选修3-2-5.5-电能的输送

大亚湾核电站秦山核电站三峡水电站新疆风力发电为了合理利用能源,发电站要建在靠近这些能源地方火力发电站风力发电站水利发电站而用电的地方却分布很广:5.5电能的输送第五章交变电流东海县白塔高级中学高二物理组1．电能输送的优点：2．输送电能的基本要求：可靠：是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电。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．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。可靠、保质、经济一、电能的输送问题：在远距离大功率输电过程中，发电站输送的功率和电压是否全部加在用户上？r发电站用户UPU用P用ΔP、ΔUIrUUU用损失的电压：(高中阶段计算中只考虑输电线电阻造成的功率和电压损失)怎样计算输电线路损失的功率和电压？二、输电线上的功率和电压损失2用PPP损失的功率：Ir造成功率和电压损失的因素:输电线有电阻二、输电线上的功率和电压损失损失的功率:△P=I2r【例题】输送10KW的电功率,采用400V的电压输电,线路总电阻为10Ω，求(1)输电线中的电流是?线路损失的电压是?用户得到的电压?(2)输电线中损失的功率是多少?用户得到的功率有多少?I=25AΔU=250VU用=150Vr发电站用户UPU用P用Δp、ΔUΔP=6250WP用=3750W损失的电压:△U=Ir减少功率损失的方法减小输电线的电阻减小输电电流三、降低输电损耗的途径损失的功率:△P=I2rr发电站用户UPU用P用ΔPΔU1、在输电电流一定的情况下，如果线路的电阻减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的几分之一？在线路电阻一定的情况下，如果输电电流减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的几分之一？2、通过计算你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效？减小输电电流损失的电压:△U=IrSLR（1）减小材料的电阻率ρ（2）减小输电线的长度L（对于输电不适用）（3）增加导线的横截面积S用银、金最好(一般用铝或铜)问题1：如何减小输电线的电阻呢？I=2.5AΔP=62.5WP用=9937.5W[结论]能有效地减少电能损失减少输电电流(高压输电)问题2：在输出功率P一定的条件下，如何减小输电线中的电流呢？【比较】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:(3)如果有变压比为1:10的升压变压器升压后向用户输电，输电线中的电流?输电线损失的功率?用户得到的功率?因此：输电电压增大n倍，输电电流是原来的,损失的功率ΔP是原来的。1/n21/n问题3:大型发电机发出的电压不符合远距离输电的要求，怎么办？而到达目的地的电压也不符合用户的要求，怎么办？升压变压器降压变压器U1:U2=,U3:U4=,U2=+。I2:I1=,I4:I3=,I2=。P=P1=P2,P用=P3=P4,P2=+。P=P1=P2n1n2n3n4P用=P3=P4ΔUΔP【练习】根据已学的知识，完成下列填空。四、远距离输电原理图12:nn34:nnU3ΔU12:nn34:nnI3P用ΔP电压损失与功率损失2、输电线路上的功率损失为：1、输电线路上的电压损失为：ΔU=I2r=U2-U3P=P1=P2n1n2n3n4P用=P3=P4ΔUΔP远距离输电示意图有110kV、220kV、330kV，输电干线已采用500kV的超高压，西北电网的电压甚至达到750kV。问题1：目前我国常用的远距离输电采用的电压有哪几种？问题2：是不是输电电压越高越好？为什么?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。答：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。通过网状的输电线、变电站,将许多电厂和广大用户连接起来,形成全国性或地区性的输电网络,这就是电网.问题：采用电网供电的优点是什么？五、电网供电1．对于电能的输送，以下说法正确的是()A．输送电能的基本要求是：可靠、保质、经济B．减小输电导线上功率损失的唯一方法是采用高压输电C．减小输电导线上功率损失的唯一方法是增大导线的横截面积D．实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如输送功率大小、距离远近、技术和经济条件等[巩固练习]√√2．当远距离高压输送一定电功率时，输电线上损耗的功率与电路中的()A.输送电压的平方成正比B.输送电压的平方成反比C.输电线中电流的平方成正比D.导线中电流的平方成反比3．关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是()A．由功率P＝U2/R，应降低输电电压，增大导线电阻B．由P＝IU，应低电压小电流输电C．由P＝I2R，应减小导线电阻或减小输电电流D．上述说法均不对√√√4．远距离输送一定功率的交变电流，若送电电压提高到n倍，则输电导线上()A．电能损失为原来的1/n2倍B．电压损失为原来的1/n倍C．电能损失减少(n2-1)/n2倍D．电压损失减少(n-1)/n倍√√√√例5、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：（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。（4）440kW（1）2500V（2）60kW（3）10:1输送电路的计算步骤(1)画出供电示意图(2)以变压器铁心为界,分出各个回路,各回路可独立运用欧姆定律分析.(3)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.例6、某交流发电机输出功率为5×105W，输出电压为U=1.0×103V，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=380V.（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）1：1025：1