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1、电能的输送问题1:当今社会生产生活都离不开电能,那么你知道电能是哪些能量转换而来的呢?煤炭和石油蕴藏的化学能、核能、风能、水能、太阳能等人口与资源分布的不人口与资源分布的不均衡,不合理。均衡,不合理。那么怎样解决这一问题?那么怎样解决这一问题?因为电能最便于远距离输送,因为电能最便于远距离输送,所以将其他资源转化成电能输所以将其他资源转化成电能输送到全国各地。送到全国各地。三峡水电站三峡水电站新疆风力发电新疆风力发电秦山核电站秦山核电站一、电能的输送一、电能的输送输送电能的基本要求是: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。
2、经济:是指输电线路建造和运行的费用低,电能损耗小问题问题2 2:观察输电线路图,想想为什么输电:观察输电线路图,想想为什么输电线上有电能损失呢?线上有电能损失呢?由由于于输输电电线线长长,电电阻阻大大,当当电电流流通通过过输输电电线线时时,产产生生热热量量Q,损损失失一一部部分分电电能能,同同时时输输电线上有电线上有电压降电压降,故又损失一部分电压,故又损失一部分电压. .思考思考: :问题问题3 3:如何减少电能损失?:如何减少电能损失?P=I2r(1 1)减小导线电阻)减小导线电阻(2 2)减小输电线中的电流)减小输电线中的电流P由电阻定律知由电阻定律知1.1.减小导线电阻降低输电线上电能
3、损失减小导线电阻降低输电线上电能损失减小材料的电阻率减小材料的电阻率. .银的电阻率最小银的电阻率最小, ,但价格但价格昂贵昂贵, ,目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线. .减小输电线的长度减小输电线的长度L L不可行不可行, ,因为往往输电距离因为往往输电距离是一定的是一定的. .增加导线的横截面积增加导线的横截面积, ,可适当增大横截面积可适当增大横截面积. .太粗不可能太粗不可能, ,既不经济又架设困难既不经济又架设困难.方法方法: :二、降低能耗的两个途径二、降低能耗的两个途径二、降低能耗的两个途径二、降低能耗的两个途径2.2.减小输电线中的电流降低输
4、电线上电能损失减小输电线中的电流降低输电线上电能损失P=I2r问题问题4:假设输送的功率:假设输送的功率P一定,如何减少输电一定,如何减少输电线上的电流呢?线上的电流呢?1/100问题问题6:哪哪种种方法更有效?方法更有效?结论:提高输电电压结论:提高输电电压,减小输电电流,是减小输电电流,是减少电能损失的行之有效的办法。减少电能损失的行之有效的办法。问题问题5:若输电电压提高:若输电电压提高10倍,则输送过倍,则输送过程中损失的功率变为原来的多少倍?程中损失的功率变为原来的多少倍?我国常用的远距离输电采用的电压有我国常用的远距离输电采用的电压有 110 kV 110 kV、220 kV220
5、 kV、330 kV330 kV输电干线采用输电干线采用500 kV500 kV的超高压,西北电网正在建设的超高压,西北电网正在建设750kV750kV的线路的线路我国皖电东送的工程,已经达到我国皖电东送的工程,已经达到1000kv1000kv以上的高压,以上的高压,得到了世界性的突破得到了世界性的突破问题问题7:是不是输电电压越高越好?:是不是输电电压越高越好? 电压越高,对输电线路以及变压器等设备的绝缘要求电压越高,对输电线路以及变压器等设备的绝缘要求也越高,建设和维护费用就越高。实际输送电能时,也越高,建设和维护费用就越高。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、技术要
6、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。和经济要求等,要依照不同情况选择合适的输电电压。 升压变压器升压变压器问题9:但实际所用电压并不高但实际所用电压并不高,怎么怎么办呢办呢?降压变压器降压变压器问题10:接下来请同学们设计一个远设计一个远距离输电的原理图距离输电的原理图?问题8:高压输电可以大幅度减少电能的损耗,但是发电机的输出电压不可能很高,那怎样得到高压呢?三.远距离输电原理图14223UUUURIF用线 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器1.1.在高压输电三个回路中,各部分的功率
7、、电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?压和电流关系如何?1 14 42 22 23 3UUUURI IF F用用线线 rI I1 1I I3 3I I4 4n n1 1n n2 2n n3 3n n4 4P1P2P3P4功率关系:功率关系:电压关系:电压关系:电流关系:电流关系:例例1.发电机的端电压为发电机的端电压为220 V,输出功率,输出功率44 kW,输电,输电导线的电阻为导线的电阻为0.2 ,如果用初、次级线圈匝数之比为,如果用初、次级线圈匝数之比为1 10的升压变压器升压,经输电线后,再用初、次级线的升压变压器升压,经输电线后,再用初、次级线圈匝数比为圈匝数比
8、为10 1的降压变压器降压供给用户的降压变压器降压供给用户(1)画出全过程的线路示意图;画出全过程的线路示意图;(2)求用户得到的电压和功率;求用户得到的电压和功率;(3)若不经过变压而直接送到用户,求用户得到的电压若不经过变压而直接送到用户,求用户得到的电压和功率和功率 (1)示意图如图所示示意图如图所示 (3)则输电电流则输电电流IP/U1200 A.输电线路上的电压损失输电线路上的电压损失UIR线线40 V.所以用户得到的电压所以用户得到的电压U2U1U180 V用户得到的功率为用户得到的功率为PU2I3.6104 W.科学漫步输电新技术输电新技术 1 1 直流输电直流输电 2 2 超导电缆输电超导电缆输电谢谢!谢谢!