物理電能的輸送人教選修PPT學習教案

1、會計學1物理電能的輸送人教選修物理電能的輸送人教選修第五章第五章 交變交變電流電流第1頁/共31頁電站站址電站站址 用戶用戶(負載負載)遠距離遠距離能源豐富能源豐富有利開發(fā)有利開發(fā)能源缺乏能源缺乏用電量大用電量大電能的輸送是一個理論性和技術(shù)電能的輸送是一個理論性和技術(shù)性很強的系統(tǒng)工程。性很強的系統(tǒng)工程。 第2頁/共31頁輸送電能的基本要求：輸送電能的基本要求：可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟可靠：可靠：是指保證供電線路可靠地工作是指保證供電線路可靠地工作, ,少有故障和停電少有故障和停電保質(zhì)：保質(zhì)：是指保證電能的質(zhì)量是指保證電能的質(zhì)量, ,即電壓即電壓和頻率穩(wěn)定和頻率穩(wěn)定經(jīng)濟：經(jīng)濟：是指輸電線

2、路建造和運行的費是指輸電線路建造和運行的費用低用低, ,電能損耗小電能損耗小第3頁/共31頁1、為什么輸電線上有電能損失、為什么輸電線上有電能損失?由于輸電線長，電阻大，當電流由于輸電線長，電阻大，當電流通過輸電線時，產(chǎn)生通過輸電線時，產(chǎn)生熱量熱量Q，損失一，損失一部分電能，同時輸電線上有部分電能，同時輸電線上有電壓降電壓降，故又損失一部分電壓，故又損失一部分電壓.一、輸電線上的功率一、輸電線上的功率損失損失第4頁/共31頁(1)減小導線電阻減小導線電阻2、如何減少電能損失、如何減少電能損失?RIP2損(2)減小輸電線中的電流減小輸電線中的電流第5頁/共31頁SLR由電阻定律知由電阻定律知(1

3、)減小導線電阻減小導線電阻減小材料的電阻率減小材料的電阻率.銀的電阻率最小銀的電阻率最小,但但價格昂貴價格昂貴,目前選用電阻率較小的銅或鋁作目前選用電阻率較小的銅或鋁作輸電線輸電線.減小輸電線的長度減小輸電線的長度L不可行不可行,因為要保證因為要保證輸電距離輸電距離.增加導線的橫截面積增加導線的橫截面積.可適當增大橫截面可適當增大橫截面積積.太粗不可能太粗不可能,既不經(jīng)濟又架設(shè)困難既不經(jīng)濟又架設(shè)困難.方方法法第6頁/共31頁(2)減小輸電線中的電流減小輸電線中的電流思考與討論思考與討論1.怎樣計算輸電線路損失的功率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在輸電電流一定的情況下,如

4、果線路的如果線路的電阻減為原來的電阻減為原來的1/100,線路上損失的功率線路上損失的功率減為原來的減為原來的1/? 在線路電阻一定的情況下在線路電阻一定的情況下,如果輸電電流減為原來的如果輸電電流減為原來的1/100,線路上線路上損失的功率減為原來的損失的功率減為原來的1/?RIP2損第7頁/共31頁3.哪個途徑對于降低輸電線路的損耗更哪個途徑對于降低輸電線路的損耗更為有效為有效?4.怎樣計算用戶消耗的功率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在保證用戶的電功率的前提下,怎樣才怎樣才能減小輸電電流能減小輸電電流?輸送輸送輸送IUP損損輸送輸送用戶用戶PPP- - 第8頁/共

