第二章第二章 交变电流交变电流 7 7 7 7 电能的输送电能的输送电能的输送电能的输送1一、变压器的构造一、变压器的构造 1 1示意图示意图 2 2符号符号二、变压器的工作原理：二、变压器的工作原理： 1 1、互感互感现象：变压器只能改变现象：变压器只能改变交流电交流电的电压和电流的电压和电流 2 2、能量转化：电能、能量转化：电能磁场能磁场能电能电能 3 3、理想变压器功率：理想变压器功率：三、理想变压器的三、理想变压器的变压变压、变流变流规律：规律：四、常用变压器四、常用变压器复习回顾复习回顾 变压器变压器P入入P出出2电站站址电站站址 用户用户(负载负载)远距离远距离能源丰富能源丰富有利开发有利开发能源缺乏能源缺乏用电量大用电量大3输送电能的基本要求：输送电能的基本要求： 可靠、保质、经济可靠、保质、经济可靠：可靠：是指保证供电线路可靠地工作是指保证供电线路可靠地工作, ,少有故障和停电少有故障和停电保质：保质：是指保证电能的质量是指保证电能的质量, ,即电压和即电压和频率稳定频率稳定经济：经济：是指输电线路建造和运行的费是指输电线路建造和运行的费用低用低, ,电能损耗小电能损耗小41、为什么输电线上有电能损失、为什么输电线上有电能损失?由由于于输输电电线线长长，电电阻阻大大，当当电电流流通通过过输输电电线线时时，产产生生热热量量Q，损损失失一一部分电能，同时损失一部分电压部分电能，同时损失一部分电压.一、输电线上的功率损失一、输电线上的功率损失5(1)减小导线电阻减小导线电阻2、如何减少电能损失、如何减少电能损失?(2)减小输电线中的电流减小输电线中的电流6由电阻定律知由电阻定律知(1)减小导线电阻减小导线电阻减小材料的电阻率减小材料的电阻率.银的电阻率最小银的电阻率最小,但价但价格昂贵格昂贵,目前选用电阻率较小的铜或铝作输目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线电线.减小输电线的长度减小输电线的长度L不可行不可行,因为要保证因为要保证输电距离输电距离. 可适当增大横截面积可适当增大横截面积. .太粗不可能太粗不可能,既不经既不经济又架设困难济又架设困难.方方法法7(2)减小输电线中的电流减小输电线中的电流1.输电线路损失的功率输电线路损失的功率83.哪个途径对于降低输电线路的损耗更哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效为有效?5.怎样计算用户得到的功率怎样计算用户得到的功率P?4.在保证用户的电功率的前提下在保证用户的电功率的前提下,怎样才怎样才能减小输电电流能减小输电电流?损损输送输送用户用户PPP- -= =9练习：练习： 输送输送10kw的电功率，采用的电功率，采用400V的的电压输电，输电线的总电阻为电压输电，输电线的总电阻为10，求，求(1)输电线中的电流输电线中的电流?输电线中损失的电压输电线中损失的电压?用户得到的电压用户得到的电压?(1)25A 250V 150V(2)6250W 3750W(2)输电线损失的功率输电线损失的功率?用户得到的功率用户得到的功率?(3)如果采用如果采用4000V电压输电，输电线损失电压输电，输电线损失的功率的功率?用户得到的功率用户得到的功率?(3) 62.5W 9937.5W提高输电电压提高输电电压, 是减少电能损失的最有效的办法是减少电能损失的最有效的办法1011交流高压输电的基本环节交流高压输电的基本环节 发发电电站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器用户用户12U U1 1U U2 2U U3 3 U U4 4发发电电机机升压变压器升压变压器高压输电线路高压输电线路降压变压器降压变压器 用用电电器器 交流高压输电基本环节示意图交流高压输电基本环节示意图 1314223UUUURIF用用线线 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器二、远距离输电原理图二、远距离输电原理图功率关系：功率关系：P1=P2，P3=P4，P2=Pr+P314电压关系：电压关系：14223UUUURIF用用线线 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器3243432121,UUUnnUUnnUUr+=15电流关系：电流关系：14223UUUURIF用用线线 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器161.