第3节 电能的输送.ppt

耗。
智能电网技术的应用
智能调度系统
实现电网的实时监测、控制和调 度，提高电网运行效率和可靠性
。
分布式能源接入
支持可再生能源的接入和利用， 实现能源的优化配置和利用。
用户互动管理
实现用户与电网的双向互动，提 供更加个性化、智能化的电力服
务。
06
电能输送的未来发展
超导技术在电能输送中的应用
总结词
超导技术具有零电阻、低损耗的特性，能够 大幅提高电能输送的效率和稳定性。
如FACTS技术，对输电线路的电压、电流等进行实时控制，提高输 电稳定性。
降低电能输送损耗
加强输电线路的维护与保养
01
定期检查线路状况，及时修复和更换受损设备，减少因设备故
障引起的损耗。
合理规划电网布局
02
优化电网结构，减少输电距离和转供电环节，降低输电损耗。
采用无功补偿技术
03
在输电线路中安装无功补偿装置，提高功率因数，减少无功损
节潮流实现电能的分配。
配电站的建设应考虑供电可靠性、运行 灵活性和经济性等因素，合理规划配电
站的布局和规模。
05
电能输送的优化与改进
提高电能输送效率
优化输电线路设计
采用高导电性能的导线材料，减少线路阻抗，提高输电效率。
推广高压输电技术
高压输电能够降低电流，减少线路损耗，提高输电效率。
采用先进的控制技术
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变压器由铁芯、绕组和绝缘材 料组成，通过电磁感应原理实 现电压的变换。
变压器有油浸式和干式两种类 型，根据输电线路的电压等级 和容量选择合适的变压器。
输电线
输电线是电能输送的主要通道， 负责将电能从发电厂输送到目的

18.3 电能的输送
从发电站到用电地区，通常都有相当长的一段距离。例如，三峡水电站发出的电要送到我国上海等东部地区使用，发电厂与用电处相距上千千米，那么怎么完成电能的输送、使能量传送过程中损耗降低呢？
高压输电线把强大的电能送到远方
思考：为什么输电线上有电能损失？
输电线本身具有电阻，当电流通过时输电线会产生电流的热效应，从而以热量的形式将电能损失掉了。
不矛盾
当输送电的总功率一定时，若要电流减小，则需要电压增大；这样电路中就会损失较少的电能，所以在远距离输电时宜采用高压输电。
我国常用的远距离输电采用的电压有110 kV、220 kV、330 kV，输电干线采用500 kV的超高压，西北电网达到750kV。
思考：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。
跨步电压触电
措施：双脚并在一起，或尽快用一条腿跳着离开危险区。
观看视频，了解跨步电压触电。
安全用电原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体
2.高压触电的防护及安全用电原则
为了防止高压触电造成人身伤害，必须远离高压带电体，如发现有高压输电线断落地面时，不可走近，应立即设立警示标志，并通知有关电力部门进行抢修。
高压输电线被狂风刮断，线头落在地上，如图所示，人走进落地的线头，将会怎样？
电弧触电：人与高压带电体距离到一定值时，高压带电体与人体之间会发生放电现象，导致触电。
1、高压触电的两种形式
措施：高压输电线都架得很高。
注意：在日常生活中，禁止在高压线附近放风筝。
观看视频，了解电弧触电。
跨步电压触电：高压电线落在地面上时，在距高压线不同距离的点之间存在电压。人的两脚间存在足够大的电压时，就会发生跨步电压触电。