5、31頁第9頁/共31頁【以后在計算時只考慮輸電線電阻所造成的電壓損失以后在計算時只考慮輸電線電阻所造成的電壓損失】減小輸電線路上電壓損失的方法減小輸電線路上電壓損失的方法（1 1）減小輸電線電阻）減小輸電線電阻R R 用增大輸電導線的截面積來減小電阻對低壓照明電路有效，對高用增大輸電導線的截面積來減小電阻對低壓照明電路有效，對高壓輸電線路效果不佳壓輸電線路效果不佳（2 2）減小輸電電流）減小輸電電流I I在輸送電功率不變的前提下，提高輸電電壓是有效的措施在輸送電功率不變的前提下，提高輸電電壓是有效的措施高壓輸電既能減小功率損失，又能減小電壓損失，但在實際輸送電高壓輸電既能減小功率損失，又能減小

6、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電壓第10頁/共31頁練習：練習： 輸送輸送10kw的電功率，采用的電功率，采用400V的的電壓輸電，輸電線的總電阻為電壓輸電，輸電線的總電阻為10，求，求(1)輸電線中的電流輸電線中的電流?輸電線中損失的電壓輸電線中損失的電壓?用戶得到的電壓用戶得到的電壓?(1)25A 250V 150V(2)6250W 3750W(2)輸電線損失的功率輸電線損失的功率?用戶得到的功率用戶得到的功率?(3)如果采用如果采用4000V電壓輸電，輸電線損電壓輸電，輸電線

7、損失的功率失的功率?用戶得到的功率用戶得到的功率?提高輸電電壓提高輸電電壓, 是減少電能損失的最有效的辦法是減少電能損失的最有效的辦法(3) 62.5W 9937.5W第11頁/共31頁第12頁/共31頁第13頁/共31頁發(fā)電站發(fā)電站升壓變壓器升壓變壓器高壓輸電線高壓輸電線降壓變壓器降壓變壓器用戶用戶發(fā)電站發(fā)電站升壓變壓器升壓變壓器高壓輸電線高壓輸電線降壓變壓器降壓變壓器用電單位用電單位 第14頁/共31頁發(fā)發(fā)電電機機升壓變壓器升壓變壓器高壓輸電線路高壓輸電線路降壓變壓器降壓變壓器 用用電電器器 交流高壓輸電基本環(huán)節(jié)示意圖交流高壓輸電基本環(huán)節(jié)示意圖 第15頁/共31頁14223UUUURIF用

8、用線線 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升壓變壓器升壓變壓器降壓變壓器降壓變壓器二、遠距離輸電原理圖二、遠距離輸電原理圖功率關(guān)系：功率關(guān)系：P1=P2，P3=P4，P2=Pr+P3第16頁/共31頁電壓關(guān)系：電壓關(guān)系：14223UUUURIF用用線線 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升壓變壓器升壓變壓器降壓變壓器降壓變壓器3243432121,UUUnnUUnnUUr+第17頁/共31頁3234431221,IIInnIInnIIr電流關(guān)系：電流關(guān)系：14223UUUURIF用用線線 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升壓變壓器升壓變壓器降壓變壓器

9、降壓變壓器第18頁/共31頁21UR212()UUR-2I R12()I UU-課堂課堂練習練習A第19頁/共31頁遠距離輸電示意圖遠距離輸電示意圖第20頁/共31頁是不是輸電電壓越高越好是不是輸電電壓越高越好?電壓越高，對輸電線路和變壓器的電壓越高，對輸電線路和變壓器的要求越高，建設(shè)費用越高。要求越高，建設(shè)費用越高。遠距離輸電遠距離輸電我國常用的遠距離輸電采用的電壓有我國常用的遠距離輸電采用的電壓有110 kV、220 kV、330 kV，輸電干線采用，輸電干線采用500 kV的超高壓，西北電網(wǎng)達到的超高壓，西北電網(wǎng)達到750kV。思思考考輸電線上的電壓損失，除了與輸電線輸電線上的電壓損失，

