《遠距離輸電》課件

1、 為了合理的利用能源為了合理的利用能源, ,發(fā)電站要建在靠近這些能源的地發(fā)電站要建在靠近這些能源的地方方. .而用電的地方卻很多而用電的地方卻很多, ,例如例如: : 有的地方離發(fā)電站很遠有的地方離發(fā)電站很遠, ,因此需要把電能輸送到遠方因此需要把電能輸送到遠方, ,這這就涉及電能的輸送問題即就涉及電能的輸送問題即: :1 1電能輸送的優(yōu)點：電能輸送的優(yōu)點：2 2輸送電能的基本要求：輸送電能的基本要求：可靠：可靠：是指保證供電線路可靠地工作，少有故障和停電。是指保證供電線路可靠地工作，少有故障和停電。 電能通過輸電線就可以輸送到遠方相對于煤炭、石電能通過輸電線就可以輸送到遠方相對于煤炭、石油等

2、能源的輸送需要大量的交通運載工具來說，油等能源的輸送需要大量的交通運載工具來說，“方便和方便和節(jié)約節(jié)約”是它突出的優(yōu)點是它突出的優(yōu)點保質：保質：就是保證電能的質量，即電壓和頻率穩(wěn)定。就是保證電能的質量，即電壓和頻率穩(wěn)定。經濟：經濟：是指輸電線路建造和運行的費用低，電能損耗小。是指輸電線路建造和運行的費用低，電能損耗小。可靠、保質、經濟可靠、保質、經濟一、電能的輸送一、電能的輸送二、輸電的模型二、輸電的模型怎樣才能將電能由發(fā)電廠輸送到用戶呢？怎樣才能將電能由發(fā)電廠輸送到用戶呢？ 思考：思考：r輸電線輸電線輸電線輸電線電電 源源用用 戶戶U送送電源向外輸電時，其兩端的電壓即為輸送電壓電源向外輸電時

3、，其兩端的電壓即為輸送電壓 。輸送電壓：輸送電壓：電源對外發(fā)出的功率即輸送功率。電源對外發(fā)出的功率即輸送功率。 輸送功率：輸送功率：三、降低能耗的兩個途徑三、降低能耗的兩個途徑遠距離大功率輸電面臨的困難是什么？遠距離大功率輸電面臨的困難是什么？ 思考：思考：在輸電線上有功率損失。在輸電線上有功率損失。 1 1、輸電線上功率損失的原因是什么？功率損、輸電線上功率損失的原因是什么？功率損失的表達式是什么？失的表達式是什么？討論與交流：討論與交流： 輸電線上功率損失的輸電線上功率損失的主要主要原因是由于原因是由于輸電線有電阻輸電線有電阻，會有，會有一部分電能轉化為一部分電能轉化為熱能熱能而損失掉。而

4、損失掉。若輸電電流為若輸電電流為I I，輸電線的電阻為，輸電線的電阻為r r，則功率損失為，則功率損失為P P= =I I2 2r r若輸送的功率為若輸送的功率為P P，輸電電壓為，輸電電壓為U U，電線的總長度為，電線的總長度為L L，橫，橫截面積為截面積為S S，電阻率為，電阻率為 ，則功率損失可表示為：則功率損失可表示為：.)(2SLUPP 3 3、若采用減小導線電阻的方法，在輸電線長度、若采用減小導線電阻的方法，在輸電線長度一定的情況下，應采用什么措施？一定的情況下，應采用什么措施？ 2 2、降低輸電損耗的途徑是什么？、降低輸電損耗的途徑是什么？ 討論與交流：討論與交流：由由P P=

5、=I I2 2r r可知：可知：可減少功率損失。可減少功率損失。減少減少輸電線的電阻輸電線的電阻減少減少輸電線的電流輸電線的電流（3）減少材料的電阻率減少材料的電阻率（1）減少輸電線的長度減少輸電線的長度L L（2）增加導線的橫截面積增加導線的橫截面積S S由由 可知：可知：SLR 4 4、若采用減小導線中電流的方法，又應采用、若采用減小導線中電流的方法，又應采用什么措施？什么措施？ 討論與交流：討論與交流：減小輸送功率減小輸送功率P P由由 P P= =IU IU 可知：可知：提高輸電電壓提高輸電電壓U U可減小輸電電流。可減小輸電電流。 由于電站的裝機容量一定，因此電站向外輸送的電功由于電

6、站的裝機容量一定，因此電站向外輸送的電功率是一定的，即在實際中不能以用戶少用或不用電來減少率是一定的，即在實際中不能以用戶少用或不用電來減少輸電線上的功率損失。輸電線上的功率損失。想一想：想一想：能否通過減小輸送功率來減小輸電電流？能否通過減小輸送功率來減小輸電電流？ 把功率為把功率為22KW22KW的電能用總電阻為的電能用總電阻為22的導線輸送的導線輸送到遠方的用戶，用到遠方的用戶，用220V220V的電壓輸電，導線損失的功的電壓輸電，導線損失的功率為多少？若改用率為多少？若改用22KV22KV的電壓輸電，導線損失的功的電壓輸電，導線損失的功率又為多少？率又為多少？做一做：做一做：22KV2

