第五節(jié)、電能的輸送

第五節(jié)電能的輸送大亞灣核能發(fā)電廠克拉瑪依風(fēng)力電廠三峽水力發(fā)電廠浙江玉環(huán)火電廠一、電能的輸送1、優(yōu)點(diǎn)：電能便于遠(yuǎn)距離輸送2、輸送電能的基本要求：可靠:少有故障保質(zhì)：電壓、頻率穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)：輸電成本低建造成本運(yùn)行成本電能損耗二、降低輸電損耗的兩個(gè)途徑設(shè)輸送的電功率為P，輸電電壓為u，輸電線L，S，ρL↓—輸電距離要保證不可行L一定時(shí)ρ↓S↑R↓I↓I↓=P/u↑三、輸電線上的電壓損失△u1、電壓損失△u=U-U’2、△u的原因：①△u=IR②輸電線路上感抗、容抗造成的△u如何減少△u呢？3、減少△u的方法：①R↓②I↓使△U=IR減小使△U=IXL和△U=IXC減小輸電電路圖練習(xí)1、遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，為了減少輸電線上電能損失，應(yīng)（）A.提高輸送電壓，增大輸送電流B.提高輸送電壓，減小輸送電流C.減小輸送電壓，增大輸送電流D.減小輸送電壓，減小輸送電流B練習(xí)2、在遠(yuǎn)距離輸電中，輸電線電阻一定，輸送電功率一定，如果將輸電電壓提高到原來的10倍，則輸電線上消耗的功率變?yōu)樵瓉淼模ǎ〢.10倍 B.1/10倍 C.100倍 D.1/100倍D

練習(xí)3：發(fā)電廠電機(jī)的輸出電壓為U1，發(fā)電廠至學(xué)校的的輸電導(dǎo)線總電阻為R，通過導(dǎo)線的電流為I，學(xué)校得到的電壓為U2，則輸電導(dǎo)線上損耗的功率可表示為：（）

A．U12/RB．(U1-U2)2/RC．I2R D．(U1-U2)IBCD

⊿P＝I2r=⊿U2/r＝⊿UI⊿U=Ir=rPU練習(xí)4：輸送10kw的電功率，采用400V的電壓輸電，輸電線的總電阻為10Ω，求（1）輸電線中的電流？輸電線中損失的電壓是多少？用戶得到的電壓是多少？（2）輸電線損失的功率是多少？用戶得到的功率是多少？（3）如果采用4000V電壓輸電，輸電線損失的功率是多少？用戶得到的功率是多少？（1）25A250V150V（2）6250W

3750W（3）62.50W

9937.5w

提高輸電電壓，從而減少輸電線路的電流，是減少電能損失的行之有效的辦法電壓越高，對(duì)輸電線路和變壓器的要求越高，建設(shè)費(fèi)用越高。輸電線上的電壓損失，除了與輸電線的電阻有關(guān)，還與感抗和容抗有關(guān)。當(dāng)輸電線路電壓較高、導(dǎo)線截面積較大時(shí)，電感、電容造成的電壓損失比電阻造成的還要大。實(shí)際輸送電能時(shí)，要綜合考慮，如輸送功率的大小、距離的遠(yuǎn)近、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)要求等，要依照不同情況選擇合適的輸電電壓。是不是輸電電壓越高越好?我國(guó)常用的遠(yuǎn)距離輸電采用的電壓有110kV、220kV、330kV，輸電干線采用500kV的超高壓，西北電網(wǎng)達(dá)到750kV。14223UUUURI用線

rI1

I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升壓變壓器降壓變壓器四、遠(yuǎn)距離高壓輸電原理圖

