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1、第五节电能的输送本讲稿第一页，共二十八页大亚湾核能发电厂大亚湾核能发电厂大亚湾核能发电厂大亚湾核能发电厂克拉玛依风力电厂克拉玛依风力电厂克拉玛依风力电厂克拉玛依风力电厂三峡水力发电厂三峡水力发电厂浙江玉环火电厂浙江玉环火电厂浙江玉环火电厂浙江玉环火电厂本讲稿第二页，共二十八页一、电能的输送一、电能的输送n1 1、优点：电能便于远距离输送、优点：电能便于远距离输送n2 2、输送电能的基本要求：、输送电能的基本要求：可靠可靠:少有故障少有故障 保质：电压、频率稳定保质：电压、频率稳定 经济：输电成本低经济：输电成本低 建造成本建造成本 运行成本运行成本 电能损耗电能损耗本讲稿第三页，共二十八页n二
2、、降低输电损耗的两个途径二、降低输电损耗的两个途径设输送的电功率为设输送的电功率为P P，输电电压为，输电电压为u u，输电线，输电线L L，S S，L L输电距离要保证不可行输电距离要保证不可行输电距离要保证不可行输电距离要保证不可行L L L L一定时一定时一定时一定时 S SR RII=P/u本讲稿第四页，共二十八页三、输电线上的电压损失三、输电线上的电压损失uu1 1 1 1、电压损失、电压损失、电压损失、电压损失 u=U-U u=U-U u=U-U u=U-U2 2 2 2、uuuu的原因：的原因：的原因：的原因：u=u=u=u=I I I IR R R R 输电线路上感抗、容抗造成
3、的输电线路上感抗、容抗造成的输电线路上感抗、容抗造成的输电线路上感抗、容抗造成的uuuu如何减少如何减少uu呢？呢？3 3 3 3、减少、减少、减少、减少uuuu的方法：的方法：的方法：的方法：RRRR I I I I使使使使U=IR U=IR U=IR U=IR 减小减小减小减小使使使使U=U=U=U=I I I I X X X XL L L L 和和和和 U=U=U=U=I I I I X X X XC C C C 减小减小减小减小输电电路图输电电路图本讲稿第五页，共二十八页练习练习1 1、远距离输电时，为了减少输电线上电能损、远距离输电时，为了减少输电线上电能损失，应（）失，应（）A.A
4、.提高输送电压，增大输送电流提高输送电压，增大输送电流 B.B.提高输送电压，减小输送电流提高输送电压，减小输送电流 C.C.减小输送电压，增大输送电流减小输送电压，增大输送电流 D.D.减小输送电压，减小输送电流减小输送电压，减小输送电流B本讲稿第六页，共二十八页练习练习2 2、在远距离输电中，输电线电阻一定，输送、在远距离输电中，输电线电阻一定，输送电功率一定，如果将输电电压提高到原来的电功率一定，如果将输电电压提高到原来的1010倍，倍，则输电线上消耗的功率变为原来的（）则输电线上消耗的功率变为原来的（）A.10 A.10倍倍 B.1/10B.1/10倍倍 C.100 C.100倍倍 D
5、.1/100D.1/100倍倍D D本讲稿第七页，共二十八页 练习练习3 3：发电厂电机的输出电压为：发电厂电机的输出电压为U U1 1，发电厂，发电厂至学校的的输电导线总电阻为至学校的的输电导线总电阻为R R，通过导线的电，通过导线的电流为流为I I，学校得到的电压为，学校得到的电压为U U2 2，则输电导线上损，则输电导线上损耗的功率可表示为耗的功率可表示为：（：（）AU12/R B(U1-U2)2/R CI2R D(U1-U2)I BCD PI2r=U2/r UIU=Ir=rPU本讲稿第八页，共二十八页 提高输电电压提高输电电压，从而减少，从而减少输电线路的电流，是减少电能输电线路的电流
6、，是减少电能损失的行之有效的办法损失的行之有效的办法本讲稿第九页，共二十八页电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用越高。输电线上的电压损失，除了与输电线的电阻有关，还越高。输电线上的电压损失，除了与输电线的电阻有关，还与感抗和容抗有关。当输电线路电压较高、导线截面积较大与感抗和容抗有关。当输电线路电压较高、导线截面积较大时，电感、电容造成的电压损失比电阻造成的还要大。实际时，电感、电容造成的电压损失比电阻造成的还要大。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、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
