电能的远距离传输
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2、如何减少电压损失
ΔU=IR. (1)减少导线电阻 (2)减小输电线中的电流,提高输电电压
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.输电导线上损失的电功率的计算:按上面网 络图中的字母表示.
P 损=I 2线R线 P 损=(P /U)2R线 P 损=I 线U损.
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练习: 输送10kw的电功率,采用400V的电压 输电,输电线的总电阻为10Ω,求(1)输电线 中的电流?输电线中损失的电压是多少?用户 得到的电压是多少?(2)输电线损失的功率 是多少?用户得到的功率是多少?(3)如果 采用4000V电压输电,输电线损失的功率是多 少?
? ? ?电路知识
?4?输电导线上损耗的电功率:
?
ΔP=U线I线=I2线R线=???UP22???2R线.
? ??
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【典例1】 在远距离输电时,输送的电功率为P,输电电压为
U,所用导线的电阻率为ρ,横截面积为S,总长度为l,输电
线损失的功率为ΔP,用户得到的功率为P′,则下列关系式正
确的是( ).
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二、为什么要采用高压输电
4
(一)、输电线上的功率损失
1、为什么输电线上有电能损失? 由于输电线长,电阻大,当电流通过
输电线时,产生热量Q,损失一部分电能, 同时输电线上有电压降,故又损失一部 分电压. P损 ? I 2R
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2、如何减少电能损失?P损 ? I 2R
(1)减少导线电阻:
由电阻定律知
(1)升压变压器的副线圈两端电压;
(2)输电导线上的功率损失;
(3)降压变压器原、副线圈的匝数比;
(4)用户得到的功率。
(1)2500V (2)60kW
(3)10:1
(4)440kW
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例3、某交流发电机输出功率为5×105 W,输出电压为U=1.0×103 V,假如输 电线的总电阻R=10Ω,在输电线上损失 的电功率等于输电功率的5%,用户使用 电压U=380 V.
(1) 功率关系
P 1=P 2, P 3= P4, P2= ΔP + P3.→能量守恒 (2) 电压、电流关系
U U
1=
2
n n
1=
2Leabharlann I I2,1
U U
3=
4
n n
3=
4
I I
4.→理想变压器
3
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U2=U线+U3,I2=I3=I线.→串联电路中电压、电流?? 关系
?3?输电电流I:线=UP22=UP33=U2R-线U3.
R? ? L
S
①减小材料的电阻率ρ.银的电阻率最小,但
价格昂贵,目前选用电阻率较小的铜或铝
作输电线.
②减小输电线的长度L不可行,因为要保证输
电距离.
③增加导线的横截面积,可适当增大横截面
积。太粗不可能,既不经济又架设困难。
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(2)减小输电线中的电流
据 I=P/U
P损 ? I 2R =(P/U)2·R
(1)25A 250V 150V
(2)6250W 3750W
(3) 62.50W 11
三、远距离输电原理图
I1
P1
F
U 1 n1
I2
P2
n2 U 2
I3
r
线
P3
U 3 n3
I4
P4
n4 U 4
R 用
升压变压器
降压变压器
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远距离输电示意图
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我国常用的远距离输电采用的电压有 110 kV、220 kV、330 kV,输电
P损 ? I 2 R
提高输电电压 U:在输送功率 P一定,输电线电阻 R 一定的条件下, 输电电压提高到原来的 n倍, 输电线上电流将降为原来的 1/ n,
功率损耗将降为原来的 1/n2
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(二)输电线路上的电压损失
输电导线有电阻,电流通过输电导线时, 会在线路上产生电势降落,致使输电线路末端的 电压U/比起始端电压 U低,这就是输电线路上的 电压损失 ΔU= U/ -U. 其中电阻造成的电压损失 ΔU=IR.
干线采用500 kV的超高压,西北电网 正在建设 750kV 的线路。
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是不是输电电压越高越好?
电压越高,对输电线路和变压器的要求 越高,建设费用越高。实际输送电能时, 要综合考虑,如输送功率的大小、距离的 远近、技术和经济要求等,要依照不同情 况选择合适的输电电压。
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远距离输电的基本关系
图 2-7-3
( 1 )画出输电线路的示意图(标明各部 分的符号)
(2)所用升压和降压变压器的原、副线 圈的匝数比是多少?(使用的变压器是 理想变压器)
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1:10 25:1
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三、电网供电
采用电网供电的优点: 可以在能源产地使用大容量发电机
组,降低一次能源的输送成本,获得 最大的经济效益。同时,电网可以减 少断电的风险,调剂不同地区电力供 需平衡,保障供电质量。
A.ΔP=Uρ2lS
B.ΔP=PU22ρSl
BD
C.P′=P-Uρ2lS D.P′=P???1-UPρ2Sl???
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例2、一小型发电站通过升压,降压变压器把电能 输给用户。已知发电机的输出功率是500kW, 端电压为500V,升压变压器原、副线圈的匝数 比为1:5,两变压器间输电线的总电阻为1.5Ω, 降压变压器的输出电压为220V,不计变压器的 损耗。求:
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输送电能的基本要求是: 可靠:是指保证供电线路可靠地工作,
少有故障和停电。 保质:就是保证电能的质量,即电压和
频率稳定。 经济:是指输电线路建造和运行的费用
低,电能损耗小
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一、从发电厂到用户的输电线路
1.输电线路的构成 输电过程一般要从发电站开始,经过升压变压器,高压变电 所、低压变电所后,才能提供给工厂和一般用户 . 主要有: 发电机、升压变压器、输电线路、降压变压器、用电器 .
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