发电厂发电机的输出电压为发电厂发电机的输出电压为U1,发电厂至发电厂至学校的输电线电阻为学校的输电线电阻为R,通过导线的电流通过导线的电流为为I,学校输入电压为学校输入电压为U2,下列下列4个计算输电个计算输电线损耗的功率式子中，不正确的是线损耗的功率式子中，不正确的是( ) A、 B、 C、 D、课堂练习课堂练习A17远距离输电示意图远距离输电示意图18是不是输电电压越高越好是不是输电电压越高越好?电电压压越越高高，对对输输电电线线路路和和变变压压器器的的要要求越高，建设费用越高。求越高，建设费用越高。远距离输电远距离输电我我国国常常用用的的远远距距离离输输电电采采用用的的电电压压有有110 kV、220 kV、330 kV，输输电电干干线线采采用用500 kV的超高压，西北电网达到的超高压，西北电网达到750kV。思思考考192、一小型发电站通过升压、一小型发电站通过升压,降压变压器降压变压器把电能输给用户把电能输给用户.已知发电机的输出功率是已知发电机的输出功率是500kW,端电压为端电压为500V,升压变压器原、副线升压变压器原、副线圈的匝数比为圈的匝数比为1:5,两变压器间输电线的总电两变压器间输电线的总电阻为阻为1.5,降压变压器的输出电压为降压变压器的输出电压为220V,不不计变压器的损耗计变压器的损耗.求：求：(1)升压变压器的副线圈两端电压；升压变压器的副线圈两端电压；(2)输电导线上的功率损失；输电导线上的功率损失；(3)降压变压器原、副线圈的匝数比；降压变压器原、副线圈的匝数比；(4)用户得到的功率。用户得到的功率。440kW2500V60kW10:1课堂练习课堂练习2014223UUUURIF用用线线 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器213、某交流发电机输出功率为、某交流发电机输出功率为5105 W，输出电压为，输出电压为1.0103 V，假如输电线的总，假如输电线的总电阻电阻10，在输电线上损失的电功率等于，在输电线上损失的电功率等于输电功率的输电功率的5%，用户使用电压，用户使用电压380 V(1)画出输电线路的示意图画出输电线路的示意图(标明各部分的标明各部分的符号符号)14223UUUURIF用用线线 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器2214223UUUURIF用用线线 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器(2)所用升压和降压变压器的原、副线圈的所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多少匝数比是多少?(使用的是理想变压器使用的是理想变压器)1:10 25:13、某交流发电机输出功率为、某交流发电机输出功率为5105 W，输出电压为，输出电压为1.0103 V，假如输电线的总，假如输电线的总电阻电阻10，在输电线上损失的电功率等于，在输电线上损失的电功率等于输电功率的输电功率的5%，用户使用电压，用户使用电压380 V23输送电路的计算步骤输送电路的计算步骤(1)画出供电画出供电示意图示意图(2)以变压器铁心为界以变压器铁心为界,分出各个回分出各个回路路,各回路各回路可独立运用欧姆定律分可独立运用欧姆定律分析析.(3)各回路间各回路间通过线圈匝数比与电通过线圈匝数比与电压比和电流比的关系压比和电流比的关系,总功率不变总功率不变等联系等联系.241、学校有一台应急备用发电机、学校有一台应急备用发电机,内阻为内阻为r=1, 升压变压器匝数比为升压变压器匝数比为1:4,降压变压器降压变压器的匝数比为的匝数比为4:1,输电线的总电阻为输电线的总电阻为R=4,全全校校22个教室个教室,每个教室用每个教室用“220V,40W”的灯的灯6盏盏,要求所有灯都正常发光要求所有灯都正常发光,则：则：(1)发电机的输出功率多大？发电机的输出功率多大？(2)发电机的电动势多大？发电机的电动势多大？(3)输电线上损耗的电功率多大？输电线上损耗的电功率多大？ 练习练习252、在远距离输电时、在远距离输电时,要考虑尽量减少要考虑尽量减少输电线上的功率损失输电线上的功率损失.有一个坑口电站有一个坑口电站,输输送的电功率为送的电功率为P=500kW,当使用当使用U=5kV的的电压输电时电压输电时,测得安装在输电线路起点和终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点处的两只电度表一昼夜示数相差4800度度.求：求：(1)这时的输电效率这时的输电效率和输电线的总电和输电线的总电阻阻r?(2)若想使输电效率提高到若想使输电效率提高到98%,又不改又不改变输电线变输电线,那么电站应使用多高的电压向外那么电站应使用多高的电压向外输电输电? 26