經(jīng)典課件：電能的輸送(教科版)

1、一、變壓器的構(gòu)造一、變壓器的構(gòu)造 1 1示意圖示意圖 2 2符號(hào)符號(hào)二、變壓器的工作原理：二、變壓器的工作原理： 1 1、互感互感現(xiàn)象：變壓器只能改變現(xiàn)象：變壓器只能改變交流電交流電的電壓和電流的電壓和電流 2 2、能量轉(zhuǎn)化：電能、能量轉(zhuǎn)化：電能磁場(chǎng)能磁場(chǎng)能電能電能 3 3、理想變壓器功率：理想變壓器功率：三、理想變壓器的三、理想變壓器的變壓變壓、變流變流規(guī)律：規(guī)律：復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧 變壓器變壓器2121nnUU 1221nnII P入入P出出332211nInInI 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(jì)可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟(jì)可靠：可靠：是指保證供電線路可靠地工作是指保證供電線

2、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, ,即電壓和即電壓和頻率穩(wěn)定頻率穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)：經(jīng)濟(jì)：是指輸電線路建造和運(yùn)行的費(fèi)是指輸電線路建造和運(yùn)行的費(fèi)用低用低, ,電能損耗小電能損耗小7.電能的輸送電能的輸送電站站址電站站址 用戶用戶(負(fù)載負(fù)載)遠(yuǎn)距離遠(yuǎn)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(zhǎng)，電阻由于輸電線長(zhǎng)，電阻R大，當(dāng)電流大，當(dāng)電流通過(guò)輸電線時(shí)，產(chǎn)生通過(guò)輸電線時(shí)，產(chǎn)生熱量熱量Q，損失一，損失一部分電能，同時(shí)損失一部分電壓部分電能，同時(shí)損失一部分電壓

3、.一、輸電線上的功率損失一、輸電線上的功率損失2QI Rt(1)減小導(dǎo)線電阻減小導(dǎo)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SLR由電阻定律知由電阻定律知(1)減小導(dǎo)線電阻減小導(dǎo)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(jià)格昂貴價(jià)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(zhǎng)度減小輸電線的長(zhǎng)度L不可行不可行,因?yàn)橐ＷC因?yàn)橐ＷC輸電距離。輸電距離?？蛇m當(dāng)增大橫截面積可適當(dāng)增大橫截面積. .太粗不可能太粗不可能,既不既不經(jīng)濟(jì)又架設(shè)困難經(jīng)濟(jì)又架設(shè)困難。例如：用例如

4、：用220V把功率為把功率為10000kW的電能用鋁的電能用鋁導(dǎo)線輸送到導(dǎo)線輸送到10km10km以外的地方，要使功率損失為以外的地方，要使功率損失為輸送功率的輸送功率的10%10%，導(dǎo)線橫截面積應(yīng)多大？，導(dǎo)線橫截面積應(yīng)多大？222PLPI RUS輸輸（）2212000001.2Smmm2008年雪災(zāi)年雪災(zāi)(2)減小輸電線中的電流減小輸電線中的電流1.怎樣計(jì)算輸電線路損失的功率怎樣計(jì)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,如果線路的如果線路的電阻減為原來(lái)的電阻減為原來(lái)的1/100,線路上損失的功率線路上損失的功率減為原來(lái)的減為原來(lái)的1/? 在線路電阻一定的情況下

5、在線路電阻一定的情況下,如果輸電電流減為原來(lái)的如果輸電電流減為原來(lái)的1/100,線路上損線路上損失的功率減為原來(lái)的失的功率減為原來(lái)的1/?RIP2損3.哪個(gè)途徑對(duì)于降低輸電線路的損耗更哪個(gè)途徑對(duì)于降低輸電線路的損耗更為有效為有效?4.怎樣計(jì)算用戶得到的功率怎樣計(jì)算用戶得到的功率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?輸輸送送輸輸送送輸輸送送IUP 損損輸送輸送用戶用戶PPP- - 練習(xí)：練習(xí)： 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

6、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，輸電線損失電壓輸電，輸電線損失的功率的功率?用戶得到的功率用戶得到的功率?(3) 62.5W 9937.5W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交流高壓輸電的基本環(huán)節(jié)交流高壓輸電的基本環(huán)節(jié) 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)發(fā)電電機(jī)機(jī)升壓變壓器升

7、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 發(fā)發(fā)電電站站升壓變壓器升壓變壓器高壓輸高壓輸電線路電線路降壓變壓器降壓變壓器 用用電電單單位位 我國(guó)目前采用的遠(yuǎn)距離輸電方式我國(guó)目前采用的遠(yuǎn)距離輸電方式功率關(guān)系：功率關(guān)系：電流關(guān)系：電流關(guān)系：電壓關(guān)系電壓關(guān)系：二、遠(yuǎn)距離輸電原理圖二、遠(yuǎn)距離輸電原理圖遠(yuǎn)距離輸電示意圖遠(yuǎn)距離輸電示意圖思考思考: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(duì)輸電線路和變壓器的要求越電壓越高，對(duì)輸電線路和變壓器的要求越高，建設(shè)費(fèi)用越高。高，建設(shè)費(fèi)用越高。遠(yuǎn)距離輸電遠(yuǎn)距離輸電我國(guó)常用的

