远距离高压输电
远距离高压输电的情况一般分为二种:
○1只讨论输电导线上的电压损失和电功率损失与输电压之间和关系简单输电问题
○2为了减少输电导线上的电压损失和电功率损失,要采用升压变压器和降压变压器的
输电方式复杂的输电问题。
一、简单的输电问题:
基本解题程序
输电功率输电电流输电电压
解析,第一步:根据发电机或发电厂的输出功率和输出电压,求出输电电流。
第二步:由欧姆定律求输电导线上电压。
第三步:由电功率的公式求解输电导线上电功率损失。
当然,IU线R线之间满足
线
线
R
U
I,所以作题时,一定要注意输电电压和输电导线上的电
压这二者之间的区别。
例1、某电站向某地输送5000kw的电功率,输电导线上损失的电功率为100kw,若把
输电电压提高到原来的10倍,同时将输电导线的横截面积减为原来的一半,那么输电导线
上损失的电功率为:
A0.5B1.0C2.0D5.0
例2、用6600伏和220伏两种电压输电,若输送的电功率;输电导线的长短;粗细及
电阻率相同,则低压输电线与高压输电线上损失的电功率之比是:
A1:900B900:1C1:30D30:1
例3、从发电站输出的功率为200kw,输电线的总电阻为0.05,用110v和11kv两种电
压输电,输电线上由电阻造成的电压损失各是多少伏。
例4、如果用220v和11kv两种电压来输电,设输送的电功率,输电线上的功率损失,
导线的长度和电阻率都相同,求导线上的横截面积之比。
例5、一座小型水电站,它输出的电功率是20kw,输电电压是400v,输电线的总电阻
是0.5,输电线上的功率损失是多少?假如用250v的电压输电,输电导线上功率损失和用
户得到的功率又各是多少?
二、复杂的输电方式
即为了减少输电导线上的电压损失和电功率损失,发电机发出的电流先经过升压变压器
升压后,再向远处输送。到达用户后,再经过降压变压器降压后供给用户使用。对于这种复
杂的输电方式,学生学习时应注意以下两个方面的问题。
1、要熟悉这种输电的一般模式。
2、要弄清上下级各物理量间的关系。
下面用图示的方法介绍复杂输电方式的一般模式及物理量间的上下级关系。
IUP
U
P
I
线线线
R
U
P
IRU
线线
R
U
P
RIP
r
2
2
2
第一部分:设计建成后的发电机和电厂,其发电能力是一定的,即输出功率P是一定
的,输出电压也是一定的,由知,其输出电流也是一定的。
用P、U
1
、I
1
即是电厂的输出功率、输出电压和输出电流;在不考虑电厂和升压变压器
间的导线电阻时,这也是升压变压器的输出功率、输出电压和输出电流。
根据原、副线圈的匝数之比,可求出升压变压器的输出电压U
2
和输出电流I
2
1
1
2
2
2
1
2
1u
n
n
u
n
n
u
u
1
2
1
2
1
2
2
1i
n
n
i
n
n
i
i
第二部分:升压变压器的输出电流I
2
,也是输电导线上的电流I线,也是降压变压器出输入
电流I
3
32
iii
线
升压变压器的输出电压U
2
,经导线电阻r降压后加在降压变压器的输入端。
其关系是
32
uriu
线
升压变压器的输出功率P在导线上损失了一部分ri2
线
后,输入降压变压器。
根据降压变压器原、副线圈的匝数之比,可求出降压变压器的输出电压U
4
和输出电流I
4
即
3
3
4
4
4
3
4
3u
n
n
u
n
n
u
u
3
4
3
4
3
4
4
3i
n
n
i
n
n
i
i
第三部分:如果不考虑降压变压器到用户之间的导线电阻,则变压器的输出电压就是用户得
到的电压,变压器的输出电流就是进入用户的电流,输出功率就是用户得到的功率。
4
4
3
32
2
1
1
u
n
n
uuuu
n
n
uu
线线
4
3
4
32
1
2
1
i
n
n
iiii
n
n
ii
线线
用损
pppiu
例1、发电机的端电压为220伏,输出的电功率为44千瓦,输电线的电阻为0.2欧姆,求用
户得到的电压和电功率各是多少?如果发电端用匝数之比为1:10的变压器将电压升高,经
同样的输电线后,再用匝数之比为10:1的变压器将电压降低后再供给用户,用户得到的电
压和电功率各是多少?
解:第一种情况属于简单的输电方式:
得iup知
A
u
p
i200
220
10443
故
伏
线
40iru
瓦
线
80002.0400002rip
所以用户得到的电压伏伏伏
用户
18040220u
瓦瓦瓦
用户
36p
第二种情况属于复杂的输电方式
由题意知,升压变压器的输入电压为220伏,输入电流为200安,根据变压器的变压原理,
升压变压器的输出电压U
2
和输出电流I
2
分别为伏2200
1
1
2
2
u
n
n
u和安20
1
2
1
2
i
n
n
i输
出功率kwp44
线路上降低的电压
伏
线
4
2
Riu
损失的电功率瓦
线
802rip
所以降压变压器的输入电压为
伏
线
2196
23
uuu
根据
4
3
4
3
n
n
u
u
知伏6.219
3
3
4
4
u
n
n
u
即用户得到的电压为
伏
用
6.219
4
uu
得到的电功率为
瓦
线
用
43920ppp
例2、发电机的输出功率为100kw,输出电压是250v,用户需要的电压是220v,输电线上
的电阻为10,若输电线中因发热而损失的电功率为输送功率的4﹪,试求:
○1在输电线中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数之比
○2画出此输电线路的示意图
○3用户得到的电功率是多少?
解:由iup知
A
u
p
i400
250
105
可知升压变压器的输入电
压伏250
1
u输入电流安400
1
i根据变压器的变压原理
1
2
2
1
2
1
i
i
n
n
u
u
故
1
1
2
2
u
n
n
u
1
2
1
2
i
n
n
i
由题意知ri
n
n
ripp
r
2
1
2
1
2
2100
4
所以伏5000
2
u
5000伏的电压经输电导线降压后还有5000-2010=4800伏,因此加在降压变压器两端的
电压为4800伏。
根据变压器的原理
4
3
4
3
n
n
u
u
所以
11
210
220
4800
4
3
n
n
用
p=p96=96kw
本文发布于:2022-12-11 19:30:54,感谢您对本站的认可!
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