第三章交变电流第四节远距离输电第四节远距离输电学习学习任务任务1了了解解输输电电线线上上的的功功率率损损耗耗与与何何种种因因素素有有关关及及降降低低功功率率损损耗耗的措施。的措施。2知知道道高高压压输输电电的的原原因因；会会利利用用变变压压器器的的规规律律和和能能量量守守恒恒的的观点对简单的远距离输电进行定性分析和计算。观点对简单的远距离输电进行定性分析和计算。3了解高压交流和高压直流输电的优缺点。了解高压交流和高压直流输电的优缺点。4知道我国输电技术的发展。知道我国输电技术的发展。必备知识自主预习储备01 知识梳理知识梳理 知识点一远距离输电中的电功率和电压损耗知识点一远距离输电中的电功率和电压损耗1两种损失比较两种损失比较2降低两种损失的途径降低两种损失的途径高压输电高压输电输输送送一一定定功功率率电电能能，输输电电_，输输电电线线中中电电流流越越小小，导导线线因因发发热而损耗的电能热而损耗的电能_，线路上电压的损失也，线路上电压的损失也_。两种损失两种损失主要原因主要原因大小表示大小表示减小办法减小办法电功率损失电功率损失 输电线有电阻产生焦耳热输电线有电阻产生焦耳热P_减小减小R_电压损失电压损失输电线电阻的电压降输电线电阻的电压降U_I2RIR减小减小I电压越高电压越高越少越少越少越少知识点二高压交流输电知识点二高压交流输电1降低输电损耗的途径降低输电损耗的途径(1)减减小小输输电电线线的的_：在在输输电电距距离离一一定定的的情情况况下下，为为减减小小输输电电线线_，应应当当选选用用电电阻阻率率小小的的金金属属材材料料，还还要要尽尽可可能能增增加加导导线线的的_。(2)减减小小输输电电线线中中的的_：为为了了减减小小输输电电_，同同时时又又要要保保证证向向用用户户提供一定的电功率，就要提高输电提供一定的电功率，就要提高输电_。电阻电阻电阻电阻横截面积横截面积电流电流电流电流电压电压2输电线路输电线路远距离输送电网的基本结构：远距离输送电网的基本结构：如图所示如图所示(输出功率为输出功率为P，输，输出电压为出电压为U)。3功率损耗功率损耗输电导线损失的电功率：由输电导线损失的电功率：由P损损_，可推得，可推得P损损 _。4两个关系两个关系功率关系：功率关系：P入入P线线P用用。电压关系：电压关系：U2U线线U3。知识点三直流输电知识点三直流输电1采用高压直流输电的原因采用高压直流输电的原因当当交交流流输输电电功功率率很很大大时时，导导线线的的_、_引引起起的的电电压压及及电电能能损损失失很大；同一电网供电的发电机同步运行，技术上也存在困难。很大；同一电网供电的发电机同步运行，技术上也存在困难。2高高压压直直流流输输电电系系统统的的组组成成：主主要要由由整整流流站站、直直流流线线路路和和逆逆变变站站三三部分组成。部分组成。3高高压压直直流流输输电电系系统统的的工工作作程程序序：交交变变电电流流升升压压后后输输送送到到_，把把高高压压交交变变电电流流变变换换成成高高压压_，经经由由_线线路路输输送送到到用用电电地地区区后后，_将将高高压压_变变换换成成高高压压交交变变电电流流，再再经经降降压压变压器降压。变压器降压。电感电感电容电容整流器整流器直流电流直流电流高压直流高压直流逆变器逆变器直流电流直流电流4高压直流输电系统的优点高压直流输电系统的优点(1)不存在不存在_和和_引起的损耗。引起的损耗。(2)节省材料，输电杆塔结构简单，占地面积小。节省材料，输电杆塔结构简单，占地面积小。(3)不需要考虑电网中的各发电机的同步运行问题。不需要考虑电网中的各发电机的同步运行问题。感抗感抗容抗容抗2近近来来进进行行农农村村电电网网改改造造，为为减减少少远远距距离离输输电电的的损损耗耗而而降降低低电电费费价价格，可采取的措施有格，可采取的措施有()A提高输送功率提高输送功率B减小输电距离减小输电距离C提高输电的电压提高输电的电压D减小输电导线的横截面积减小输电导线的横截面积C 为为减减少少远远距距离离输输电电的的损损耗耗，可可以以提提高高输输电电的的电电压压，故故C项项正正确确；提提高高输输送送功功率率不不能能减减少少远远距距离离输输电电的的损损耗耗，减减小小输输电电导导线线的的长长度度的的方方法法不不可可取取，减减小小输输电电导导线线的的横横截截面面积积反反而而会会增增大大损损耗耗，故故A、B、D错误。