電壓之間的關(guān)系是：功率之間的關(guān)系是：電流之間的關(guān)系是：～P1=P2nnUU4343=nnUU2121=U2=Ur+U3nnII3443=nnII1221=I2=Ir=I3P2=Pr+P3P3=P4輸電過程示意圖練習(xí)5、一小型發(fā)電站通過升壓，降壓變壓器把電能輸給用戶。已知發(fā)電機(jī)的輸出功率是500kW，端電壓為500V，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1:5，兩變壓器間輸電線的總電阻為1.5Ω，降壓變壓器的輸出電壓為220V，不計(jì)變壓器的損耗。求：（1）升壓變壓器的副線圈兩端電壓；（2）輸電導(dǎo)線上的功率損失；（3）降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比；（4）用戶得到的功率。（4）440kW（1）2500V（2）60kW（3）10:1練習(xí)8、學(xué)校有一臺(tái)應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)，內(nèi)阻為r=1Ω，升壓變壓器匝數(shù)比為1∶4，降壓變壓器的匝數(shù)比為4∶1，輸電線的總電阻為R=4Ω，全校22個(gè)教室，每個(gè)教室用“220V，40W”的燈6盞，要求所有燈都正常發(fā)光，則：(1)輸電線上損耗的電功率多大？(2)發(fā)電機(jī)的輸出功率多大？(3)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)多大？練習(xí)6、發(fā)電機(jī)的輸出電壓為220V，輸出功率為22kW，輸電線總電阻為1Ω，求：（1）用戶得到的電功率和電壓。（2）如果用1：100的理想變壓器先將電壓升高，經(jīng)過同樣的輸電線后，再用100：1的理想變壓器降壓，供給用戶，這時(shí)用戶得到的電功率和電壓又各是多大？

析與解析與解五、電網(wǎng)供電采用電網(wǎng)供電的優(yōu)點(diǎn)：可以在能源產(chǎn)地使用大容量發(fā)電機(jī)組,降低一次能源的輸送成本,獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益.同時(shí),電網(wǎng)可以減少斷電的風(fēng)險(xiǎn),調(diào)劑不同地區(qū)電力供需平衡,保障供電質(zhì)量.通過網(wǎng)狀的輸電線、變電站,將許多電廠和廣大用戶連接起來,形成全國(guó)性或地區(qū)性的輸電網(wǎng)絡(luò),這就是電網(wǎng).練習(xí)7、如圖所示某交流發(fā)電機(jī)輸出功率為5×105W，輸出電壓為U1=1.0×103V,假如輸電線總電阻為R=10Ω，在輸電線上損失的電功率等于輸電功率的5%，用戶使用的電壓為U用=380V，求：所用升壓變壓器和降壓變壓器的原副線圈的匝數(shù)比是多少？析與解析與解析與解練習(xí)9、某交流發(fā)電機(jī)輸出功率為5×105W，輸出電壓為U=1.0×103V，假如輸電線的總電阻R=10Ω，在輸電線上損失的電功率等于輸電功率的5%，用戶使用電壓U=380V.（1）畫出輸電線路的示意圖（標(biāo)明各部分的符號(hào)）（2）所用升壓和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是多少？（使用的變壓器是理想變壓器）1：1025：1練習(xí)10、將電廠發(fā)出的400v電壓通過升壓變壓器，采用10kv的電壓輸送10kw的電功率，線路的總電阻為10Ω，求：1、升壓變壓器的原副線圈匝數(shù)比2、輸電線路損失電壓，若降壓變壓器的匝數(shù)比為45：1，用戶得到的電壓是多少？3、輸電線中損失的電功率，用戶得到的電功率分別是多少？解題方法總結(jié)：1、畫出輸電電路圖：2、以變壓器為界劃分各個(gè)獨(dú)立回路，各回路可單獨(dú)運(yùn)用歐姆定律計(jì)算相關(guān)電壓、電流、功率3、各回路間通過變壓器的規(guī)律相聯(lián)系小結(jié)1、電能輸送的要求（了解）2、如何減小輸電線上功率的損失（理解）3、輸電線路示意圖及各物理量之間的關(guān)系（掌握）例：某發(fā)電機(jī)輸出功率P=100千瓦，發(fā)電機(jī)端電壓U=250伏，向遠(yuǎn)距離輸電的輸電線總電阻R=8歐?，F(xiàn)要求輸電損耗為輸電功率的5%，用戶得到的電壓恰好為220伏，則：①畫出輸電線路的示意圖；②求出所用的變壓器的原副線圈匝數(shù)比。U4=220VU1=250V10