高中物理选修1-1优质课《3.5高压输电》ppt课件免费下载
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五、高压输电
大亚湾核电站
秦山核电站
三峡水电站
有的地方离发电站很远,因此需要把电能输送到远方,即远距离输电。
为了合理利用这些资源,发电站要修建在靠近这些能源的地方。
而用电的地方却分布很广。城市、乡村、高山、平原……
远距离输电的主要问题
导线是有电阻的,电流流过时,由于电流的热效应而使导线发热,一部分电能转化成热能而损失掉。
发电站
用户
(负载)
如何减少电能损失?
Q=I2Rt
措施
1、减小电阻
2、减小电流
3、缩短通电时间
X
分析讨论:如何
1 . 降低导线电阻
电阻的决定式:
ρ是导线的电阻率,L是导线的长度,S是导线的横截面积。
减少导线电阻的方法:
选用电阻率小的金属作导线材料。(一般用铝或铜)
(1)减少ρ
*缩短距离—不可能
解析:P损=P×10%=200000×10%=20000W
例题:把功率200 kW电能用铝线送到10 km处,要使功率损失10%,用110 V电压输电,导线横截面积多大?ρ=2.9×10-8Ω·m
太粗,不可能,既不经济又架设困难.
又 导线电流I=P/U,导线长为两地距离2倍。
代入数据解得:S=9.6m²。
(2)增加S
*增大导线的横截面-——多种困难
*实际是多股绞线拧成的,中心是钢线,它的机械强度大,不易拉断;钢线周围是铝线,不仅导电性能好,而且密度小,使输电线不致太重。
国资委表态支持特高压输电项目
本报讯 国务院国资委副主任邵宁昨日明确表示,国家电网公司发展特高压输电项目,符合建设创新型国家的要求,符合企业创新发展的需要,国资委对此给予充分肯定和支持。
《证券时报》
曾培炎:特高压是实现能源资源优化配置的有效途径
国家为什么如此支持高压输电?高压输电究竟有什么地方如此的吸引我们?
思考:
为什么一定要用高电压输电?
解:1、当U=5KV时,由P=UI
得 I=P/U=1000×103/5000=200A
当U=50KV时,由P=UI
得 I=P/U=1000×103/5000=20A
2、当U=5KV时,由P=I2R 得 P=(200)2×10 w =400KW
当U=50KV时,由P=I2R 得 P=(20)2×10 w =4KW
电路中电能的损失为:
损失的功率:
2.降低导线中的电流
注:发电机输出功率是一定的,由P=UI知,要减少I,就必须提高输电电压U。
思考:若输电电压提高为原来的100倍,则输送过程中损失的功率变为原来的多少倍?
1/1002
思考:是不是输电电压越高越好?为什么?
不是。电压过高,会增加绝缘有困难,因而架线的费用增加,输电线路还容易向大气放电,增加电能的损失。要综合考虑,选择合适的输电电压。
*我国远距离输电采用110KV、220KV、330KV的电压,少数线路已经采用550KV
*说明:一般大型发电机组发电电压是10KV左右,要先升到110KV、220KV、330KV或550KV后经高压架空线送出。到了用电区,又要遂级把电压降下来。
输送距离
送电电压
送电方式
100KW以下
几百米以内
220V
低压送电
几千千瓦
~几万千瓦
几十千米
~上百千米
35kv
或者110kv
高压送电
10万千瓦以上
几百千米以上
220kv或更高
超高压送电
输送功率
实际采用几种输电方式
输电示意图
3、高压输电过程:
输电过程示意图
一、输电导线发热损失电能的计算:P损=I2R
二、减少输电导线发热损失电能的方法:减小输电线的R和I
三、减小输电线的电阻的方法:
1、选用电阻率小的金属作导线材料
2、增大导线的横截面
四、减小输电线的电流方法——提高输电电压,P输=UI
五、高压输电全过程;示意图和有关计算
小结
课堂练习和课外作业
课堂练习: P66 问题与练习 1-4
课外作业: P66 问题与练习 补充:例1
课堂练习和课外作业
课堂练习: P66 问题与练习 1-4
课外作业: P66 问题与练习 补充:例1
1、远距离输电时,为了减少输电线上电能损失,应( )
A.提高输送电压,增大输送电流
B.提高输送电压,减小输送电流
C.减小输送电压,增大输送电流
D.减小输送电压,减小输送电流
例与练
B
2、在远距离输电中,输电线电阻一定,输送电功率一定,如果将输电电压提高到原来的10倍,则输电线上消耗的功率变为原来的( )
A.10倍 B.1/10倍
C.100倍 D.1/100倍
例与练
D
3、把功率为22KW的电能用总电阻为2Ω的导线输送到远方的用户,用220V的电压输电,导线损失的功率为多少?若改用22KV的电压输电,导线损失的功率又为多少?
例与练
4.利用超导材料可实现无损耗输电,现有一直流电路,输电总电阻为0.4Ω,它提供给用电器的电功率为40kw,电压为800V,若用临界温度以下的超导电缆代替原来的输电线,保持供给用电器的功率和电压不变,那么节约的电功率为( )
A、1kw B、1.6×103kw
C、1.6kw D、10kw
A