• 1.输电导线的功率损失分析
– 减小电阻(受条件制约) – 高电压输电(应用广泛)
– P损=I2R=P2R线/U2送
• 2 .简单输送电路的计算和步骤
– 画出供电示意图 – 以变压器铁心为界线分出各个回路,各回路可
独立运用欧姆定律分析.
– 各回路间通过线圈匝数比与电压比和电流比的 关系,总功率不变等联系.
I (U1 U2 )
2.某发电站的输出功率为104kw，输出电压为4kV，通 过理想变压器升压后向80km远处供电。已知输电导线 的电阻率为ρ＝2.4×10-8Ω•m，导线横截面积为 1.5×10-4m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%， 求： （1）升压变压器的输出电压；
（2）输电线路上的电压损失。
交流高压输电的基本环节
升压变压器
发电站
用户
降压变压器
高压输电
输电线路示意图
I1
I2
∆U、∆P
I3 I4
发 电 厂
~
P1 U1
U2 P2
P3 U3
用 P4U4 户
n1 n2
n3 n4
功率关系： P1=P2 , P2= ∆P+P3 , P3=P4
电压关系：U1 n1 U 2 n2
U2= ∆U +U3
百米以内。
高压输电线路：
输电电压35kV或110kV------输电功率100kW以下，
距离为几十千米到上百千米。
超高压输电线路：
输电电压220kV以上------输电功率10万kW以上， 距
330KV、 500KV、 750KV
离为几百千米以上。
一般说，发电厂发出的电只有几千伏，
若要进行几百公里的传输，你能设计出 简单的远距离输电电路吗？讨论一下， 画出简单示意图！

解：1、由P=UI 得I=P/U
当U1=5KV时，I1=200A；当U2=50KV时， I2=20A 2、由P损=I2R线， 当U=5KV时， P损1=（200）2×10=400KW 当U=50KV时， P损2=（20）2×10=4KW
思考：若输电电压提高100倍，则输送过程中损失的 功率变为原来的多少倍？ 1/10000 我国远距离输电采用110KV、220KV、330KV的电压， 少数线路已经采用550KV 思考：是不是输电电压越高越好？为什么？ 不是。电压过高，会增加绝缘有困难，因而架线的费 用增加，输电线路还容易向大气放电，增加电能的损 失。要综合考虑，选择合适的输电电压。 说明：一般大型发电机组发电电压是10KV左右，要先 升到110KV、220KV、330KV或550KV后经高压架空线送 出。到了用电区，又要遂级把电压降下来。
2 .简单输送电路的计算和步骤
画出供电图
以变压器铁心为界线分出各个回路,各回路可
独立运用欧姆定律分析. 各回路间通过线圈匝数比与电压比和电流比的 关系,总功率不变等联系.
达标练习
1．发电厂电机的输出电压为U1,发电厂至学校 的的输电导线总电阻为R通过导线的电流为I, 学校得到的电压为U2，则输电导线上损耗的 功率可表示为： A．U12/R B．(U1-U2)2/R C ．I 2R D．(U1-U2)I
火力发电站
风力发电站
水利发电站
大亚湾核电站
秦山核电站
三峡水电站
新疆风力发电
而用电的地方却分布很广:
电 能 的 输 送 示 意 图
一、电能的输送
1、面临的问题 电流流过输电导线时，由于电流的热效应， 必然有一部分电能转化成热而损失掉。 2、发热损失电能的计算：P损=I2R 3、减小输电线上电能损失的办法： 由热功率计算公式可看出 （1）减小输电线的电阻 （2）减小输送的电流

电能的输送
<有关报道>
入夏至今，许多省市高温不退，空调使用和企业 生产导致不少地区用电负荷成倍增长，电力紧张 状况进一步加剧，拉闸限电频频发生。预计今年 全国电量短缺将达600亿千瓦时。在全国齐叫 “电荒”的同时，不少地区电能利用效率低下--由于线损率较高，终端用电设备老化、技术和管 理落后，全国每年浪费电力近2000亿千瓦时，相 当于两个建成后的三峡电站发电量。专家指出， 由于输送、用电等环节电效损失过高，进一步加 剧了目前的“电荒”状况；提高电能效率与加强 电力建设应放在同等地位，这不仅有利于缓解电 力紧张的局面，还能促进资源节约型社会的建立。
远 距 离 输 送 电 示 意 图
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演讲人: XXX
PPT文档·教学课件
（大家谈）：在实际生活中，我们经 常会发现，在用电时，家里的灯泡会 比平常暗一些。为什么？
当并联的用电器越来越多时，总 电阻减小，干路输电线电阻（相 当于R）中的电流就越大，分去 的电压就越大，从而导致家用电 器两端电压降低，实际功率在减 小，就形成这个现象。
阅读课本P100页“西电东送”这一节。 我国东西部距离远达数千公里，输电 线上的电阻肯定很大，怎样才能减少 输电过程中的能量损耗呢？即怎样才 能减少输电过程中电流所做的功?
分析与解：据题意得，为了使损耗功 率限制在输送功率的5％以内，则允许 输电线上损耗功率为:
P线=200KW×5％=10KW。 又P线= I2R线 R线= P线/ I2=104/9002=0。0123Ω。 根据电阻定律R=ρL/s（ρ铜=1。7×10-
8Ωm,注意l为10KM×2）
得s=0.0276m2=276cm2.。
220V
用

