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课件网) 4 电能的传输 电能输送中的电压损失和电能损耗 1.设输电电流为I,输电线电阻为r,则损失的电压U损=I·r,损耗的电功率P损=I2r。 2.减小损耗的方法 必备知识 清单破 知识点 1 (1)减小输电线的电阻,即在输电线长度L和材料一定的情况下,增大导线横截面积S来实现。 (2)减小输电电流I,由P=UI知,可以通过提高输电电压U来减小I。 远距离输电系统 1.电路原理图(如图) 2.基本环节 知识点 2 直流输电 1.交流输电的局限性 (1)当交流输电功率很大时,电感、电容引起的电压及电能损失很大。 (2)同一电网供电的发电机同步运行,技术上存在困难。 2.直流输电的基本过程:在发电站区域经变压器升压,由整流设备将交流电变成直流电,用高 压直流电进行远距离传输,在用户区域由逆变器将直流电变为交流电,经变压器降压送给用 户。 3.直流输电示意图 知识点 3 知识辨析 1.采用高压输电能减少电能损失,是不是输电电压越高越好 为什么 2.通过计算输电线路损耗的功率,你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更有效 3.远距离输电,在输电电压一定时,输送的电功率越大,输电过程中的电能损失越少还是越多 一语破的 1.不是。输电电压越高,对输电线路绝缘性能的要求越高,线路修建费用就会增多。实际输送 电能时,要综合考虑各种因素,如输送功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等,依照不 同情况选择合适的输电电压。 2.减小输电电流。根据P损=I2r,输电电流I一定时,电阻r减小为原来的 ,P损也减小为原来的 ; 电阻r一定时,电流I减小为原来的 ,P损则减小为原来的 ,可见减小输电电流效果更好。 3.越多。根据P损= r可知在输电电压U一定时,输送的电功率P越大,输电过程中的电能损 失越多。 输电线上的电压损失和功率损失 1.输电线上的电压损失 (1)电压损失:输电导线有电阻,电流通过输电导线时,会在线路上产生电势降落,致使输电线路 末端的电压比起始端电压要低,这就是输电线上的电压损失。 (2)减少电压损失的两种方法:一是减小输电导线的电阻,二是减小输电电流。 2.输电线上的功率损失 (1)功率损失的原因及计算 ①功率损失的原因:任何输电线都有电阻,因此当电流通过输电线向远方输送时,输电线因有 电阻而发热。 ②功率损失的计算:ΔP=I2R,I为输电线上的电流,R为输电线电阻。 (2)减少功率损失的方法 关键能力 定点破 定点 1 由ΔP=I2R可知,减少输电线上功率损失的方法主要有两种:减小输电导线的电阻和减小 输电导线中的电流。 ①减小输电线的电阻R。由R=ρ 知: a.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。 b.减小电阻率ρ:目前一般用电阻率较小的铜或铝作为导线材料,若使用电阻率更小的金属制 作导线,如银,成本太高。 c.增大输电导线的横截面积S:这种方法要多耗费金属材料,增加成本,同时给输电线的架设带 来很大的困难。 ②减小输电导线中的电流I。根据I= 知: a.减小输送功率P:在实际中不能以用户少用或不用电来达到减少损耗的目的,所以不现实。 b.提高输电电压U:在输送功率P和输电线电阻R一定的条件下,输电电压提高到原来的n倍,根 据ΔP= ·R知,输电线上的功率损失将降为原来的 。 根据以上分析可知,采用高压输电是减少输电线上功率损失最有效、最经济的措施。 远距离输电问题中的基本关系 1.输电线路的构成 输电线路由发电机、升压变压器、输电导线、降压变压器、用电器构成,即“三个回路 两个变压器”,如图所示。 定点 2 2.基本关系 (1)功率关系:P1=P2,P3=P4,P2=P损+P3。 (2)电压关系: = , = ,U2=ΔU+U3。 (3)电流关系: = , = ,I2=I3=I线。 (4)输电电流:I线= = = 。 (5)输电导线上的功率损失:P损=I线ΔU= R线= R线。 (6)输电导线上的电压损失:ΔU= ... ...
