《远距离输电》课件

（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）
课堂练习：
7、某小型水电站发电机输出的电功率为100 kW， 输出电压250 V，现准备向远处输电，所用输电线 的总电阻为8Ω，要求输电时在输电线上损失的电 功率不超过输送电功率的5%，用户获得220 V电压. 求应选用匝数比为多大的升压变压器和降压变压器？ （理想变压器）
《远距离输电》
为了合理的利用能源,发电站要建在靠近这些能源的地 方.而用电的地方却很多,例如:
有的地方离发电站很远,因此需要把电能输送到远方,这 就涉及电能的输送问题．即:
一、电能的输送
1．电能输送的优点：
电能通过输电线就可以输送到远方．相对于煤炭、石 油等能源的输送需要大量的交通运载工具来说，“方便和
节约”是它突出的优点．
2．输送电能的基本要求：
可靠、保质、经济．
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。
二、输电的模型
思考： 怎样才能将电能由发电厂输送到用户呢？
输电线
r
电 源
U送
输电线
用 户
I1
P1
I2
P2
I3
I4
P4
r线
P3
F
U 1 n1
n2 U2
U3 n3
n4 U4
R用
在发电机与升压变压器原线圈组成的回路中
I 1 n2 由 I 2 n1
I2 n1 P n2 U 1
I1
P U1
2 输电线上 P I 2 R(
n1 P 2 ) R n2 U 1
n1 P 2 用户得到的功率 P用户 P P P ( ) R n2 U 1 n1 P U I R R 损失的电压 2 n2U 1
若输电电流为I，输电线的电阻为r，则功率损失为ΔP=I2r 若输送的功率为P，输电电压为U，电线的总长度为L，横 截面积为S，电阻率为 ，则功率损失可表示为： P ( P )2 L . U S
讨论与交流：
2、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。
低压输电：输电功率为100 kW以下，距离为几百米以内，
一般采用220 V的电压输电。
高压输电：输电功率为几千千瓦到几万千瓦，距离为几十
千米到几百千米，一般采用35 kV或110 kV的电
压输电。 超高压输电：输电功率为10万千瓦以上，距离为几百千米， 必须采用220 kV或更高的电压输电。 有110 kV、220 kV、330 kV，输电干线采用500 kV超 高压，西北电网的电压甚至达到750 kV。
点是
（ C ） A．可节省输电线的铜材料
B．可根据需要调节交流电的频率 C．可减少输电线上的能量损耗 D．可加快输电的速度
课堂练习：
2．在远距离输电过程中，为减少输电线路上 的电能损失，可采用的最佳方法是 A．使输电线粗一些。 （D ）
B．减短输电线长度。
C．减少通电时间。
D．采用高压输电。
课堂练习：
输送电压： 电源向外输电时，其两端的电压即为输送电压 。
输送功率： 电源对外发出的功率即输送功率。
三、降低能耗的两个途径 思考： 远距离大功率输电面临的困难是什么？
在输电线上有功率损失。
讨论与交流：
1、输电线上功率损失的原因是什么？功率损 失的表达式是什么？
输电线上功率损失的主要原因是由于输电线有电阻，会有 一部分电能转化为热能而损失掉。
D．以上说法均不正确。
课堂练习：
5．发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学
校的输电导线的总电阻为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（ BCD ）
A． U 1 R
2
2 ( U U ) B． 1 2 R
C． I2R
D．I（U1-U2）
课堂练习：
6、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)画出输电线路的示意图（标明各部分的符号）
3．远距离输送一定功率的交变电流，若输电电压 提高到原来的n倍，则下列说法中正确的是（ D ） A．输电线上的电流变为原来的n倍 B．输电线上的电压损失变为原来的1/n2 C．输电线上的电功率损失变为原来的1/n D．若输电线上的电功率损失不变，输电线路长度 可变为原来的n2倍
课堂练习：
4．下列关于减小远距离输电导线上热损耗的说法
P 2 P ( ) R 4 104 W U P 2 P ( ) R 4W U
总结：
减小输送电流的方法可以通过提高输电电压 来实现。
四、输电线上的电压损耗的降低
思考：
在输电过程中，电源输送的电压是否全部加在 用户上？ r
电 源
U损 U送 U用
用 户
造成电压损失的因素: （1）输电线电阻造成电压损失 U U 送 U 用 Ir （2）输电线的感抗和容抗造成电压损失．
U 3 U 2 U
n2U 1 n1 P R n1 n2 U 1
n4U 3 n4 n2U 1 n1 P U4 ( R) n3 n3 n1 n2 U 1
讨论与交流：
1、根据上述结果高压输电能否真的有效降 低能量损耗及电压损耗？ 2、是不是输电电压越高越好？为什么？
n1 P n1 P 2 R可知：电压越高， 1、由 P ( ) R 及 U n2U 1 n2 U 1
P2 P P3 U 2 U U 3
P3 P4
U 3 n3 U 4 n4
I 1 n2 电流关系： I 2 n1
I2 I3
I 3 n4 I 4 n3
探究与交流：
2、在高压输电模型中，设发电机的输出功率为 P，输送电压为U1，输电线的电阻r，升压变压器的原 副线圈匝数分别为n1，n2，降压变压器原副线圈分别 为n3，n4，你能算出线路中损失的功率和电压吗？用 户得到的功率和电压分别是多少？
中，正确的是（ C ） 大输电导线电阻，才能减小输电导线上的热损耗。 B．因为热功率P=IU，所以应采用低电压、小电流
U2 A．因为热功率 P R
，所以应降低输送电压，增
输电，才能减小输电导线上的热损耗。
C．因为热功率P=I2R，所以可采用减小输电线电阻
或减小输送电流的方法来减小输电导线上的热损耗。
3、若采用减小导线电阻的方法，在输电线长度 一定的情况下，应采用什么措施？
（1）减少输电线的长度L
L 由 R 可知： （2）增加导线的横截面积S S （3）减少材料的电阻率ρ
讨论与交流：
4、若采用减小导线中电流的方法，又应采用 什么措施？
减小输送功率P 由 P=IU 可知： 提高输电电压U 可减小输电电流。
(高中阶段计算中只考虑输电线电阻造成的电压损失)
远距离输电过程示意图
探究与交流：
1、在高压输电三个回路中，各部分的功率、电 压和电流关系如何？
I1
I2 P1 P2
I3
I4
r线
P3 U 3 n3Fra bibliotekP4F
U 1 n1
n2 U 2
n4 U 4
R用
功率关系： P1 P2
U 1 n1 电压关系： U n 2 2
想一想：
能否通过减小输送功率来减小输电电流？
由于电站的装机容量一定，因此电站向外输送的电功 率是一定的，即在实际中不能以用户少用或不用电来减少 输电线上的功率损失。
做一做：
把功率为22KW的电能用总电阻为2Ω的导线输送 到远方的用户，用220V的电压输电，导线损失的功 率为多少？若改用22KV的电压输电，导线损失的功 率又为多少？ 220V输电，损失的功率为 22KV输电，损失的功率为
功率和电压损失确实越小，可以有效降低能耗和电压损耗。
2、不是。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。
阅读与思考：
1、常用的输电模式有几种？各是什么？ 2、我国远距离输电采用的电压有哪几种？
六、电网供电
阅读与思考：
采用电网供电的优点是什么？
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。
远距离输电示意图
课堂练习：
1、远距离输送交变电流都采用高压输电。我国
西北电网正在建设750kV线路。采用高压输电的优