电能的远距离传输.ppt

第3节电能的远距离传输

为什么要远距离输电？需要电能的地方分布很广，而电站电站建在资源丰富的地区，，因此要把电站的电能向外输送，有的需要输送到远方，这就涉及电能的输送问题．输送电能的基本要求是：可靠、保质、经济可靠：是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电。保质：就是保证电能的质量，即电压和频率稳定。经济：是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小

一、为什么采用高压输电？1.输电线上的电功率损失任何输电线都有电阻，存在功率损失．设输电电流为I，输电线电阻为R，则输电线上的功率损失为：如果输送的电功率为P，输电电压为U，输电线的总长度为l，横截面积为S，电阻率为?则功率损失可表示为：

减少输电线上功率损失的方法（1）减小输电线的电阻R①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?：目前一般用电阻率较小的铜或铝作导线材料．③增大导线的横截面积S，这要多耗资金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难．

（2）减小输电电流I①减小输送功率P：由于电站的装机容量一定，因此电站向外输送的电功率是一定的，即在实际中不能以用户少用或不用电来减少输电线上的功率损失．②提高输电电压U：在输送功率P一定，输电线电阻R一定的条件下，输电电压提高到原来的n倍，输电线上的功率损失降为原来的1/n2倍．采用高压输电是减小输电线上功率损失的最有效、最经济的措施．

2、输电线路上的电压损失电压损失：输电线路始端电压U跟末端电压U’的差值，称为输电线路上的电压损失，?U＝U－U’，如图所示：

以后在计算时只考虑输电线电阻所造成的电压损失．造成电压损失的因素（1）输电线电阻造成电压损失?U＝IR．（2）输电线的感抗和容抗造成电压损失．

练习：输送10kw的电功率，采用400V的电压输电，输电线的总电阻为10Ω，求：（1）输电线中的电流？输电线中损失的电压是多少？用户得到的电压是多少？（2）输电线损失的功率是多少？用户得到的功率是多少？（3）如果采用4000V电压输电，输电线损失的功率是多少？（1）25A250V150V（2）6250W3750W（3）62.50W

3．高压输电（1）减小输电线电阻R用增大输电导线的截面积来减小电阻对低压照明电路有效，对高压输电线路效果不佳．（2）减小输电电流I在输送电功率不变的前提下，提高输电电压是有效的措施．高压输电既能减小功率损失，又能减小电压损失，但在实际输送电能时，还需综合考虑各种因素，依照不同的情况，选择合适的输电电压．

交流高压输电的基本环节发电站升压变压器高压输电降压变压器用户发电站→升压变压器→高压输电线→降压变压器→用电单位

远距离输电示意图二、高压交流输电

输电线路示意图?P=I22R?U=I2R线U2=I2R+U3=U1I1=U2I2P输送P用=U3I3=U4I4P输送=?P+P用=I22R+P用功率关系：电压关系：?P?U、~用户U1I2P输送U2U3U4I1P输送n1n2n4n3I3=I2I4

我国常用的远距离输电采用的电压有110kV、220kV、330kV，输电干线采用500kV的超高压，西北电网正在建设750kV的线路。是不是输电电压越高越好？电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用越高。实际输送电能时，要综合考虑，如输送功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等，要依照不同情况选择合适的输电电压。

电网供电采用电网供电的优点：可以在能源产地使用大容量发电机组，降低一次能源的输送成本，获得最大的经济效益。同时，电网可以减少断电的风险，调剂不同地区电力供需平衡，保障供电质量。

例2.发电机的输出端的电压为220V，输出功率为4400W，输电线电阻为2Ω（1）用户得到的电压和功率是多少？（2）如果用1︰10的升压变压器，将电压升高经过同样的输电线后再用10︰1降压变压器，将电压降低供给用户，则用户得到的电压和功率各为多少，并求出两次损耗功率之比。

用户发电机R用户与路阻看成串联U用UI发电机变压器变压器用户路阻U1=220V,U2=2200VI2=2AU路=4VU3=2196VP路=8WU4=219.6VP4=4392W

例3、某交流发电机输出功率为5×105W，输出电压为U=1.0×103V，假如输电线的总电阻R=10Ω，在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%，用户使用电压U=380V.(1)画出输电线路的示意图（标明各部分的符号）（2）所用升压和降压