40 V=180 V, 用户得到的功率为P′=U2′I′=180×200 W=3.6×104 W.
线路上的电压损失 ΔU=I 线 R 线=PUR线,可知 ΔU∝1U,当输电电
压升高为原来的 n 倍时,电压损失变为原来的1n,故选项 C 正确.
答案 BC
精品ppt
10
针对训练 发电厂发电机的输出电压为U1,发电厂至学校的输电 线总电阻为R线,通过导线的电流为I,学校输入电压为U2,下列
计算输电线功率损耗的式子中,正确的是( )
ΔP=ΔUI
线=I2线R
线=PU222R
线. 精品ppt
14
3.特别强调
(1)升压变压器副线圈的电压U2不等于降压变压器原线圈的电压U3, 输电线上的电压损失ΔU=I线R线,输电线上的功率损耗
ΔP= I线2R 线.

高中物理第4章远距离输电第3节电能的远距离传输课件鲁科版选修3-2

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知 识 点 一


第 3 节 电能的远距离传输




知 识 点 二
为什么采用高压输电
[先填空] 1.电功率损失 由于电流的 热效应会引起电功率的损失,且满足 P 损=I2R 线,可以通过减小 输电线的电阻或减小输送电流来减小电功率的损失.
3.高压输电 减小 电阻要增粗导线,增粗导线又带来两个不利,其一,耗费更多的金属 材料;其二,会使电抗更大,造成更大的电压损失.只有采用小电流输电才会 避免上述问题,在保证输送功率不变的情况下,减小电流必须靠升高电压来实 现.
处理远距离输电问题的方法 处理远距离输电问题的方法,关键是抓住一图三线,一图即输电的线路图, 三线即三个关系:功率关系、电压关系和电流关系,抓住一图三线,按照从前 到后或从后向前的顺序分析,ΔP=I2R,I 为输电线上的电流,R 为线路电阻. 2.ΔP=UR2线,U 线为输电线路上损失的电压,R 为线路电阻. 3.ΔP=U 线·I,U 线为输电线上损失的电压,I 为线路上的电流.
高压交流输电和高压直流输 电
[先填空] 1.高压交流输电 (1)基本环节 升压变压器
降压变压器
发电厂(站) ―→ 高压输电线路 ―→ 用户
2.高压直流输电 (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 4-3-5 所示)
图 4-3-5
(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.
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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
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
(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?
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( ).
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
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.
U4

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?
• A.10倍
B.1/10倍
• C.100倍
D.1/100倍
P损=I
2
R=(
P U
)
2R例与练 Nhomakorabea• 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?
P
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

U3
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.
(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)
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( )
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。
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