物理：5.5《电能的输送》课件(人教版选修PPT学习教案

1、会计学1物理：物理：5.5电能的输送电能的输送课件课件(人教版选人教版选修修第五章第五章 交变交变电流电流第1页/共29页电站站址电站站址 用户用户(负载负载)远距离远距离能源丰富能源丰富有利开发有利开发能源缺乏能源缺乏用电量大用电量大 电能的输送是一个理论性和电能的输送是一个理论性和技术性很强的系统工程。技术性很强的系统工程。 第2页/共29页输送电能的基本要求：输送电能的基本要求： 可靠、保质、经济可靠、保质、经济可靠：可靠：是指保证供电线路可靠地工作是指保证供电线路可靠地工作, ,少有故障和停电少有故障和停电保质：保质：是指保证电能的质量是指保证电能的质量, ,即电压即电压和频率稳定和频

2、率稳定经济：经济：是指输电线路建造和运行的费是指输电线路建造和运行的费用低用低, ,电能损耗小电能损耗小第3页/共29页1、为什么输电线上有电能损失、为什么输电线上有电能损失?由于输电线长，电阻大，当电流由于输电线长，电阻大，当电流通过输电线时，产生通过输电线时，产生热量热量Q，损失一，损失一部分电能，同时输电线上有部分电能，同时输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.一、输电线上的功率一、输电线上的功率损失损失第4页/共29页(1)减小导线电阻减小导线电阻2、如何减少电能损失、如何减少电能损失?RIP2损(2)减小输电线中的电流减小输电线中的电流第5页/共29页SLR

3、由电阻定律知由电阻定律知(1)减小导线电阻减小导线电阻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,但但价格昂贵价格昂贵,目前选用电阻率较小的铜或铝作目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线输电线.减小输电线的长度减小输电线的长度L不可行不可行,因为要保证因为要保证输电距离输电距离.增加导线的横截面积增加导线的横截面积.可适当增大横截面可适当增大横截面积积.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.方方法法第6页/共29页(2)减小输电线中的电流减小输电线中的电流思考与讨论思考与讨论1.怎样计算输电线路损失的功率怎样计算输电线路损失的功率?2.在输电电流一定的情况

4、下在输电电流一定的情况下,如果线路的如果线路的电阻减为原来的电阻减为原来的1/100,线路上损失的功率线路上损失的功率减为原来的减为原来的1/? 在线路电阻一定的情况下在线路电阻一定的情况下,如果输电电流减为原来的如果输电电流减为原来的1/100,线路上线路上损失的功率减为原来的损失的功率减为原来的1/?RIP2损第7页/共29页3.哪个途径对于降低输电线路的损耗更哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效为有效?4.怎样计算用户消耗的功率怎样计算用户消耗的功率P?5.在保证用户的电功率的前提下在保证用户的电功率的前提下,怎样才怎样才能减小输电电流能减小输电电流?输送输送输送IUP损损输送输送用户

5、用户PPP- - 第8页/共29页练习：练习： 输送输送10kw的电功率，采用的电功率，采用400V的的电压输电，输电线的总电阻为电压输电，输电线的总电阻为10，求，求(1)输电线中的电流输电线中的电流?输电线中损失的电压输电线中损失的电压?用户得到的电压用户得到的电压?(1)25A 250V 150V(2)6250W 3750W(2)输电线损失的功率输电线损失的功率?用户得到的功率用户得到的功率?(3)如果采用如果采用4000V电压输电，输电线损电压输电，输电线损失的功率失的功率?用户得到的功率用户得到的功率?提高输电电压提高输电电压, 是减少电能损失的最有效的办法是减少电能损失的最有效的办

6、法(3) 62.5W 9937.5W第9页/共29页第10页/共29页第11页/共29页发电站发电站升压变压器升压变压器高压输电线高压输电线降压变压器降压变压器用户用户发电站发电站升压变压器升压变压器高压输电线高压输电线降压变压器降压变压器用电单位用电单位 第12页/共29页发发电电机机升压变压器升压变压器高压输电线路高压输电线路降压变压器降压变压器 用用电电器器 交流高压输电基本环节示意图交流高压输电基本环节示意图 第13页/共29页14223UUUURIF用用线线 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器二、远距离输电原理图二、远距离输电原理

