《遠(yuǎn)距離輸電》課件

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1、 遠(yuǎn) 距 離 輸 電 為 了 合 理 的 利 用 能 源 ,發(fā) 電 站 要 建 在 靠 近 這 些 能 源 的 地方 .而 用 電 的 地 方 卻 很 多 ,例 如 : 有 的 地 方 離 發(fā) 電 站 很 遠(yuǎn) ,因 此 需 要 把 電 能 輸 送 到 遠(yuǎn) 方 ,這就 涉 及 電 能 的 輸 送 問 題 即 : 1 電 能 輸 送 的 優(yōu) 點(diǎn) ：2 輸 送 電 能 的 基 本 要 求 ：可 靠 ： 是 指 保 證 供 電 線 路 可 靠 地 工 作 ， 少 有 故 障 和 停 電 。 電 能 通 過 輸 電 線 就 可 以 輸 送 到 遠(yuǎn) 方 相 對 于 煤 炭 、 石油 等 能 源 的 輸 送

2、 需 要 大 量 的 交 通 運(yùn) 載 工 具 來 說 ， “ 方 便 和節(jié) 約 ” 是 它 突 出 的 優(yōu) 點(diǎn) 保 質(zhì) ： 就 是 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(yùn) 行 的 費(fèi) 用 低 ， 電 能 損 耗 小 ?？?靠 、 保 質(zhì) 、 經(jīng) 濟(jì) 一 、 電 能 的 輸 送 二 、 輸 電 的 模 型怎 樣 才 能 將 電 能 由 發(fā) 電 廠 輸 送 到 用 戶 呢 ？ 思 考 ： r輸 電 線輸 電 線電 源 用 戶U送電 源 向 外 輸 電 時 ， 其 兩 端 的 電 壓 即 為 輸 送 電 壓 。輸 送 電

3、壓 ： 電 源 對 外 發(fā) 出 的 功 率 即 輸 送 功 率 。 輸 送 功 率 ： 三 、 降 低 能 耗 的 兩 個 途 徑遠(yuǎn) 距 離 大 功 率 輸 電 面 臨 的 困 難 是 什 么 ？ 思 考 ： 在 輸 電 線 上 有 功 率 損 失 。 1、 輸 電 線 上 功 率 損 失 的 原 因 是 什 么 ？ 功 率 損失 的 表 達(dá) 式 是 什 么 ？討 論 與 交 流 ： 輸 電 線 上 功 率 損 失 的 主 要 原 因 是 由 于 輸 電 線 有 電 阻 ， 會 有一 部 分 電 能 轉(zhuǎn) 化 為 熱 能 而 損 失 掉 。若 輸 電 電 流 為 I， 輸 電 線 的 電 阻 為

4、 r， 則 功 率 損 失 為 P=I 2r 若 輸 送 的 功 率 為 P， 輸 電 電 壓 為 U， 電 線 的 總 長 度 為 L， 橫截 面 積 為 S， 電 阻 率 為 ， 則 功 率 損 失 可 表 示 為 ： .)( 2 SLUPP 3、 若 采 用 減 小 導(dǎo) 線 電 阻 的 方 法 ， 在 輸 電 線 長 度一 定 的 情 況 下 ， 應(yīng) 采 用 什 么 措 施 ？ 2、 降 低 輸 電 損 耗 的 途 徑 是 什 么 ？ 討 論 與 交 流 ：由 P=I2r可 知 ： 可 減 少 功 率 損 失 。減 少 輸 電 線 的 電 阻減 少 輸 電 線 的 電 流（ 3） 減 少

5、 材 料 的 電 阻 率 （ 1） 減 少 輸 電 線 的 長 度 L（ 2） 增 加 導(dǎo) 線 的 橫 截 面 積 S由 可 知 ：SLR 4、 若 采 用 減 小 導(dǎo) 線 中 電 流 的 方 法 ， 又 應(yīng) 采 用什 么 措 施 ？ 討 論 與 交 流 ： 減 小 輸 送 功 率 P 由 P=IU 可 知 ： 提 高 輸 電 電 壓 U 可 減 小 輸 電 電 流 。 由 于 電 站 的 裝 機(jī) 容 量 一 定 ， 因 此 電 站 向 外 輸 送 的 電 功率 是 一 定 的 ， 即 在 實(shí) 際 中 不 能 以 用 戶 少 用 或 不 用 電 來 減 少輸 電 線 上 的 功 率 損 失 。

6、想 一 想 ：能 否 通 過 減 小 輸 送 功 率 來 減 小 輸 電 電 流 ？ 把 功 率 為 22KW的 電 能 用 總 電 阻 為 2 的 導(dǎo) 線 輸 送到 遠(yuǎn) 方 的 用 戶 ， 用 220V的 電 壓 輸 電 ， 導(dǎo) 線 損 失 的 功率 為 多 少 ？ 若 改 用 22KV的 電 壓 輸 電 ， 導(dǎo) 線 損 失 的 功率 又 為 多 少 ？做 一 做 ：22KV輸 電 ， 損 失 的 功 率 為 220V輸 電 ， 損 失 的 功 率 為 W4104 W4RUPP 2)( RUPP 2)( 減 小 輸 送 電 流 的 方 法 可 以 通 過 提 高 輸 電 電 壓來 實(shí) 現(xiàn) 。