10、除了與輸電線的電阻有關(guān)，還與感抗和容抗有關(guān)。當輸?shù)碾娮栌嘘P(guān)，還與感抗和容抗有關(guān)。當輸電線路電壓較高、導線截面積較大時，電電線路電壓較高、導線截面積較大時，電抗造成的電壓損失比電阻造成的還要大。抗造成的電壓損失比電阻造成的還要大。 第21頁/共31頁三、電網(wǎng)供電三、電網(wǎng)供電采用電網(wǎng)供電的優(yōu)點：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)電機可以在能源產(chǎn)地使用大容量發(fā)電機組組, ,降低一次能源的輸送成本降低一次能源的輸送成本, ,獲得最大獲得最大的經(jīng)濟效益的經(jīng)濟效益. .同時同時, ,電網(wǎng)可以減少斷電的電網(wǎng)可以減少斷電的風險風險, ,調(diào)劑不同地區(qū)電力供需平衡調(diào)劑不同地區(qū)電力供需平衡, ,保障保障

11、供電質(zhì)量供電質(zhì)量. .通過網(wǎng)狀的輸電線、變電站通過網(wǎng)狀的輸電線、變電站,將許多將許多電廠和廣大用戶連接起來電廠和廣大用戶連接起來,形成全國性或形成全國性或地區(qū)性的輸電網(wǎng)絡(luò)地區(qū)性的輸電網(wǎng)絡(luò),這就是這就是電網(wǎng)電網(wǎng).第22頁/共31頁2、一小型發(fā)電站通過升壓、一小型發(fā)電站通過升壓,降壓變壓降壓變壓器把電能輸給用戶器把電能輸給用戶.已知發(fā)電機的輸出功率已知發(fā)電機的輸出功率是是500kW,端電壓為端電壓為500V,升壓變壓器原、副升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為線圈的匝數(shù)比為1:5,兩變壓器間輸電線的總兩變壓器間輸電線的總電阻為電阻為1.5,降壓變壓器的輸出電壓為降壓變壓器的輸出電壓為220V,不計變壓器

12、的損耗不計變壓器的損耗.求：求：(1)升壓變壓器的副線圈兩端電壓；升壓變壓器的副線圈兩端電壓；(2)輸電導線上的功率損失；輸電導線上的功率損失；(3)降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比；降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比；(4)用戶得到的功率。用戶得到的功率。440kW2500V60kW10:1課堂練習課堂練習第23頁/共31頁(1)畫出輸電線路的示意圖畫出輸電線路的示意圖(標明各部分的標明各部分的符號符號)14223UUUURIF用用線線 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升壓變壓器升壓變壓器降壓變壓器降壓變壓器第24頁/共31頁14223UUUURIF用用線線 rI1 I3I4n1n2n

13、3n4P1P2P3P4升壓變壓器升壓變壓器降壓變壓器降壓變壓器1:10 25:1第25頁/共31頁第26頁/共31頁第27頁/共31頁1、學校有一臺應(yīng)急備用發(fā)電機、學校有一臺應(yīng)急備用發(fā)電機,內(nèi)阻內(nèi)阻為為r=1, 升壓變壓器匝數(shù)比為升壓變壓器匝數(shù)比為1:4,降壓變壓降壓變壓器的匝數(shù)比為器的匝數(shù)比為4:1,輸電線的總電阻為輸電線的總電阻為R=4,全校全校22個教室個教室,每個教室用每個教室用“220V,40W”的的燈燈6盞盞,要求所有燈都正常發(fā)光要求所有燈都正常發(fā)光,則：則：(1)發(fā)電機的輸出功率多大？發(fā)電機的輸出功率多大？(2)發(fā)電機的電動勢多大？發(fā)電機的電動勢多大？(3)輸電線上損耗的電功率多大？輸電線上損耗的電功率多大？ 課后練習課后練習第28頁/共31頁2、在遠距離輸電時、在遠距離輸電時,要考慮盡量減少要考慮盡量減少輸電線上的功率損失輸電線上的功率損失.有一個坑口電站有一個坑口電站,輸輸送的電功率為送的電功率為P=500kW,當使用當使用U=