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1、一 、 變 壓 器 的 構(gòu) 造 1 示 意 圖 2 符 號二 、 變 壓 器 的 工 作 原 理 ： 1、 互 感 現(xiàn) 象 ： 變 壓 器 只 能 改 變 交 流 電 的 電 壓 和 電 流 2、 能 量 轉(zhuǎn) 化 ： 電 能 磁 場 能 電 能 3、 理 想 變 壓 器 ：三 、 理 想 變 壓 器 的 變 壓 、 變 流 規(guī) 律 ：復(fù) 習(xí) 回 顧 : 2121 nnUU 1221 nnII P入 P出 第 五 章 交 變 電 流 三 峽 水 電 站 大 亞 灣 核 電 站 電 站 站 址 用 戶 (負(fù) 載 )遠(yuǎn) 距 離能 源 豐 富有 利 開 發(fā) 能 源 缺 乏用 電 量 大 電 能 的 輸

2、 送 是 一 個 理 論 性 和技 術(shù) 性 很 強 的 系 統(tǒng) 工 程 。 建 議 ： 課 后 自 行 閱 讀 課 本 p46-48的 材 料 ， 了 解 更 多 的 電 能 傳 輸 知 識 輸 送 電 能 的 基 本 要 求 ： 可 靠 、 保 質(zhì) 、 經(jīng) 濟(jì)可 靠 ： 是 指 保 證 供 電 線 路 可 靠 地 工 作 ,少 有 故 障 和 停 電保 質(zhì) ： 是 指 保 證 電 能 的 質(zhì) 量 ,即 電 壓 和頻 率 穩(wěn) 定經(jīng) 濟(jì) ： 是 指 輸 電 線 路 建 造 和 運 行 的 費用 低 ,電 能 損 耗 小 1、 為 什 么 輸 電 線 上 有 電 能 損 失 ? 由 于 輸 電 線

3、 長 ， 電 阻 大 ， 當(dāng) 電 流通 過 輸 電 線 時 ， 產(chǎn) 生 熱 量 Q， 損 失 一部 分 電 能 ， 同 時 輸 電 線 上 有 電 壓 降 ，故 又 損 失 一 部 分 電 壓 .一 、 輸 電 線 上 的 功 率 損 失 (1)減 小 導(dǎo) 線 電 阻2、 如 何 減 少 電 能 損 失 ?RIP 2損(2)減 小 輸 電 線 中 的 電 流 SLR 由 電 阻 定 律 知(1)減 小 導(dǎo) 線 電 阻 減 小 材 料 的 電 阻 率 .銀 的 電 阻 率 最 小 ,但價 格 昂 貴 ,目 前 選 用 電 阻 率 較 小 的 銅 或 鋁 作輸 電 線 . 減 小 輸 電 線 的

4、長 度 L不 可 行 ,因 為 要 保 證輸 電 距 離 . 增 加 導(dǎo) 線 的 橫 截 面 積 .可 適 當(dāng) 增 大 橫 截 面積 .太 粗 不 可 能 ,既 不 經(jīng) 濟(jì) 又 架 設(shè) 困 難 .方法 (2)減 小 輸 電 線 中 的 電 流思 考 與 討 論1.怎 樣 計 算 輸 電 線 路 損 失 的 功 率 ?2.在 輸 電 電 流 一 定 的 情 況 下 ,如 果 線 路 的電 阻 減 為 原 來 的 1/100,線 路 上 損 失 的 功 率減 為 原 來 的 1/? 在 線 路 電 阻 一 定 的 情 況 下 ,如 果 輸 電 電 流 減 為 原 來 的 1/100,線 路 上 損

5、失 的 功 率 減 為 原 來 的 1/? RIP 2 損 3.哪 個 途 徑 對 于 降 低 輸 電 線 路 的 損 耗 更為 有 效 ?4.怎 樣 計 算 用 戶 消 耗 的 功 率 P?5.在 保 證 用 戶 的 電 功 率 的 前 提 下 ,怎 樣 才能 減 小 輸 電 電 流 ? 輸 送輸 送輸 送 IUP 損輸 送用 戶 PPP - 練 習(xí) ： 輸 送 10kw的 電 功 率 ， 采 用 400V的電 壓 輸 電 ， 輸 電 線 的 總 電 阻 為 10， 求(1)輸 電 線 中 的 電 流 ?輸 電 線 中 損 失 的 電 壓 ?用 戶 得 到 的 電 壓 ?(1)25A 250

