1、5.5 电能的输送,一、变压器的构造1示意图2符号,二、变压器的工作原理：1、互感现象：变压器只能改变交流电的电压和电流2、能量转化：电能磁场能电能3、理想变压器：,三、理想变压器的变压、变流规律：,四、常用变压器,复习,P入P出,三峡水电站,世界上最大的水电站,亚洲最大的风力发电站,新疆风力发电站,大亚湾核电站,电站站址,用户(负载),能源丰富有利开发,能源缺乏用电量大,电能的输送是一个理论性和技术性很强的系统工程。,输送电能的基本要求：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：是指保证电能的质量,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
2、耗小,1、为什么输电线上有电能损失?,由于输电线长，电阻大，当电流通过输电线时，产生热量Q，损失一部分电能，同时输电线上有电压降，故又损失一部分电压.,一、输电线上的功率损失,(1)减小导线电阻,2、如何减少电能损失?,(2)减小输电线中的电流,由电阻定律知,(1)减小导线电阻,减小材料的电阻率.银的电阻率最小,但价格昂贵,目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线.,减小输电线的长度L不可行,因为要保证输电距离.,增加导线的横截面积.可适当增大横截面积.太粗不可能,既不经济又架设困难.,方法,(2)减小输电线中的电流,思考与讨论,1.怎样计算输电线路损失的功率?,2.在输电电流一定的情况下,如果线路
3、的电阻减为原来的1/100,线路上损失的功率减为原来的1/? 在线路电阻一定的情况下,如果输电电流减为原来的1/100,线路上损失的功率减为原来的1/?,3.哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效?,4.怎样计算用户消耗的功率P?,5.在保证用户的电功率的前提下,怎样才能减小输电电流?,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10，求 (1)输电线中的电流?输电线中损失的电压?用户得到的电压?,(1)25A 250V 150V,(2)6250W 3750W,(2)输电线损失的功率?用户得到的功率?,(3)如果采用4000V电压输电，输电线损失的功率?用户得到的功率
4、?,提高输电电压, 是减少电能损失的最有效的办法,(3) 62.5W 9937.5W,二、远距离输电原理图,功率关系：,P1=P2，P3=P4，P2=Pr+P3,电压关系：,电流关系：,1.发电厂发电机的输出电压为U1,发电厂至学校的输电线电阻为R,通过导线的电流为I,学校输入电压为U2,下列4个计算输电线损耗的式子中，不正确的是( )A、 B、 C、 D、,课堂练习,A,远距离输电示意图,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。,远距离输电,我国常用的远距离输电采用的电压有110 kV、220 kV、330 kV，输电干线采用500 kV的超高压，西北
5、电网达到750kV。,思考,输电线上的电压损失，除了与输电线的电阻有关，还与感抗和容抗有关。当输电线路电压较高、导线截面积较大时，电抗造成的电压损失比电阻造成的还要大。,三、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.,通过网状的输电线、变电站,将许多电厂和广大用户连接起来,形成全国性或地区性的输电网络,这就是电网.,2、一小型发电站通过升压,降压变压器把电能输给用户.已知发电机的输出功率是500kW,端电压为500V,升压变压器原、副线圈的匝数比为1:5,两
6、变压器间输电线的总电阻为1.5,降压变压器的输出电压为220V,不计变压器的损耗.求：,(1)升压变压器的副线圈两端电压； (2)输电导线上的功率损失； (3)降压变压器原、副线圈的匝数比； (4)用户得到的功率。,440kW,2500V,60kW,10:1,课堂练习,3、某交流发电机输出功率为5105 W，输出电压为1.0103 V，假如输电线的总电阻10，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380 V,(1)画出输电线路的示意图(标明各部分的符号),(2)所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多少?(使用的是理想变压器),1:10 25:1,3、某交流发电机输出功率为
7、5105 W，输出电压为1.0103 V，假如输电线的总电阻10，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380 V,输送电路的计算步骤 (1)画出供电示意图 (2)以变压器铁心为界,分出各个回路,各回路可独立运用欧姆定律分析. (3)各回路间通过线圈匝数比与电压比和电流比的关系,总功率不变等联系.,1、学校有一台应急备用发电机,内阻为r=1, 升压变压器匝数比为1:4,降压变压器的匝数比为4:1,输电线的总电阻为R=4,全校22个教室,每个教室用“220V,40W”的灯6盏,要求所有灯都正常发光,则： (1)发电机的输出功率多大？ (2)发电机的电动势多大？ (3)输电线上损耗的电功率多大？,课后练习,2、在远距离输电时,要考虑尽量减少输电线上的功率损失.有一个坑口电站,输送的电功率为P=500kW,当使用U=5kV的电压输电时,测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4800度.求： (1)这时的输电效率和输电线的总电阻r? (2)若想使输电效率提高到98%,又不改变输电线,那么电站应使用多高的电压向外输电?,