7、济要求等，要依照不同情况选择合适的输电电压。技术和经济要求等，要依照不同情况选择合适的输电电压。是不是输电电压越高越好是不是输电电压越高越好?我我国国常常用用的的远远距距离离输输电电采采用用的的电电压压有有110 110 kVkV、220 220 kVkV、330 330 kVkV，输输电电干干线线采采用用500 500 kVkV的的超超高高压压，西西北北电电网网达到达到750kV750kV。本讲稿第十页，共二十八页14223UUUURI用线 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器四、远距离高压输电原理图四、远距离高压输电原理图 电压之间的关系
8、是：电压之间的关系是：功率之间的关系是：功率之间的关系是：电流之间的关系是：电流之间的关系是：P1=P2nnUU4343=nnUU2121=U2=Ur+U3nnII3443=nnII1221=I2=Ir=I3P2=Pr+P3P3=P4本讲稿第十一页，共二十八页输电过程示意图本讲稿第十二页，共二十八页练习练习5 5、一小型发电站通过升压，降压变压器把、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电能输给用户。已知发电机的输出功率是500kW500kW，端电压为，端电压为500V500V，升压变压器原、副线，升压变压器原、副线圈的匝数比为圈的匝数比为1:51:5，两变压器
9、间输电线的总电，两变压器间输电线的总电阻为阻为1.51.5，降压变压器的输出电压为，降压变压器的输出电压为220V220V，不计变压器的损耗。求：不计变压器的损耗。求：（1 1）升压变压器的副线圈两端电压；）升压变压器的副线圈两端电压；（2 2）输电导线上的功率损失；）输电导线上的功率损失；（3 3）降压变压器原、副线圈的匝数比；）降压变压器原、副线圈的匝数比；（4 4）用户得到的功率。）用户得到的功率。（4 4）440kW440kW（1 1）2500V2500V（2 2）60kW60kW（3 3）10:110:1本讲稿第十三页，共二十八页解题方法总结：解题方法总结：n1、画出输电电路图：、画
10、出输电电路图：n2、以变压器为界划分各个独立回路，各回路可单独、以变压器为界划分各个独立回路，各回路可单独运用欧姆定律计算相关电压、电流、功率运用欧姆定律计算相关电压、电流、功率n3、各回路间通过变压器的规律相联系、各回路间通过变压器的规律相联系本讲稿第十四页，共二十八页练习练习6 6、发电机的输出电压为、发电机的输出电压为220V220V，输出，输出功率为功率为22kW22kW，输电线总电阻为，输电线总电阻为11，求：，求：（1 1）用户得到的电功率和电压。）用户得到的电功率和电压。（2 2）如果用）如果用1 1：100100的理想变压器先将电压的理想变压器先将电压升高，经过同样的输电线后，
11、再用升高，经过同样的输电线后，再用100100：1 1的理想变压器降压，供给用户，这时用户的理想变压器降压，供给用户，这时用户得到的电功率和电压又各是多大？得到的电功率和电压又各是多大？本讲稿第十五页，共二十八页析与解析与解本讲稿第十六页，共二十八页析与解析与解本讲稿第十七页，共二十八页五、电网供电五、电网供电采用电网供电的优点：采用电网供电的优点：可可以以在在能能源源产产地地使使用用大大容容量量发发电电机机组组,降降低低一一次次能能源源的的输输送送成成本本,获获得得最最大大的的经经济济效效益益.同同时时,电电网网可可以以减减少少断断电电的的风风险险,调剂不同地区电力供需平衡调剂不同地区电力供
12、需平衡,保障供电质量保障供电质量.通通过过网网状状的的输输电电线线、变变电电站站,将将许许多多电电厂厂和和广广大大用用户户连连接起来接起来,形成全国性或地区性的输电网络形成全国性或地区性的输电网络,这就是这就是电网电网.本讲稿第十八页，共二十八页练习练习7 7、如图所示某交流发电机输出功率为、如图所示某交流发电机输出功率为5105105 5W W，输出电压为，输出电压为U U1 1=1.010=1.0103 3V,V,假如输电线总电阻为假如输电线总电阻为R=10R=10，在输电线上损失的电功率等于输电功率的，在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%5%，用户使用的电压为，用户使用的电压为U U
