3.1《高压输电原理》

3.1高压输电原理

学习目标： 1.掌握输电过程中降低输电损耗的两个途径.

2.理解高压输电的原理.

3.会对简单的远距离输电线路进行定量计算.

学习重点：理解高压输电的原理.

学习难点：会对简单的远距离输电线路进行定量计算.

学习方法：探究练习

学习过程：

基础知识：

一、远距离输电为什么要用高电压

如图1所示，假定输电线路中的电流为I，两条导线的总电阻为R，在图中导线电阻集中画为r，输送功率为P，发电厂输出的电压为U.那么：

图1

(1)远距离大功率输电面临的困难是什么？

(2)输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表达式是什么？降低输电损耗的两个途径是什么？

(3)为什么远距离输电必须用高压呢？

答案(1)在输电线上有损失.

(2)由于输电线有电阻，当有电流流过输电线时，有一部分转化为而损失掉了.这是输电线上功率损失的主要原因.

功率损失表达式：ΔP＝I2R，所以降低输电损耗的两个途径为：

①；②

(3)因为发电厂的输出功率P是一定的，由P＝UI得，要减小输电，必须提高输出 .

能力提升：

输电线上的电压损失和功率损失(设输电线的电阻为R，电流为I)

1.电压损失

输电线始端电压U与输电线末端电压U′的差值.ΔU＝U－U′＝IR.

2.功率损失

(1)远距离输电时，输电线有电阻，电流的热效应引起功率损失，损失的电功率ΔP＝I2R.

(2)若输电线上损失的电压为ΔU，则功率损失还可以表示为ΔP＝ΔU2

R

，ΔP＝

ΔU·I.

3.减小电压、功率损失的方法(1)减小输电线的电阻R

由R＝ρL

S

可知，距离L一定时，使用电阻率的材料，导体横截面积

可以减小电阻.

(2)减小输电电流I

由P＝UI可知，当输送功率一定时，电压可以减小电流.

[延伸思考] 为什么在用电高峰期家中的白炽灯灯光较暗？

答案：

二、交流输配电网

发电机发出的交变电流先送到升压变电站，将电压升高到220 kV以上，由高压输电线向远处输送.在用电区，先由第一级变电站将电压降到110 kV，再输送到第二级变电站，将电压降到10 kV，送到用电区.对普通生活用电，则还要用变压器进一步将电压降到220 V.

检测小结：

一、降低输电损耗的途径

例1如图2所示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( )

图2

A.增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失

B.高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗

C.在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小

D.高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好

二、输电线上功率损失的计算

例2 发电厂发电机直接向学校供电，发电机输出电压为U 1，发电厂至学校的

输电导线总电阻为R ，导线的电流为I ，学校得到的电压为U 2，则下列关于输电

线损失的功率的式子中错误．．

的是( ) A.U 21R B.U 1－U 22R

C.I 2R

D.I (U 1－U 2)

例3 三峡电站某机组输出的电功率为50万千瓦.

(1)若输出的电压为20万伏，则输电线上的电流为多少？

(2)某处与电站间每根输电线的电阻为10欧，则输电线上损失的功率为多少？它占输出功率的几分之几？

(3)若将电压升高至50万伏，输电线上的电流为多少？输电线上损失的功率又为多少？它占输出功率的几分之几？

解析 (1)

(2)

(3)