错误。关键能力情境探究达成02考点1输电线上电压和电功率损失的计算考点2高压输电线路的分析与计算如如图图所所示示的的输输电电线线路路，为为什什么么在在用用电电高高峰峰期期家家中中的的白白炽炽灯灯灯灯光光较暗？怎样才能减小导线上损失的电压和损失的功率呢？较暗？怎样才能减小导线上损失的电压和损失的功率呢？提提示示：用用电电高高峰峰期期高高压压输输电电线线和和变变压压器器到到家家庭庭的的输输电电线线中中电电流流较较大大，有有较较大大的的电电压压损损失失，因因此此加加在在白白炽炽灯灯上上的的电电压压变变低低，达达不不到到额额定定功功率率，因因此此白白炽炽灯灯灯灯光光较较暗暗；为为减减小小导导线线上上损损失失的的电电压压和和功功率率可可减减小输电线电阻，提高输电电压。小输电线电阻，提高输电电压。【典典例例1】在在远远距距离离输输电电时时，要要考考虑虑尽尽量量减减少少输输电电线线上上的的功功率率损损失失。有有一一个个小小型型发发电电站站，输输送送的的电电功功率率P500 kW，当当使使用用U5 kV的的电电压压输输电电时时，测测得得安安装装在在输输电电线线路路起起点点和和终终点点处处的的两两只只电电度度表表一一昼昼夜夜示示数相差数相差4 800 kWh。求：。求：(1)输电效率输电效率和输电线的总电阻和输电线的总电阻r。(2)若若想想使使输输电电效效率率提提高高到到98%，又又不不改改变变输输电电线线，那那么么发发电电站站应应使使用多高的电压向外输电？用多高的电压向外输电？思思路路点点拨拨 输输电电线线上上损损失失的的功功率率为为P损损I2r，输输电电功功率率PUI，要要提提高输电效率，就要提高输电电压。高输电效率，就要提高输电电压。考点考点2高压输电线路的分析与计算高压输电线路的分析与计算1远距离输电电路图远距离输电电路图3高压输电过程的几个电压的区别高压输电过程的几个电压的区别(1)输送电压：输电线始端电压，如图中的输送电压：输电线始端电压，如图中的U2。(2)用户电压：最终用户得到的电压，如图中的用户电压：最终用户得到的电压，如图中的U4。(3)损失电压损失电压表表示示形形式式：输输电电线线始始端端电电压压与与末末端端电电压压的的差差值值，即即UU2U3I2R线线。形形成成原原因因：输输电电导导线线有有电电阻阻，电电流流通通过过输输电电线线时时，会会在在线线路路上上产产生电势降落，致使输电线路末端的电压比起始端电压要低。生电势降落，致使输电线路末端的电压比起始端电压要低。跟进训练跟进训练 2图图甲甲所所示示为为远远距距离离输输电电示示意意图图，变变压压器器均均为为理理想想变变压压器器，升升压压变变压压器器原原、副副线线圈圈匝匝数数比比为为1100，其其输输入入电电压压如如图图乙乙所所示示，远远距距离离输输电电线线的的总总电电阻阻为为 50。降降 压压 变变 压压 器器 右右 侧侧 部部 分分 为为 火火 灾灾 报报 警警 系系 统统 原原 理理 图图，其其 中中 R1为为一一定定值值电电阻阻，R2为为用用半半导导体体热热敏敏材材料料制制成成的的传传感感器器，当当温温度度升升高高时时其其阻阻值值变变小小，电电压压表表V可可以显示加在报警器两端以显示加在报警器两端的电压的电压(报警器未画出报警器未画出)。未出现火警。未出现火警时，升压变压器的输入功率为时，升压变压器的输入功率为660 kW。