8、遠(yuǎn)距離輸電采用的電壓有我國(guó)常用的遠(yuǎn)距離輸電采用的電壓有110 110 kVkV、220 kV220 kV、330 kV330 kV，輸電干線采用，輸電干線采用500 kV500 kV的的超高壓，西北電網(wǎng)正在建設(shè)超高壓，西北電網(wǎng)正在建設(shè)750kV750kV的線路。的線路。輸電線上的電壓損失，除了與輸電線的電阻輸電線上的電壓損失，除了與輸電線的電阻有關(guān)，還與感抗和容抗有關(guān)。當(dāng)輸電線路電壓較有關(guān)，還與感抗和容抗有關(guān)。當(dāng)輸電線路電壓較高、導(dǎo)線截面積較大時(shí)，電抗造成的電壓損失比高、導(dǎo)線截面積較大時(shí)，電抗造成的電壓損失比電阻造成的還要大。電阻造成的還要大。 1.一小型發(fā)電站通過(guò)升壓一小型發(fā)電站通過(guò)升壓,降

9、壓變壓器把電能輸給降壓變壓器把電能輸給用戶用戶.已知發(fā)電機(jī)的輸出功率是已知發(fā)電機(jī)的輸出功率是500kW,輸出電壓為輸出電壓為500V,升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1:5,兩變壓器間輸電兩變壓器間輸電線的總電阻為線的總電阻為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(jì)不計(jì)變壓器的損耗變壓器的損耗.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(dǎo)線上的功率損失；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；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。440kW2500V60k

10、W10:1輸送電路的計(jì)算步驟輸送電路的計(jì)算步驟(1)畫出供電畫出供電示意圖示意圖(2)以變壓器鐵心為界以變壓器鐵心為界,分出各個(gè)回分出各個(gè)回路路,各回路各回路可獨(dú)立運(yùn)用歐姆定律分可獨(dú)立運(yùn)用歐姆定律分析析.(3)各回路間各回路間通過(guò)線圈匝數(shù)比與電通過(guò)線圈匝數(shù)比與電壓比和電流比的關(guān)系壓比和電流比的關(guān)系,總功率不變總功率不變等聯(lián)系等聯(lián)系. 輸電線上的電壓損失和功率損失輸電線上的電壓損失和功率損失1電壓損失電壓損失輸電線始端電壓輸電線始端電壓U與輸電線末端電壓與輸電線末端電壓U的差的差值值UUUIR.電網(wǎng)供電電網(wǎng)供電采用電網(wǎng)供電的優(yōu)點(diǎn)：采用電網(wǎng)供電的優(yōu)點(diǎn)：可以在能源產(chǎn)地使用大容量發(fā)電機(jī)組可以在能源產(chǎn)地

11、使用大容量發(fā)電機(jī)組, ,降降低一次能源的輸送成本低一次能源的輸送成本, ,獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益. .同時(shí)同時(shí), ,電網(wǎng)可以減少斷電的風(fēng)險(xiǎn)電網(wǎng)可以減少斷電的風(fēng)險(xiǎn), ,調(diào)劑不同地區(qū)調(diào)劑不同地區(qū)電力供需平衡電力供需平衡, ,保障供電質(zhì)量保障供電質(zhì)量通過(guò)網(wǎng)狀的輸電線、變電站通過(guò)網(wǎng)狀的輸電線、變電站, ,將許多電廠將許多電廠和廣大用戶連接起來(lái)和廣大用戶連接起來(lái), ,形成全國(guó)性或地區(qū)性的輸形成全國(guó)性或地區(qū)性的輸電網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)絡(luò), ,這就是這就是電網(wǎng)電網(wǎng). .1.發(fā)電廠發(fā)電機(jī)的輸出電壓為發(fā)電廠發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U1,發(fā)電廠至發(fā)電廠至學(xué)校的輸電線電阻為學(xué)校的輸電線電阻為R,通過(guò)導(dǎo)線的電流通過(guò)導(dǎo)線的

12、電流為為I,學(xué)校輸入電壓為學(xué)校輸入電壓為U2,下列下列4個(gè)計(jì)算輸個(gè)計(jì)算輸電線損耗的功率式子中，不正確的是電線損耗的功率式子中，不正確的是( ) A、 B、 C、 D、21UR212()UUR-2I R12()I UU-課堂練習(xí)課堂練習(xí)A2、減小輸電損失，可以采用的方法有、減小輸電損失，可以采用的方法有（ ）A 減小輸電線電阻減小輸電線電阻 B 減小輸電電壓減小輸電電壓C 增大輸電電壓增大輸電電壓 D 減小輸電電流減小輸電電流3、遠(yuǎn)距離輸送一定功率的交變電流，若輸送電、遠(yuǎn)距離輸送一定功率的交變電流，若輸送電壓增加為原來(lái)的壓增加為原來(lái)的n倍，輸電線電阻不變，則下列倍，輸電線電阻不變，則下列說(shuō)法中正

13、確的是（說(shuō)法中正確的是（ ）A 輸電線上的電壓損失為原來(lái)的輸電線上的電壓損失為原來(lái)的n倍倍 B 輸電線上的電功率損失為原來(lái)的輸電線上的電功率損失為原來(lái)的1/n2倍倍C 輸電線上的電流為原來(lái)的輸電線上的電流為原來(lái)的1/n倍倍 D 輸電線上的電壓損失為原來(lái)的輸電線上的電壓損失為原來(lái)的1/n倍倍ACDBCD4、某發(fā)電廠原來(lái)用電壓為、某發(fā)電廠原來(lái)用電壓為U的交變電流輸電后，的交變電流輸電后，改用變壓比為改用變壓比為1:50的升壓器將電壓升高后輸電，輸?shù)纳龎浩鲗㈦妷荷吆筝旊?，輸送的電功率保持不變。若輸電線路的電阻為送的電功率保持不變。若輸電線路的電阻為R，則，則下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是 ( )A 由公式由公式I=P/U可知，提高電壓后輸電線上的電流可知，提高電壓后輸電線上的