7、總 結(jié) ： 造 成 電 壓 損 失 的 因 素 : 四 、 輸 電 線 上 的 電 壓 損 耗 的 降 低思 考 ： 在 輸 電 過 程 中 ， 電 源 輸 送 的 電 壓 是 否 全 部 加 在用 戶 上 ？ r電 源 用 戶U送 U用U損 IrUUU 用送（ 1） 輸 電 線 電 阻 造 成 電 壓 損 失（ 2） 輸 電 線 的 感 抗 和 容 抗 造 成 電 壓 損 失 (高 中 階 段 計 算 中 只 考 慮 輸 電 線 電 阻 造 成 的 電 壓 損 失 ) 遠(yuǎn) 距 離 輸 電 過 程 示 意 圖 1、 在 高 壓 輸 電 三 個 回 路 中 ， 各 部 分 的 功 率 、 電壓

8、和 電 流 關(guān) 系 如 何 ？探 究 與 交 流 ：1 42 2 3U UU U RIF 用線 rI1 I3 I4n1 n2 n3 n4P1 P2 P3 P4功 率 關(guān) 系 ：電 壓 關(guān) 系 ：電 流 關(guān) 系 ： 2121 nnUU 1221 nnII 4343 nnUU 3443 nnII 32 II 32 UUU 21 PP 32 PPP 43 PP 2、 在 高 壓 輸 電 模 型 中 ， 設(shè) 發(fā) 電 機(jī) 的 輸 出 功 率 為P， 輸 送 電 壓 為 U1， 輸 電 線 的 電 阻 r， 升 壓 變 壓 器 的 原副 線 圈 匝 數(shù) 分 別 為 n1， n2， 降 壓 變 壓 器 原

9、副 線 圈 分 別為 n3， n4， 你 能 算 出 線 路 中 損 失 的 功 率 和 電 壓 嗎 ？ 用戶 得 到 的 功 率 和 電 壓 分 別 是 多 少 ？探 究 與 交 流 ： 1 42 2 3U UU U RIF 用線 rI1 I3 I4n1 n2 n3 n4P1 P2 P3 P4 在 發(fā) 電 機(jī) 與 升 壓 變 壓 器 原 線 圈 組 成 的 回 路 中 11 UPI 由 1221 nnII 1212 UPnnI RUPnn 2121 )( RIP 22輸 電 線 上 RUPnnPPPP 2121 )( 用 戶用 戶 得 到 的 功 率 RUn PnRIU 1212 RUn P

10、nnUnUUU 1211 1223 )( 1211 12343 344 RUn PnnUnnnnUnU 損 失 的 電 壓 1、 根 據(jù) 上 述 結(jié) 果 高 壓 輸 電 能 否 真 的 有 效 降低 能 量 損 耗 及 電 壓 損 耗 ？ 2、 是 不 是 輸 電 電 壓 越 高 越 好 ？ 為 什 么 ？ 討 論 與 交 流 ： 1、 由 及 可 知 ： 電 壓 越 高 ，功 率 和 電 壓 損 失 確 實(shí) 越 小 ， 可 以 有 效 降 低 能 耗 和 電 壓 損 耗 。RUPnnP 2121 )( RUn PnU 121 2、 不 是 。 電 壓 越 高 ， 對 輸 電 線 路 和 變

11、壓 器 的 要 求 越 高 ，建 設(shè) 費(fèi) 用 越 高 。 實(shí) 際 輸 送 電 能 時 ， 要 綜 合 考 慮 ， 如 輸 送 功 率的 大 小 、 距 離 的 遠(yuǎn) 近 、 技 術(shù) 和 經(jīng) 濟(jì) 要 求 等 ， 要 依 照 不 同 情 況選 擇 合 適 的 輸 電 電 壓 。 閱 讀 與 思 考 ：1、 常 用 的 輸 電 模 式 有 幾 種 ？ 各 是 什 么 ？2、 我 國 遠(yuǎn) 距 離 輸 電 采 用 的 電 壓 有 哪 幾 種 ？低 壓 輸 電 ： 輸 電 功 率 為 100 kW以 下 ， 距 離 為 幾 百 米 以 內(nèi) ， 一 般 采 用 220 V的 電 壓 輸 電 。高 壓 輸 電

