1、 5.5 電能的輸送,第五章 交變電流,課堂引入,為了合理利用能源，發(fā)電廠要建在靠近能源的地方，而用電的地方卻分布很廣，大部分地方離發(fā)電廠很遠(yuǎn)，故需要把電能輸送到很遠(yuǎn)的地方遠(yuǎn)距離輸電。而在遠(yuǎn)距離輸電中，面臨的就是如何輸送電能？如何減少損耗節(jié)約電能？等問題。,輸送電能的基本要求：可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟(jì),可靠：是指保證供電線路可靠地工作,少有故障和停電,保質(zhì)：是指保證電能的質(zhì)量,即電壓和頻率穩(wěn)定,經(jīng)濟(jì)：是指輸電線路建造和運行的費用低,電能損耗小,【遠(yuǎn)距離輸電面臨的問題】,“西電東送” ，我國東西部距離遠(yuǎn)達(dá)數(shù)千公里，輸電線上的電阻肯定很大，輸電過程中的必然有損耗,輸電線上的功率損失,輸電線上的電壓損失,1

2、、為什么輸電線上有電能損失?,由于輸電線長，電阻大，當(dāng)電流通過輸電線時，產(chǎn)生熱量Q，損失一部分電能，同時輸電線上有電壓降，故又損失一部分電壓.,一、輸電線上的功率損失,(1)減小導(dǎo)線電阻,2、如何減少電能損失?,(2)減小輸電線中的電流,由電阻定律知,(1)減小導(dǎo)線電阻,減小材料的電阻率.銀的電阻率最小,但價格昂貴,目前選用電阻率較小的銅或鋁作輸電線.,減小輸電線的長度L不可行,因為要保證輸電距離.,增加導(dǎo)線的橫截面積.可適當(dāng)增大橫截面積.太粗不可能,既不經(jīng)濟(jì)又架設(shè)困難.,方法,(2)減小輸電線中的電流,思考與討論,1.怎樣計算輸電線路損失的功率?,2.在輸電電流一定的情況下,如果線路的電阻減

3、為原來的1/100,線路上損失的功率減為原來的1/? 在線路電阻一定的情況下,如果輸電電流減為原來的1/100,線路上損失的功率減為原來的1/?,(2)減小輸電線中的電流,1/100,1/10000,3.哪個途徑對于降低輸電線路的損耗更為有效?,4.怎樣計算用戶消耗的功率P?,5.在保證用戶的電功率的前提下,怎樣才能減小輸電電流?,減小電流,二、輸電線路上的電壓損失,、電壓損失：輸電線路始端電壓U跟末端電壓U的差值，稱為輸電線路上的電壓損失，U U U ，如圖所示：,U,U,U,2、造成電壓損失的因素 （1）輸電線電阻造成電壓損失UIr （2）輸電線的感抗和容抗造成電壓損失,以后在計算時只考慮

4、輸電線電阻所造成的電壓損失,不可行,高壓輸電既能減小功率損失，又能減小電壓損失，但在實際輸送電能時，還需綜合考慮各種因素，依照不同的情況，選擇合適的輸電電壓,實際生活中的遠(yuǎn)距離輸電,我國目前采用的遠(yuǎn)距離輸電方式： 110kv 220kv 330kv 500kv,練習(xí)： 輸送10kw的電功率，采用400V的電壓輸電，輸電線的總電阻為10，求 (1)輸電線中的電流?輸電線中損失的電壓?用戶得到的電壓?,練習(xí)： 輸送10kw的電功率，采用400V的電壓輸電，輸電線的總電阻為10，求 (1)輸電線中的電流?輸電線中損失的電壓?用戶得到的電壓?,(1)25A 250V 150V,(2)輸電線損失的功率?

5、用戶得到的功率?,練習(xí)： 輸送10kw的電功率，采用400V的電壓輸電，輸電線的總電阻為10，求 (1)輸電線中的電流?輸電線中損失的電壓?用戶得到的電壓?,(1)25A 250V 150V,(2)6250W 3750W,(2)輸電線損失的功率?用戶得到的功率?,(3)如果采用4000V電壓輸電，輸電線損失的功率?用戶得到的功率?,提高輸電電壓, 是減少電能損失的最有效的辦法,(3) 62.5W 9937.5W,交流高壓輸電的基本環(huán)節(jié),發(fā)電站,升壓變壓器,高壓輸電線,降壓變壓器,用戶,發(fā)電站升壓變壓器高壓輸電線降壓變壓器用電單位,遠(yuǎn)距離輸電示意圖,U1,U2,U3,U4,發(fā)電機(jī),升壓變壓器,高

6、壓輸電線路,降壓變壓器,用電器,交流高壓輸電基本環(huán)節(jié)示意圖,升壓變壓器,降壓變壓器,1、功率關(guān)系：,2、電壓關(guān)系：,升壓變壓器： P1=P2,降壓變壓器：P3=P4,傳輸過程：P2=Pr+P3,升壓變壓器：,降壓變壓器：,傳輸過程：,升壓變壓器,降壓變壓器,3、電流關(guān)系：,傳輸過程：,降壓變壓器：,升壓變壓器：,4、輸電導(dǎo)線上損耗的功率：,1.發(fā)電廠發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U1,發(fā)電廠至學(xué)校的輸電線電阻為R,通過導(dǎo)線的電流為I,學(xué)校輸入電壓為U2,下列4個計算輸電線損耗的式子中，不正確的是( ) A、 B、 C、 D、,課堂練習(xí),A,三、電網(wǎng)供電,采用電網(wǎng)供電的優(yōu)點：,可以在能源產(chǎn)地使用大容量發(fā)電機(jī)

7、組,降低一次能源的輸送成本,獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益.同時,電網(wǎng)可以減少斷電的風(fēng)險,調(diào)劑不同地區(qū)電力供需平衡,保障供電質(zhì)量.,通過網(wǎng)狀的輸電線、變電站,將許多電廠和廣大用戶連接起來,形成全國性或地區(qū)性的輸電網(wǎng)絡(luò),這就是電網(wǎng).,2、一小型發(fā)電站通過升壓,降壓變壓器把電能輸給用戶.已知發(fā)電機(jī)的輸出功率是500kW,端電壓為500V,升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1:5,兩變壓器間輸電線的總電阻為1.5,降壓變壓器的輸出電壓為220V,不計變壓器的損耗.求：,(1)升壓變壓器的副線圈兩端電壓； (2)輸電導(dǎo)線上的功率損失； (3)降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比； (4)用戶得到的功率。,440kW,2500V,60kW,10:1,課堂練習(xí),3、某交流發(fā)電機(jī)輸出功率為5105 W，輸出電壓為1.0103 V，假如輸電線的總電阻10，在輸電線上損失的電功率等于輸電功率的5%，用戶使用電壓380 V,(1)畫出輸電線路的示意圖(標(biāo)明各部分的符號),(2)所用升壓和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是多少?(使用的是理想變壓器),1:10 25:1,3、某交流發(fā)電機(jī)輸出功率為5105 W，輸出電壓為1.0103 V，假如輸電線的總電阻10，在輸電