电能的远距离传输PPT课件

R
线，则输电电流
I
P 线＝U，线路的功率损失
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ΔP＝I2线R
线＝PU2R2线，
可知 ΔP∝U12，当输电电压 U 升高为原来的 n 倍时，功率损失变
1
为原来的n2，故选项 B 正确；
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.
解析 示意图如图所示.
解析 由图可知，升压变压器副线圈两端的输出电压
U2＝nn21U1＝2200 V.据理想变压器 P 入＝P 出，则升压变压器 副线圈的输出电流 I2＝UP2＝424×201003 A＝20 A， 输电线上的功率损失和电压损失分别为
P 损＝I2 2R 线＝202×0.2 W＝80 W.
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
BC 抗产生的损失)(
) 答案
A.功率损失是原来的1n
1
B.功率损失是原来的n2
1
C.电压损失是原来的n
D.电压损失是原来的 n 倍
解析 设输电电压为 U，所输送的功率为 P，输电线路总电阻为
ΔP＝ I线2R 线.
(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.
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
U损＝ΔU＝I2R线＝20×0.2 V＝4 V. 所以降压变压器原线圈的输入电压和电流为 U3＝U2－U损＝2 200 V－4 V＝2 196 V，I3＝I2＝20 A. 降压变压器副线圈的输出电压和电流为
UI4＝4＝nnnn34I343U＝3＝1011×0×202A1＝962V00＝A2.19.6 V，
答案 BC
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( )
答案 BCD
A. U12 R线
U1－U22 B.
R线
C.I2R 线
D.I(U1－U2)
解析 输电线功率损耗 P 损＝I2R 线＝UR2线线＝IU 线， 其中 U 线＝U1－U2，故 B、C、D 正确.
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、降低输电损耗的两个途径
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线，则输电线 上的功率损失为ΔP＝I2R线.
(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.
用户得到的功率为P4＝U4I4＝219.6×200 W＝4.392×104 W.
(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.
输电线上损耗的问题
1.某发电厂原来用电压为 U1 的交流电输电，后改用变压比为 1∶50 的升压
器将电压升高为 U2 后输电，输送的电功率保持不变.若输电线路的总电阻为
AC RA.线由，公则式下列I＝说UP2法可中知正，确提的高是电(压后输)答电案线上的电流降为原来的510
B.由公式 I＝RU线2 可知，提高电压后输电线上的电流增为原来的 50 倍
例2 发电机两端电压为220 V，输出功率44 kW，输电导线的总 电阻为0.2 Ω，如果用原、副线圈匝数之比为1∶10的升压变压 器升压，经输电线后，再用原、副线圈匝数比为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； (2)求用户得到的电压和功率； (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.
答案 BCD
二、远距离输电及基本关系 1.输电线路的构成 由发电机、升压变压器、输电导线、降压变压器、用电器构成. 2.远距离输电的基本关系(如图所示)
(1)功率关系
P1＝P2，P3＝P4，P2＝ΔP＋P3→能量守恒
(2)电压、电流关系
UU12＝nn12＝II21，UU34＝nn34＝II43→理想变压器
U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I 线→串联电路中电压、电流关系
(3)输电导线中电流：
I 线＝PU22＝PU33＝U2R－线U3.
(4)输电导线上损耗的电功率：
ΔP＝ΔUI 线＝I2线R 线＝PU222R 线.
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
能采取 减小 输电电流的方法，或减小输电线电阻的方法.
3.高压输电：由P＝UI知，在保证P不变的情况下，必须 提高 输
送电压U，才能减小电流I.
二、高压交流输电 1.远距离输电的基本思路.如图所示. 在发电站内用 升压 变压器升高电压.然后进行远距离输电，在 用电区域通过降压变压器降压.
2.电网 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. 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)合理地调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高.