1、1第第3节、电能的远距离传输节、电能的远距离传输2大亚湾核电站大亚湾核电站秦山核电站秦山核电站三峡水电站三峡水电站新疆风力发电新疆风力发电3发电厂一般都建在离用电单发电厂一般都建在离用电单位较远的地方，我们需要位较远的地方，我们需要把电能输送到远方，这就把电能输送到远方，这就必须用输电线进行必须用输电线进行远距远距离传输电能。离传输电能。4输送电能的基本要求是：可靠：保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电。保质：保证电能的质量，即电压和频率稳定。经济：输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小5问：远距离输电会遇到什么困难呢？问：远距离输电会遇到什么困难呢？困难一：输电线上的电功率损失困难一：输电
2、线上的电功率损失RIP2损原因：由于输电线长，电流流过输电导线时，原因：由于输电线长，电流流过输电导线时，由于电流的热效应，必然会有一部分电能转化由于电流的热效应，必然会有一部分电能转化成热功率而损失掉。成热功率而损失掉。思考：根据该公式，同学们有什么方法可以思考：根据该公式，同学们有什么方法可以减少电功率损失？减少电功率损失？6我们可以选择如下的两种方法，看哪种方法可行！我们可以选择如下的两种方法，看哪种方法可行！方法一：减小输电线电阻方法一：减小输电线电阻R 方法二：减小输电线电流方法二：减小输电线电流I由电阻定律由电阻定律 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
3、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，但太粗不可能，既不经济又架设困难。SLR（不可行）（不可行）（可行）（可行）7困难二：输电线上的电压损失困难二：输电线上的电压损失在输电线上，有三个因素会使电压损失在输电线上，有三个因素会使电压损失 导线有电阻，导线有电阻，阻抗；阻抗；当交流电通过输电导线时，由于自感电动势阻碍电流变化，产生当交流电通过输电导线时，由于自感电动势阻碍电流变化，产生感抗；感抗；当导线架在空中时，和大地这一导体构成电容器；导线敷设在地下，需用绝缘层和大地隔当导线架在空中时，和大地这一导体构成电容器；导线敷设在地下，需用绝缘层和大地隔
4、开，导线和大地构成电容器开，导线和大地构成电容器.电容器对交流有阻碍作用，会产生电容器对交流有阻碍作用，会产生容抗；容抗；（阻抗、感抗、容抗统称为电抗，都会造成电压损失）（阻抗、感抗、容抗统称为电抗，都会造成电压损失）根据公式，想要根据公式，想要减小损失电压减小损失电压，减小输电线电阻，减小输电线电阻R方法是不可方法是不可行的，所以还是只能采取减小输电线电流行的，所以还是只能采取减小输电线电流I的方法。的方法。IRU 损问：远距离输电会遇到什么困难呢问：远距离输电会遇到什么困难呢？8 因此，在保证输送电功率 不变的情况下，要减小输电线电流，必须提高输电线电压。“远距离输电必须采用高压输电”IU
5、P 9练习：练习：输送输送10kw10kw的电功率，采用的电功率，采用400V400V的电压输的电压输电，输电线的总电阻为电，输电线的总电阻为1010，求（，求（1 1）输电线中的）输电线中的电流？输电线中损失的电压是多少？用户得到的电流？输电线中损失的电压是多少？用户得到的电压是多少？（电压是多少？（2 2）输电线损失的功率是多少？）输电线损失的功率是多少？（3 3）如果采用）如果采用4000V4000V电压输电，输电线损失的电压输电，输电线损失的功率是多少？功率是多少？（1 1）25A 250V 150V25A 250V 150V（2 2）6250W6250W（3 3）62.50W62.5
6、0W 10 提高输电电压，是减少电能损失的行之有效的办法11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，西北电网正在建设750kV的线路。是不是输电电压越高越好？是不是输电电压越高越好？不是不是12交流高压输电的基本过程 发电站发电站升压变压器升压变压器高压输电高压输电降压变压器降压变压器用户用户13 高压交流输电的基本原理图（重点）14223UUUURIF用用 输电线输电线I1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器发电站发电站升压变压器升压变压器高压输电线高压输电线降压变压器降压变压
7、器用电单位用电单位141.1.功率关系：功率关系：P1=P2，P3=P4，P2=P损+P32.2.电压关系：电压关系：3234431221,IIInnIInnIIr3.3.电流关系：电流关系：3311232244,UnUnUUUUnUn 14223UUUURIF用用 输电线输电线I1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器15例：发电机的输出电压为例：发电机的输出电压为220V，输出的电功率为，输出的电功率为44KW，输电线电阻为，输电线电阻为0.2，如果发电站用匝数比为，如果发电站用匝数比为1:10的变压器将电压升高的变压器将电压升高,经过同样的输电
8、线后再用经过同样的输电线后再用匝数比为匝数比为10:1的变压器将电压降低供给用户的变压器将电压降低供给用户,用户得用户得到的电压和电功率各是多少？到的电压和电功率各是多少？16WRIPPPPPVUnnUnnUUVVRIUUUUAAUPIVUnnUnnUUWPP439206.2192196)42200(202200104422001044222234334443432223322211222121321损损解：17交流电在输送时会产生感抗和容抗，引起电功率和电交流电在输送时会产生感抗和容抗，引起电功率和电压损耗，而且输送的功率越大，感抗和容抗的抵抗作压损耗，而且输送的功率越大，感抗和容抗的抵抗作
9、用越强，用越强，交流输电系统不能进行大功率输电。交流输电系统不能进行大功率输电。交流输电系统的缺点：交流输电系统的缺点：因此，因此，直流输电系统直流输电系统开始受到人们的重视！开始受到人们的重视！18高压直流输电主要结构：主要结构：交流电力系统交流电力系统I 直流输电系统直流输电系统 交流电力系统交流电力系统II整流站整流站（升压变压器、整流器）（升压变压器、整流器）高压直流线路高压直流线路逆变站逆变站（逆变器、降压变压器）（逆变器、降压变压器）19直流输电的直流输电的基本过程基本过程交流电力系统交流电力系统I(发电端）发电端）交流电交流电整流站（升压、交流变直流整流站（升压、交流变直流）高压
10、直流电高压直流电远距离输送远距离输送逆变站（直流变交流、降压）逆变站（直流变交流、降压）交流电力系统交流电力系统II（用电端（用电端）交流电交流电发电环节和用电环节都是发电环节和用电环节都是交流电交流电，只有输电环节是，只有输电环节是直流电直流电20高压直流输电的优点：高压直流输电的优点：1.经济，直流输电线材和电塔的结构都比交流输电简单。经济，直流输电线材和电塔的结构都比交流输电简单。2.稳定的直流输电不存在感抗和容抗引起的损耗。稳定的直流输电不存在感抗和容抗引起的损耗。3.直流输电时，不需要考虑电网中各台交流发电机的同步运直流输电时，不需要考虑电网中各台交流发电机的同步运行问题。行问题。缺点是缺点是：直流输电的换流设备制造难，价格高。直流输电的换流设备制造难，价格高。