7、2KV輸電，損失的功率為輸電，損失的功率為 220V220V輸電，損失的功率為輸電，損失的功率為 W4104 W4 RUPP 2)(RUPP 2)( 減小輸送電流的減小輸送電流的方法方法可以通過可以通過提高輸電電壓提高輸電電壓來實現。來實現?？偨Y：總結：造成電壓損失的因素造成電壓損失的因素: : 四、輸電線上的電壓損耗的降低四、輸電線上的電壓損耗的降低思考：思考： 在輸電過程中，電源輸送的電壓是否全部加在在輸電過程中，電源輸送的電壓是否全部加在用戶上？用戶上？r電電 源源用用 戶戶U送送U用用U損損IrUUU 用用送送（1 1）輸電線）輸電線電阻電阻造成電壓損失造成電壓損失（2 2）輸電線的）

8、輸電線的感抗感抗和和容抗容抗造成電壓損失造成電壓損失( (高中階段計算中高中階段計算中只考慮輸電線電阻只考慮輸電線電阻造成的電壓損失造成的電壓損失) ) 遠距離輸電過程示意圖遠距離輸電過程示意圖 1 1、在高壓輸電三個回路中，各部分的功率、電、在高壓輸電三個回路中，各部分的功率、電壓和電流關系如何？壓和電流關系如何？探究與交流：探究與交流：1 14 42 22 23 3UUUURI IF F用用線線 rI I1 1I I3 3I I4 4n1n2n3n4P1P2P3P4功率關系：功率關系：電壓關系：電壓關系：電流關系：電流關系：2121nnUU 1221nnII 4343nnUU 3443nn

9、II 32II 32UUU 21PP 32PPP 43PP 1 1、根據上述結果高壓輸電能否真的有效降、根據上述結果高壓輸電能否真的有效降低能量損耗及電壓損耗？低能量損耗及電壓損耗？ 2 2、是不是輸電電壓越高越好？為什么？、是不是輸電電壓越高越好？為什么？ 討論與交流：討論與交流： 1、由、由 及及 可知：電壓越高，可知：電壓越高，功率和電壓損失確實越小，可以有效降低能耗和電壓損耗。功率和電壓損失確實越小，可以有效降低能耗和電壓損耗。RUPnnP2121)( RUnPnU121 2 2、不是。電壓越高，對輸電線路和變壓器的要求越高，、不是。電壓越高，對輸電線路和變壓器的要求越高，建設費用越高

10、。實際輸送電能時，要綜合考慮，如輸送功率建設費用越高。實際輸送電能時，要綜合考慮，如輸送功率的大小、距離的遠近、技術和經濟要求等，要依照不同情況的大小、距離的遠近、技術和經濟要求等，要依照不同情況選擇合適的輸電電壓。選擇合適的輸電電壓。 閱讀與思考：閱讀與思考：1 1、常用的輸電模式有幾種？各是什么？、常用的輸電模式有幾種？各是什么？2 2、我國遠距離輸電采用的電壓有哪幾種？、我國遠距離輸電采用的電壓有哪幾種？低壓輸電：低壓輸電：輸電功率為輸電功率為100 kW100 kW以下，距離為幾百米以內，以下，距離為幾百米以內， 一般采用一般采用220 V220 V的電壓輸電。的電壓輸電。高壓輸電：高

11、壓輸電：輸電功率為幾千千瓦到幾萬千瓦，距離為幾十輸電功率為幾千千瓦到幾萬千瓦，距離為幾十 千米到幾百千米，一般采用千米到幾百千米，一般采用35 kV35 kV或或110 kV110 kV的電的電 壓輸電。壓輸電。超高壓輸電：超高壓輸電：輸電功率為輸電功率為1010萬千瓦以上，距離為幾百千米，萬千瓦以上，距離為幾百千米， 必須采用必須采用220 kV220 kV或更高的電壓輸電?；蚋叩碾妷狠旊姟?有有110 kV110 kV、220 kV220 kV、330 kV330 kV，輸電干線采用，輸電干線采用500 kV500 kV超超高壓，西北電網的電壓甚至達到高壓，西北電網的電壓甚至達到750

