电能的远距离传输PPT课件
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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.