第4章 第3节 电能的远距离传输.ppt

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1、第3节电能的远距离传输课标定位学习目标：1.知道“便于远距离输送”是电能的优点之一，知道输电过程．2．理解为什么远距离输电要用高压．3．知道输电线上电压和电功率的损失和如何减少损失．重点难点：高压输电的原理及功率损耗计算．易错问题：1.在功率损失和电压损失的计算中，易出现乱用物理量的现象．2．在远距离输电的过程分析中，易出现制约关系分析的错误．一、为什么要采用高压输电1．电功率损失：电流流过输电导线时，电流的热效应会引发的损失．损失的电功率P＝，即在输电线路上由于发热而损耗的电功率与电阻成正比，与电流的二次方成正比．因此，可以考虑通过减

2、小输电线或减小输送来减少电能输送时的电功率损失．基础知识梳理电功率I2R电阻电流2．电压损失：导线有电阻，输电线上损失(损失的电压U＝IR)，使得用电设备两端的电压比供电电压．对于交流输电线路，和(总称为电抗)也会造成电压损失．在输送电功率不变的前提下，要减少电压损失，只能采取输电电流的方法．电压低感抗容抗减小3．高压输电：减小就要增粗导线，增粗导线又带来两个不利：其一，耗费更多的金属材料；其二，会使电抗更大，造成更大的电压损失．只有输电电流才会避免上述问题．由P＝UI可知，在保证输送电功率P不变的情况下，必须提高输送，才能减小电流I.

3、输送一定功率的电能，输送电压越高，输电线中电流越小，导线因发热而损耗的电能就越，输送线路中电压的损失也就越．电阻减小电压U少小输电电压和输电线上损失的电压一样吗？思考二、高压交流输电1．在发电站内要使用，将电压提升，然后向远处送电；到达目的地后，根据不同的需求再用，经2～3次降压，才输送给用户．2．现代供电系统把许多发电站连为一体，构成庞大的交流输电网，这就要求电网中的每台发电机发出的交流电并网时必须做到同步，即交变电流的必须相同．并联输电线中的交变电流的必须相同．升压变压器降压变压器频率相位三、高压直流输电1．高压直流输电系统主要由、

4、直流线路和三部分构成．实际上直流输电系统只在输电这个环节是直流，发电环节和用电环节仍是交流，输电过程中只用两根导线．整流站逆变站2．在电能的传输方面，高压直流输电比高压交流输电有许多优越性：第一，使用的输电线材料方面直流比交流可以节省，电杆塔结构也比交流电简单且省地；第二，稳定的直流输电不存在引起的损耗；第三，不需考虑电网中的各台交流发电机的运行问题．虽然优点多多，但在换流设备的制造、价格等方面还存在问题．1/3感抗和容抗同步注意：(1)为了降低输电过程中的损耗，远距离输电必须采取高压输电，无论是高压交流输电还是高压直流输电，都有其优点

5、与缺点．(2)高压直流输电或高压交流输电都以“提高输电电压，减小输电电流”为目的，这一点与欧姆定律并不矛盾．一、输电过程中的电损问题分析1．输电线路上的电压损失及减小方法输电电路如图4－3－1所示，设发电厂输送的电压为U，用电设备两端实际获得的电压为U′，则输电导线电阻r两端电压ΔU＝Ir，则用户得到的电压为U′＝U－ΔU，即ΔU＝U－U′是导线中的电压损失．核心要点突破图4－3－1据ΔU＝Ir可知，减小输电线路上电压损失的方法主要有两种：(1)减小输电线路电阻r用增大输电导线横截面积来减小电阻，对低压照明电路有效；在高压线路中，因容抗

6、和感抗造成的电压损失比电阻造成的还要大，故这种方法对高压输电效果不佳．2．输电线路上的功率损失及减小方法由于输电导线有电阻，在输电过程中必有一部分电能要转化成热能而损失掉，设输电导线中电流为I，输电导线的电阻为r，则输电导线上的功率损失为ΔP＝I2r.又设用电设备获得功率为P′，则功率损失也可表示为ΔP＝P－P′.据ΔP＝I2r可知，减小输电线路上功率损失的方法主要有两种：①减小输电线长度L：由于输电距离一定，所以在实际中不可能用减小L来减小r.②减小电阻率ρ：目前一般用电阻率较小的铜或铝做导线材料．③增大导线的横截面积S：这要多耗费金

7、属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难．1．掌握U和U线的区别，U是输电电压，U线是输电导线上的电压损失．2．高中阶段的计算中，只考虑输电线电阻所造成的电压损失，而忽略因容抗、感抗造成的电压损失，也就是把输电导线当成纯电阻电路处理．特别提醒二、电能的远距离传输过程分析1．输电过程(如图4－3－2所示)电路被划分为三个独立的回路，在每个回路中，变压器的原线圈是回路的用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源，每个回路均可以应用闭合电路欧姆定律，串、并联电路规律，而变压器的电压、电流、功率关系是联系不同回路的桥梁．图4－3－21．

8、抓住输电的两头——电源和用电器；分析一条线——输电线；研究两次电压变换——升压变压器和降压变压器．2．用户消耗的功率决定输入功率，即用户和线路总共消耗多少功率，发电站就输入多少功率，后者不可能大于前者，也不