升压变压器
降压变压器
二、在高压输电三个回路中，各部分的功率、电压 和电流关系
I1
P1 I2 P2 ∆U
I3
P3 U 3 n3
I4 2
n4 U 4
R用
升压变压器
降压变压器
功率关系： P1 P2
U 1 n1 电压关系： U n 2 2
P2 P P3 U 2 U U 3
3．远距离输送一定功率的交变电流，若输送 电压提高为原来的n倍，则（BC ） A．输电导线的电功率损耗为原来的1/n B．输电导线的电功率损耗为原来的1/n2 C．输电导线的电压损耗为原来的1/n D．输电导线的电压损耗为原来的n倍
4.
D
5.
C
（1）水电站升压变压器原、副线圈匝数比n1：n2；1/5 （2）输电线路导线电阻R线； 20欧 （3）用户降压变压器原、副线圈匝数比n3：n4。 95/11
∆U
升压变压器
降压变压器
输电电流：
P3 U P2 I线 I 2 I 3 U 2 U3 r
输电线上电压损耗：
U U 2 U3 I线r
I 发 电 厂
r
U
用 户
输电电路图
讨论与交流：
1、降低输电损耗的途径是什么？
减少输电线的电阻 由ΔP=I2r可知： 减少输电线的电流 可减少功率损失。
2、若采用减小导线电阻的方法，在输电距离一定 的情况下，应采用什么措施？
（1）增加导线的横截面积S （2）减少材料的电阻率ρ
L 由 R 可知： S
2 2 线
功率损耗:
U P P2 P3 I r UI线 r
课堂小结
1）高压输电是降低输电线路损耗的有效途 径 2）输电过程中，输电导线上功率、电压、电流 之间的关系

实用交流发电机
实际的交流发电机，结构比较复杂，但
主要由转子（转动部分）和定子（固定 部分）两部分组成 . 转子由水轮、汽 轮机或内燃机来带动. 大型发电机发出很高的电压和很强的电 流，要采用线圈不动、磁极旋转的方式 发电 . 这种发电机叫做旋转磁极式发电 机.
P I R 损
2
减少电能损失的方法： (1)减小导线电阻 (2)减小输电线中的电流
(1)减小输电线的电阻
L R 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，因为要保证输电距 离，所以长度是无法缩短的。 3、可适当增大横截面积。太粗不可能，既不 经济又架设困难。
变压器
升压变压器
发电站
用户
降压变压器
高压输电线
低压输电线路：
输电电压220V，输电功率100kW以下， 距离为几百米以内。
高压输电线路：
输电电压35kV或110kV，输电功率 100kW以下，距离为几十千米到上百千米。
超高压输电线路：
输电电压220kV以上，输电功率10万kW 以上， 距离为几百千米以上。
(2)减小输电线中的电流
I=P/U
1、降低电功率。电功率降低，输出电能的 速度就会减慢，造成电能的供不应求。对 我们的日常生活生产造成影响。
2、增大电压。增大电压，线路中的电流就 会减小，这样电路中就会损失较少的电能， 所以这个方法是可行的。
在保证用户的电功率的前提下， 怎样才能减小电能输送中的损失？
P P P 用户 输送 损
P输送 U 输送 I 输送
提高输电电压, 是减少电能在输送线路上损失的 最有效的办法
是不是输电电压越高越好?