12、kV750 kV。采用電網供電的優(yōu)點是什么？采用電網供電的優(yōu)點是什么？ 六、電網供電六、電網供電閱讀與思考：閱讀與思考： 可以在能源產地使用大容量發(fā)電機組，降低一次能源的可以在能源產地使用大容量發(fā)電機組，降低一次能源的輸送成本，獲得最大的經濟效益。同時，電網可以減少斷輸送成本，獲得最大的經濟效益。同時，電網可以減少斷電的風險，調劑不同地區(qū)電力供需平衡，保障供電質量。電的風險，調劑不同地區(qū)電力供需平衡，保障供電質量。遠距離輸電示意圖遠距離輸電示意圖 1 1、遠距離輸送交變電流都采用高壓輸電。我國、遠距離輸送交變電流都采用高壓輸電。我國西北電網正在建設西北電網正在建設750kV750kV線路。采用

13、高壓輸電的優(yōu)線路。采用高壓輸電的優(yōu)點是點是 （ ） A A可節(jié)省輸電線的銅材料可節(jié)省輸電線的銅材料 B B可根據需要調節(jié)交流電的頻率可根據需要調節(jié)交流電的頻率 C C可減少輸電線上的能量損耗可減少輸電線上的能量損耗 D D可加快輸電的速度可加快輸電的速度C課堂練習：課堂練習： 2 2在遠距離輸電過程中，為減少輸電線路上在遠距離輸電過程中，為減少輸電線路上的電能損失，可采用的最佳方法是的電能損失，可采用的最佳方法是 （ ） A A使輸電線粗一些。使輸電線粗一些。 B B減短輸電線長度。減短輸電線長度。 C C減少通電時間。減少通電時間。 D D采用高壓輸電。采用高壓輸電。D課堂練習：課堂練習：

14、3 3遠距離輸送一定功率的交變電流，若輸電電壓遠距離輸送一定功率的交變電流，若輸電電壓提高到原來的提高到原來的n n倍，則下列說法中正確的是（倍，則下列說法中正確的是（ ） A A輸電線上的電流變?yōu)樵瓉淼妮旊娋€上的電流變?yōu)樵瓉淼膎 n倍倍 B B輸電線上的電壓損失變?yōu)樵瓉淼妮旊娋€上的電壓損失變?yōu)樵瓉淼?/1/n n2 2 C C輸電線上的電功率損失變?yōu)樵瓉淼妮旊娋€上的電功率損失變?yōu)樵瓉淼?/1/n n D D若輸電線上的電功率損失不變，輸電線路長度若輸電線上的電功率損失不變，輸電線路長度可變?yōu)樵瓉淼目勺優(yōu)樵瓉淼膎 n2 2倍倍D課堂練習：課堂練習： 4 4下列關于減小遠距離輸電導線上熱損耗的說

15、法下列關于減小遠距離輸電導線上熱損耗的說法中，正確的是（中，正確的是（ ） A A因為熱功率因為熱功率 ，所以應降低輸送電壓，增，所以應降低輸送電壓，增大輸電導線電阻，才能減小輸電導線上的熱損耗。大輸電導線電阻，才能減小輸電導線上的熱損耗。 B B因為熱功率因為熱功率P P= =IUIU，所以應采用低電壓、小電流，所以應采用低電壓、小電流輸電，才能減小輸電導線上的熱損耗。輸電，才能減小輸電導線上的熱損耗。 C C因為熱功率因為熱功率P P= =I I2 2R R，所以可采用減小輸電線電阻，所以可采用減小輸電線電阻或減小輸送電流的方法來減小輸電導線上的熱損耗?；驕p小輸送電流的方法來減小輸電導線上

16、的熱損耗。 D D以上說法均不正確。以上說法均不正確。C課堂練習：課堂練習：RUP2 5 5發(fā)電廠發(fā)電機的輸出電壓為發(fā)電廠發(fā)電機的輸出電壓為U U1 1，發(fā)電廠至學，發(fā)電廠至學校的輸電導線的總電阻為校的輸電導線的總電阻為R R，通過導線的電流為，通過導線的電流為I I，學校得到的電壓為學校得到的電壓為U U2 2，則輸電導線上損耗的功率可，則輸電導線上損耗的功率可表示為（表示為（ ）BCD課堂練習：課堂練習：A AB B C CI I2 2R R D DI I（U U1 1- -U U2 2）RU21RUU221)( 某交流發(fā)電機輸出功率為某交流發(fā)電機輸出功率為5 510105 5 W W，輸出電，輸出電壓為壓為U=1.0U=1.010103 3 V V，假如輸電線的總電阻，假如輸電線的總電阻R=10R=10，在，在輸電線上損失的電功率等于輸電功率的輸電線上損失的電功率等于輸電功率的5%5%，用戶使，用戶使用電壓用電壓U=380 V.U=380 V. (1) (1)畫出輸電線路的示意圖（標明各部分的符號）畫出輸電線路的示意圖（標明各部分的符號）（2 2）所用升壓和降壓變壓器的原、副線圈的匝數比）所用升壓和降壓變壓器的原、副線圈的匝數比是多少？（使用的變壓器是理想變壓器）是多少？（使用的變壓器是理想變壓器）課堂練習：課堂練