下列说法正确的是下列说法正确的是()A0.01 s时刻，电压表的示数是时刻，电压表的示数是0 VB未出现火警时，远距离输电线路损耗的功率为未出现火警时，远距离输电线路损耗的功率为45 kWC当传感器当传感器R2所在处出现火警时，电压表所在处出现火警时，电压表V的示数变大的示数变大D当传感器当传感器R2所在处出现火警时，输电线上的电流变小所在处出现火警时，输电线上的电流变小学习效果随堂评估自测031(2022贵贵州州高高二二学学业业考考试试)为为了了减减少少电电能能在在输输电电线线路路中中的的损损耗耗，在在输送电功率一定时，远距离输送电能通常采用输送电功率一定时，远距离输送电能通常采用()A高电压输电高电压输电B低电压输电低电压输电C增大输电电流增大输电电流D增大输电线电阻增大输电线电阻A 为为了了减减小小输输电电线线的的损损耗耗，当当输输送送功功率率一一定定时时，根根据据PUI知知增增大大输输送送 电电 压压 U可可 以以 减减 小小 流流 过过 线线 路路 的的 电电 流流 I，则则 根根 据据 线线 路路 损损 耗耗 P损损I2r可知线路损耗也会减小，可知线路损耗也会减小，A正确，正确，B、C、D错误。错误。1 12 23 34 41 12 23 34 41 12 23 34 44风风力力发发电电作作为为新新型型环环保保新新能能源源，近近几几年年来来得得到到了了快快速速发发展展，如如图图所所 示示 风风 车车 阵阵 中中 发发 电电 机机 输输 出出 功功 率率 为为 100 kW，输输 出出 电电 压压 是是 250 V，用用 户户 需需 要要 的的 电电 压压 是是 220 V，输输 电电 线线 电电 阻阻 为为 10。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：，试求：(1)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比；在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比；1 12 23 34 41 12 23 34 4(2)画出此输电线路的示意图；画出此输电线路的示意图；解析解析 如图所示。如图所示。答案答案 见解析图见解析图(3)用户得到的电功率是多少。用户得到的电功率是多少。解解析析 用用户户得得到到的的电电功功率率即即降降压压变变压压器器的的输输出出功功率率，为为P用用PP损损P(14%)10096%kW96 kW。答案答案 96 kW1 12 23 34 4回归本节内容，自我完成以下问题：回归本节内容，自我完成以下问题：1画出高压输电线路。画出高压输电线路。提示：提示：2变压器存在的关系式是什么？变压器存在的关系式是什么？提示：提示：升压变压器升压变压器T1两端两端降压变压器降压变压器T2两端两端阅读材料拓展物理视野04输电技术的发展输电技术的发展1882年年，爱爱迪迪生生在在美美国国修修建建了了第第一一个个电电力力照照明明系系统统，用用直直流流电电点点 亮亮 了了 几几 千千 盏盏 电电 灯灯。那那 时时，输输 电电 距距 离离 很很 近近，每每 隔隔 3 km左左右右就就要要建建立立一一个个发发电电厂厂，否否则则灯灯泡泡因因电电压压过过低低而而不不能能发发光光。同同一一年年，一一个个法法国国工工程程师师修修建建了了第第一一条条远远距距离离输输电电电电路路，将将一一个个水水电电站站发发出出的的电电送送到到57 km之之外外的的慕慕尼尼黑黑，在在博博览览会会上上用用来来驱驱动动一一台台水水泵泵，造造了了一一个个人人工工喷喷泉。泉。1886年年，发发 明明 家家 威威 斯斯 汀汀 豪豪 斯斯 利利 用用 变变 压压 器器 成成 功功 地地 在在 6 km的线路上实现了交流输电。的线路上实现了交流输电。1891年年，德德国国建建成成170 km的的15 kV30 kV的的高高压压输输电电线线路路，效效率率高高达达70%80%。1893年年，美美国国修修建建尼尼亚亚加加拉拉水水电电站站时时，经经过过反反复复论论证证，决决定定采采用用交交流流供供电电系系统统。19091912年年，美美国国、德德国国建建造造100 kV的高压输电线路，从此高压输电技术迅速普及。的高压输电线路，从此高