第三章

交變電流01遠距離輸電要求和方式02無變壓輸電03多級變壓輸電第4節

變壓器04多級變壓的動態變化新課導入我國大多數發電廠建在能源聚集的西部地區,而用電量大的城市多在東部沿海地區。水電站城市輸電線從發電廠到用電量大的區域的遠距離輸電中，我們需要克服什么困難，如何克服？輸電基本要求和方式PART01（1）可靠：保證供電線路可靠地工作，少有故障；（2）保質：保證輸送電能的電壓和頻率穩定；（3）經濟：輸電線路建造和運行費用低，電能損耗少；輸送電能的基本要求01優點：合理調度電力，減少斷電風險通過網狀的輸電線、變電站，將許多電廠和廣大用戶連接起來。一對一供電電網供電兩種供電方式的比較02缺陷：產能浪費，斷電率高無變壓輸電PART02設輸電電流為I，輸電線總電阻為R，當電流通過輸電線時，產生熱量，損失一部分電能，即有電功率損失ΔP，同時損失一部分電壓ΔU。

3、損失功率：

無變壓供電回路1、回路基本關系：（1）電流關系：I輸出=I導線=I用戶（2）電壓關系：U輸出=ΔU導線+U用戶（3）電功率關系：P輸出=ΔP導線+P用戶2、損失電壓：

無變壓輸電過程的電壓和電能損失011、減小導線電阻：R=ρl/S①架設輸電線時盡可能走直線以減小l；②盡可能選用電阻率ρ小的材料，如銅、鋁;③盡可能增大導線橫截面積S;2、提高輸電電壓：采用高壓輸電是減小輸電線上功率損失的最有效、最經濟的措施．

減少電壓和電能損失的措施02注意：

輸電電壓也不是越高越好。(1)電壓越高，對輸電線路絕緣性能要求越高，線路修建費用就會增多。(2)輸電電壓越高，對變壓器的要求也相應提高。(3)實際輸送電能時，選擇適合的輸電電壓。目前我國遠距離送電采用的電壓有110kV、220kV、330kV，輸電干線已經采用500kV的超高壓，西北電網的電壓甚至達到750kV。高壓輸電的說明0310kV220V110kV多級變壓輸電PART0310千伏幾百千伏100千伏左右10千伏左右220伏多級變壓輸電示意圖01升壓變壓器高壓輸電線路降壓變壓器1、電源回路：n1為用電器2、輸送回路：n2為電源，n3為用電器。3、用戶回路：n4為電源多級變壓輸電模型02（1）功率關系：（2）電壓關系：（3）電流關系：（4）輸電電流：（5）電壓損失：（6）損耗功率：P1=P2P3=P4U1：U2=n1:n2U3：U4=n3:n4I1：I2=n2:n1I3：I4=n4:n3

ΔP=P2-P3升、降壓器都為理想變壓器P2=ΔP+P3U2=ΔU+U3I線=I2=I3

多級變壓輸電基本關系03多級變壓輸電的動態變化PART04動態變化的分析方法02等效電阻：

1、U1不變，線圈匝數n不變，負載不變，U2增大

（2）用戶回路：I4增大，U4增大；P4最大（1）輸送回路：據U2=I2(R負載+R)可知，U2增大，I2增大；ΔU、ΔP增大，U3增大,P3增大（3）電源回路：據變壓規律可知，I1增大，U1不變；P1增大U2

U3

R等效電路I2（4）全電路：除U1不變外，其余電學量都增大。2、U1、U2不變，線圈匝數n不變，負載增大，用戶總電阻變小

動態變化的分析方法02Er等效電路U4

I4（1）用戶回路：根據E=U4+I4r，可知，I4增大，U4減?。籔n減小（2）輸送回路：據變壓規律可知，I3增大，U3減小；ΔU、ΔP增大，P2增大（3）電源回路：據變壓規律可知，I1增大，U3減??；P1增大

課堂練習PART05【練習1】發電廠發電機的輸出電壓為U1,發電廠至學校的輸電線電阻為r,通過導線的電流為I,學校輸入電壓為U2,下列四個計算輸電線損耗的功率式子中,不正確的是()A課堂練習【練習2】(多選)在遭遇特大冰雪災害時,高壓電線覆冰后有成人大腿般粗.為消除高壓輸電線上的冰凌,有人設計了利用電流的熱效應除冰的融冰思路.在正常供電時,高壓線上輸電電壓為U,電流為I,熱耗功率為ΔP;除冰時,輸電線上的熱耗功率需要變為9ΔP,則除冰時(認為輸送電功率和輸電線電阻不變)(

)A.輸電電流為3I B.輸電電流為9IC.輸電電壓為3U D.輸電電壓為U/3AD課堂練習【練習3】小型水利發電站的發電機輸出功率為1000kW,輸出電壓為500V,輸電線總電阻為5Ω.為了使輸電線損耗功率為發電機輸出功率的5%,需在發電機處設升壓變壓器.用戶所需電壓為220V,所以在用戶處需安裝降壓變壓器.輸電電路圖如圖所示,求:(1)輸電線上的電流;(2)升壓變壓器的原、副線圈的匝數之比;(3)降壓變壓器的原、副線圈的匝數之比.

課堂練習

【練習4】(多選)發電廠通過升壓變壓器進行高壓輸電,接近用戶端時再通過降壓變壓器降壓給用戶供電,其示意圖如圖所示,圖中變壓器均可視為理想變壓器,電表均為理想交流電表.設發電廠輸出的電壓一定,兩條輸電線總電阻用R0表示,當進入用電高峰時(

)A.V1、V2讀數均不變,A2讀數增大,A1讀數減小B.V2、V3讀數之差與A2讀數的比值不變C.V3、V4讀數的比值不變,A2讀數增大,A3讀數增大D.線路損耗功率增大BCD課堂練習【練習5】(多選)遠距離輸電的原理圖如圖所示,升壓變壓器的原、副線圈的匝數之比為a,降壓變壓器的原、副線圈的匝數之比為b,輸電線的總電阻為R,升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器,發電廠輸出的電壓恒為U1。若由于用戶的負載變化,U4的增大了ΔU,則下列判斷正確的是(

)

BC課堂練習【練習6】遠距離輸電原理圖如圖