13、用用=380V=380V，求：所用升压变，求：所用升压变压器和降压变压器的原副线圈的匝数比是多少？压器和降压变压器的原副线圈的匝数比是多少？本讲稿第十九页，共二十八页析与解析与解本讲稿第二十页，共二十八页析与解析与解本讲稿第二十一页，共二十八页析与解析与解本讲稿第二十二页，共二十八页练习练习练习练习9 9 9 9、某交流发电机输出功率为、某交流发电机输出功率为、某交流发电机输出功率为、某交流发电机输出功率为5105105105105 5 5 5 W W W W，输出电压为，输出电压为U=1.010U=1.010U=1.010U=1.0103 3 3 3 V V V V，假如输电线的总电阻，假如
14、输电线的总电阻，假如输电线的总电阻，假如输电线的总电阻R=10R=10R=10R=10，在输电线上损，在输电线上损，在输电线上损，在输电线上损失的电功率等于输电功率的失的电功率等于输电功率的失的电功率等于输电功率的失的电功率等于输电功率的5%5%5%5%，用户使用电压，用户使用电压，用户使用电压，用户使用电压U=380 V.U=380 V.U=380 V.U=380 V.（1 1 1 1）画出输电线路的示意图（标明各部分的符号）画出输电线路的示意图（标明各部分的符号）画出输电线路的示意图（标明各部分的符号）画出输电线路的示意图（标明各部分的符号）（2 2 2 2）所用升压和降压变压器的原、副线
15、圈的匝数比是多）所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多）所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多）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）少？（使用的变压器是理想变压器）少？（使用的变压器是理想变压器）少？（使用的变压器是理想变压器）1 1：10 10 2525：1 1本讲稿第二十三页，共二十八页练习练习1010、将电厂发出的、将电厂发出的400v400v电压通过升压变压器，采用电压通过升压变压器，采用10kv10kv的电压输送的电压输送10kw10kw的电功率，线路的总电阻为的电功率，线路的总电阻为1010，求：，求：1 1、升压变压器的原副线圈
16、匝数比、升压变压器的原副线圈匝数比2 2、输电线路损失电压，若降压变压器的匝数比为、输电线路损失电压，若降压变压器的匝数比为4545：1 1，用户得到的电压是多少？，用户得到的电压是多少？3 3、输电线中损失的电功率，用户得到的电功率分别是多少、输电线中损失的电功率，用户得到的电功率分别是多少？本讲稿第二十四页，共二十八页解题方法总结：解题方法总结：n1、画出输电电路图：、画出输电电路图：n2、以变压器为界划分各个独立回路，各回路可单独运用、以变压器为界划分各个独立回路，各回路可单独运用欧姆定律计算相关电压、电流、功率欧姆定律计算相关电压、电流、功率n3、各回路间通过变压器的规律相联系、各回路
17、间通过变压器的规律相联系本讲稿第二十五页，共二十八页小小 结结1 1、电能输送的要求（、电能输送的要求（了解了解）2 2、如何减小输电线上功率的损失、如何减小输电线上功率的损失 （理解理解）3 3、输电线路示意图及各物理量之间的、输电线路示意图及各物理量之间的 关系（关系（掌握掌握）本讲稿第二十六页，共二十八页例：某发电机输出功率例：某发电机输出功率P=100P=100千瓦，发电机端电压千瓦，发电机端电压U=250U=250伏，向伏，向远距离输电的输电线总电阻远距离输电的输电线总电阻R=8R=8欧。现要求输电损耗为输电功率欧。现要求输电损耗为输电功率的的5%5%，用户得到的电压恰好为，用户得到
18、的电压恰好为220220伏，则：伏，则：画出输电线路的示画出输电线路的示意图；意图；求出所用的变压器的原副线圈匝数比。求出所用的变压器的原副线圈匝数比。U4=220VU1=250V10U2U3解：解：线路上损耗的功率为线路上损耗的功率为P=5%*10P=5%*105 5=5000 W=5000 W，P=IP=I2 2 2 2 R,R,电流为电流为I I2 2=25A=25A，线路上的电压为线路上的电压为U=IU=I2 2 R=200V R=200V，U U2 2=P/I=P/I2 2=100000/25=4000V,=100000/25=4000V,U U3 3=U=U2 2-U=3800V-U=3800VU U4 4=220V=220V本讲稿第二十七页，共二十八页本讲稿第二十八页，共二十八页