12、： 輸 電 功 率 為 幾 千 千 瓦 到 幾 萬 千 瓦 ， 距 離 為 幾 十 千 米 到 幾 百 千 米 ， 一 般 采 用 35 kV或 110 kV的 電 壓 輸 電 。超 高 壓 輸 電 ： 輸 電 功 率 為 10萬 千 瓦 以 上 ， 距 離 為 幾 百 千 米 ， 必 須 采 用 220 kV或 更 高 的 電 壓 輸 電 。 有 110 kV、 220 kV、 330 kV， 輸 電 干 線 采 用 500 kV超 高 壓 ， 西 北 電 網(wǎng) 的 電 壓 甚 至 達(dá) 到 750 kV。 采 用 電 網(wǎng) 供 電 的 優(yōu) 點(diǎn) 是 什 么 ？ 六 、 電 網(wǎng) 供 電閱 讀 與 思

13、 考 ： 可 以 在 能 源 產(chǎn) 地 使 用 大 容 量 發(fā) 電 機(jī) 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 。 遠(yuǎn) 距 離 輸 電 示 意 圖 1、 遠(yuǎn) 距 離 輸 送 交 變 電 流 都 采 用 高 壓 輸 電 。 我 國西 北 電 網(wǎng) 正 在 建 設(shè) 750kV線 路 。 采 用 高 壓 輸 電 的 優(yōu)點(diǎn) 是 （ ） A 可 節(jié) 省 輸 電 線 的 銅 材 料 B 可 根 據(jù) 需 要 調(diào) 節(jié) 交 流 電

14、 的 頻 率 C 可 減 少 輸 電 線 上 的 能 量 損 耗 D 可 加 快 輸 電 的 速 度C課 堂 練 習(xí) ： 2 在 遠(yuǎn) 距 離 輸 電 過 程 中 ， 為 減 少 輸 電 線 路 上的 電 能 損 失 ， 可 采 用 的 最 佳 方 法 是 （ ） A 使 輸 電 線 粗 一 些 。 B 減 短 輸 電 線 長 度 。 C 減 少 通 電 時 間 。 D 采 用 高 壓 輸 電 。 D課 堂 練 習(xí) ： 3 遠(yuǎn) 距 離 輸 送 一 定 功 率 的 交 變 電 流 ， 若 輸 電 電 壓提 高 到 原 來 的 n倍 ， 則 下 列 說 法 中 正 確 的 是 （ ） A 輸 電 線

15、 上 的 電 流 變 為 原 來 的 n倍 B 輸 電 線 上 的 電 壓 損 失 變 為 原 來 的 1/n2 C 輸 電 線 上 的 電 功 率 損 失 變 為 原 來 的 1/n D 若 輸 電 線 上 的 電 功 率 損 失 不 變 ， 輸 電 線 路 長 度可 變 為 原 來 的 n2倍 D課 堂 練 習(xí) ： 4 下 列 關(guān) 于 減 小 遠(yuǎn) 距 離 輸 電 導(dǎo) 線 上 熱 損 耗 的 說 法中 ， 正 確 的 是 （ ） A 因 為 熱 功 率 ， 所 以 應(yīng) 降 低 輸 送 電 壓 ， 增大 輸 電 導(dǎo) 線 電 阻 ， 才 能 減 小 輸 電 導(dǎo) 線 上 的 熱 損 耗 。 B 因

16、 為 熱 功 率 P=IU， 所 以 應(yīng) 采 用 低 電 壓 、 小 電 流輸 電 ， 才 能 減 小 輸 電 導(dǎo) 線 上 的 熱 損 耗 。 C 因 為 熱 功 率 P=I2R， 所 以 可 采 用 減 小 輸 電 線 電 阻或 減 小 輸 送 電 流 的 方 法 來 減 小 輸 電 導(dǎo) 線 上 的 熱 損 耗 。 D 以 上 說 法 均 不 正 確 。C課 堂 練 習(xí) ： RUP 2 5 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 導(dǎo) 線 的 總 電 阻 為 R， 通 過 導(dǎo) 線 的 電 流 為 I，學(xué) 校 得 到 的 電 壓 為 U2， 則

17、輸 電 導(dǎo) 線 上 損 耗 的 功 率 可表 示 為 （ ）BCD課 堂 練 習(xí) ：A B C I2R D I（ U1-U2）RU 2 1 RUU 221 )( 某 交 流 發(fā) 電 機(jī) 輸 出 功 率 為 5 105 W， 輸 出 電壓 為 U=1.0 103 V， 假 如 輸 電 線 的 總 電 阻 R=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 U=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 變 壓 器 是 理 想 變 壓 器 ）課 堂 練 習(xí) ： 7、 某 小 型 水 電 站 發(fā) 電 機(jī) 輸 出 的 電 功 率 為 100 kW，輸 出 電 壓 250 V， 現(xiàn) 準(zhǔn) 備 向 遠(yuǎn) 處 輸 電 ， 所 用 輸 電 線的 總 電 阻 為 8 ， 要 求 輸 電 時 在 輸 電 線 上 損 失 的 電功 率 不 超 過 輸 送 電 功 率 的 5%， 用 戶 獲 得 220 V電 壓 .求 應(yīng) 選 用 匝 數(shù) 比 為 多 大 的 升 壓 變 壓 器 和 降 壓 變 壓 器 ？（ 理 想 變 壓 器 ）課 堂 練 習(xí) ：