7、图功率关系：功率关系：P1=P2，P3=P4，P2=Pr+P3第14页/共29页电压关系：电压关系：14223UUUURIF用用线线 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器3243432121,UUUnnUUnnUUr+第15页/共29页3234431221,IIInnIInnIIr电流关系：电流关系：14223UUUURIF用用线线 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器第16页/共29页21UR212()UUR-2I R12()I UU-课堂课堂练习练习A第17页/共29页远距离输电示意图远

8、距离输电示意图第18页/共29页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，对输电线路和变压器的电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用越高。要求越高，建设费用越高。远距离输电远距离输电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、220 kV、330 kV，输电干线采用，输电干线采用500 kV的超高压，西北电网达到的超高压，西北电网达到750kV。思思考考输电线上的电压损失，除了与输电线输电线上的电压损失，除了与输电线的电阻有关，还与感抗和容抗有关。当输的电阻有关，还与感抗和容抗有关。当输电线路电压较高、导线截面积较大时，电电线路电压较高

9、、导线截面积较大时，电抗造成的电压损失比电阻造成的还要大。抗造成的电压损失比电阻造成的还要大。 第19页/共29页三、电网供电三、电网供电采用电网供电的优点：采用电网供电的优点：可以在能源产地使用大容量发电机可以在能源产地使用大容量发电机组组, ,降低一次能源的输送成本降低一次能源的输送成本, ,获得最大获得最大的经济效益的经济效益. .同时同时, ,电网可以减少断电的电网可以减少断电的风险风险, ,调剂不同地区电力供需平衡调剂不同地区电力供需平衡, ,保障保障供电质量供电质量. .通过网状的输电线、变电站通过网状的输电线、变电站,将许多将许多电厂和广大用户连接起来电厂和广大用户连接起来,形成

10、全国性或形成全国性或地区性的输电网络地区性的输电网络,这就是这就是电网电网.第20页/共29页2、一小型发电站通过升压、一小型发电站通过升压,降压变压降压变压器把电能输给用户器把电能输给用户.已知发电机的输出功率已知发电机的输出功率是是500kW,端电压为端电压为500V,升压变压器原、副升压变压器原、副线圈的匝数比为线圈的匝数比为1:5,两变压器间输电线的总两变压器间输电线的总电阻为电阻为1.5,降压变压器的输出电压为降压变压器的输出电压为220V,不计变压器的损耗不计变压器的损耗.求：求：(1)升压变压器的副线圈两端电压；升压变压器的副线圈两端电压；(2)输电导线上的功率损失；输电导线上的

11、功率损失；(3)降压变压器原、副线圈的匝数比；降压变压器原、副线圈的匝数比；(4)用户得到的功率。用户得到的功率。440kW2500V60kW10:1课堂练习课堂练习第21页/共29页(1)画出输电线路的示意图画出输电线路的示意图(标明各部分的标明各部分的符号符号)14223UUUURIF用用线线 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器第22页/共29页14223UUUURIF用用线线 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器1:10 25:1第23页/共29页第24页/共29页第25页/共29页

12、1、学校有一台应急备用发电机、学校有一台应急备用发电机,内阻内阻为为r=1, 升压变压器匝数比为升压变压器匝数比为1:4,降压变压降压变压器的匝数比为器的匝数比为4:1,输电线的总电阻为输电线的总电阻为R=4,全校全校22个教室个教室,每个教室用每个教室用“220V,40W”的的灯灯6盏盏,要求所有灯都正常发光要求所有灯都正常发光,则：则：(1)发电机的输出功率多大？发电机的输出功率多大？(2)发电机的电动势多大？发电机的电动势多大？(3)输电线上损耗的电功率多大？输电线上损耗的电功率多大？ 课后练习课后练习第26页/共29页2、在远距离输电时、在远距离输电时,要考虑尽量减少要考虑尽量减少输电线上的功率损失输电线上的功率损失.有一个坑口电站有一个坑口电站,输输送的电功率为送的电功率为P=500kW,当使用当使用U=5kV的的电压输电时电压输电时,测得安