
第五章 第五節(jié)電能的輸送電站用戶 輸送電能的基本要求應當是: 可靠、保質(zhì) 、經(jīng)濟一、輸電線上的功率損失 1.設輸電電流為I,輸電線電阻為R,則輸電線上的功率損失為: 2.減少輸電線上功率損失的方法 (1)減小輸電線的電阻R ①減小輸電線長度L:由于輸電距離一定,所以在實際中不可能用減小L來減小R.?、跍p小電阻率?:目前一般用電阻率較小的銅或鋁作導線材料.?、墼龃髮Ь€的橫截面積S,這要多消耗金屬材料,增加成本,同時給輸電線的架設帶來很大的困難. (2)減小輸電電流 I ①減小輸送功率P : 由于電站的裝機容量一定,因此電站向外輸送的電功率是一定的,即在實際中不能以用戶少用或不用電來減少輸電線上的功率損失. ②提高輸電電壓U :在輸送功率P 一定,輸電線電阻R一定的條件下,輸電電壓提高到原來的n倍,輸電線上的功率損失降為原來的1/n2倍. 采用高壓輸電是減小輸電線上功率損失的最有效、最經(jīng)濟的措施. P = P’ + ?P功率關系二、輸電線路上的電壓損失1.電壓損失:輸電線路始端電壓U跟末端電壓U’的差值,稱為輸電線路上的電壓損失,?U = U -U’ ,如圖所示:2.造成電壓損失的因素 (1)輸電線電阻造成電壓損失 ?U=IR.(2)輸電線感抗和容抗造成電壓損失. 3.減小輸電線路上電壓損失的方法 (1)減小輸電線電阻R 對高壓輸電線路效果不佳. (2)減小輸電電流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. 三、交流高壓輸電的基本環(huán)節(jié) 1.輸送功率為100kW 以下, 距離為幾百米以內(nèi),一般采用220V 的電壓送電 。這就是通常用的 低壓線路。 2.輸送功率為幾千kW 到 幾萬kW,距離為幾十km到上百km, 一般采用35kV 或110kV 的電壓送電。這就是所謂 高壓輸 電。 3.如果輸送功率為10 萬kW 以上,距離為幾百km,就必須采用220kV 甚至更高的電壓送電。這就是所謂 超高壓輸電。 ● 目前我國遠距離送電采用的電壓有110kV、220kV 和330kV, 在少數(shù)地區(qū)已開始采用500kV的超高壓送電。 ● 目前世界上正在試驗的最高輸電電壓是1150kV。 ● 大型發(fā)電機發(fā)出的電壓,等級有 10.5kV、13.8kV、15.75kV、18.0kV。 U0RR0U2U1U3ΔUI1電路圖 例:發(fā)電機輸出電壓220V ,輸出功率44kW, 每條輸電線電阻0.2Ω,求用戶得到的電壓和電功率各是多少?如果發(fā)電站先用變壓比為1:10的升壓變壓器將電壓升高,經(jīng)同樣輸電線路,后經(jīng)10:1的降壓變壓器降壓后供給用戶, 則用戶得到的電壓和電功率各是多少?140V, 28KW219.2V, 43.84KW 思考:有一臺內(nèi)阻為1Ω的發(fā)電機,供給一所學校照明電路,如圖,升壓變壓器的匝數(shù)比為1:4,降壓變壓器的匝數(shù)比為4:1,輸電線總阻為R=4Ω,全校共22個班,每班有“220V,40w”的燈6盞,若要保證全部電燈正常發(fā)光,討論:1)發(fā)電機的輸出功率多大?2)發(fā)電機的電動勢多大?3)輸電效率是多少?4)若使用燈數(shù)減半并正常發(fā)光,發(fā)電機的輸出功率是否減半?2008年初湖南電網(wǎng)遭遇50年來最重冰災 2008年初湖南電網(wǎng)遭遇50年來最重冰災 小結(jié): 輸電導線上功率損失?P=I2R ,電壓損失?U=IR. 提高輸電電壓是減小功率損失和電壓損失的有效途徑. 電網(wǎng)輸電 兩種辦法:1.減少輸電線的電阻。R=ρL/S2.減小輸電線中的電流,提高輸電電壓。 一. 輸電導線上的功率損失:設輸電電流為I,輸電線的電阻為R,則功率損失為: ΔP = I 2 R 一般要求: ΔP≤10%P 二. 輸電線上的電壓損失ΔU 發(fā) 電 廠 輸電線R 用電設備U`P`ΔU ΔPUPI 通常要求: ΔU ≤ 10%~15% U
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