6、V 150V(2)6250W 3750W(2)輸 電 線 損 失 的 功 率 ?用 戶 得 到 的 功 率 ?(3)如 果 采 用 4000V電 壓 輸 電 ， 輸 電 線 損 失的 功 率 ?用 戶 得 到 的 功 率 ?提 高 輸 電 電 壓 , 是 減 少 電 能 損 失 的 最 有 效 的 辦 法(3) 62.5W 9937.5W 交 流 高 壓 輸 電 的 基 本 環(huán) 節(jié) 發(fā)電站升壓變壓器高壓輸電線降壓變壓器用戶 發(fā)電站升壓變壓器高壓輸電線降壓變壓器用電單位 遠(yuǎn) 距 離 輸 電 示 意 圖 發(fā)電機 升 壓 變 壓 器 高 壓 輸 電 線 路 降 壓 變 壓 器 用電器 交 流 高 壓

7、 輸 電 基 本 環(huán) 節(jié) 示 意 圖 1 42 2 3U UU U RIF 用線 rI1 I3 I4n1 n2 n3 n4P1 P2 P3 P4升 壓 變 壓 器 降 壓 變 壓 器二 、 遠(yuǎn) 距 離 輸 電 原 理 圖功 率 關(guān) 系 ：P1=P2， P3=P4， P2=Pr+P3 電 壓 關(guān) 系 ：1 42 2 3U UU U RIF 用線 rI1 I3 I4n1 n2 n3 n4P1 P2 P3 P4升 壓 變 壓 器 降 壓 變 壓 器 3243432121 , UUUnnUUnnUU r + 3234431221 , IIInnIInnII r 電 流 關(guān) 系 ： 1 42 2 3U

8、UU U RIF 用線 rI1 I3 I4n1 n2 n3 n4P1 P2 P3 P4升 壓 變 壓 器 降 壓 變 壓 器 1.發(fā) 電 廠 發(fā) 電 機 的 輸 出 電 壓 為 U1,發(fā) 電 廠 至學(xué) 校 的 輸 電 線 電 阻 為 R,通 過 導(dǎo) 線 的 電 流為 I,學(xué) 校 輸 入 電 壓 為 U2,下 列 4個 計 算 輸電 線 損 耗 的 式 子 中 ， 不 正 確 的 是 ( ) A、 B、 C、 D、21UR 21 2( )U UR- 2I R 1 2( )I U U- 課 堂 練 習(xí) A 是 不 是 輸 電 電 壓 越 高 越 好 ?電 壓 越 高 ， 對 輸 電 線 路 和 變

9、 壓 器 的 要求 越 高 ， 建 設(shè) 費 用 越 高 。遠(yuǎn) 距 離 輸 電我 國 常 用 的 遠(yuǎn) 距 離 輸 電 采 用 的 電 壓 有 110 kV、 220 kV、 330 kV， 輸 電 干 線 采 用 500 kV的 超 高 壓 ， 西 北 電 網(wǎng) 達(dá) 到 750kV。 思考輸 電 線 上 的 電 壓 損 失 ， 除 了 與 輸 電 線的 電 阻 有 關(guān) ， 還 與 感 抗 和 容 抗 有 關(guān) 。 當(dāng) 輸電 線 路 電 壓 較 高 、 導(dǎo) 線 截 面 積 較 大 時 ， 電抗 造 成 的 電 壓 損 失 比 電 阻 造 成 的 還 要 大 。 三 、 電 網(wǎng) 供 電采 用 電 網(wǎng) 供

10、 電 的 優(yōu) 點 ：可 以 在 能 源 產(chǎn) 地 使 用 大 容 量 發(fā) 電 機 組 ,降 低 一 次 能 源 的 輸 送 成 本 ,獲 得 最 大 的 經(jīng)濟(jì) 效 益 .同 時 ,電 網(wǎng) 可 以 減 少 斷 電 的 風(fēng) 險 ,調(diào) 劑 不 同 地 區(qū) 電 力 供 需 平 衡 ,保 障 供 電 質(zhì)量 . 通 過 網(wǎng) 狀 的 輸 電 線 、 變 電 站 ,將 許 多 電廠 和 廣 大 用 戶 連 接 起 來 ,形 成 全 國 性 或 地 區(qū)性 的 輸 電 網(wǎng) 絡(luò) ,這 就 是 電 網(wǎng) . 2、 一 小 型 發(fā) 電 站 通 過 升 壓 ,降 壓 變 壓 器把 電 能 輸 給 用 戶 .已 知 發(fā) 電 機

11、 的 輸 出 功 率 是500kW,端 電 壓 為 500V,升 壓 變 壓 器 原 、 副 線圈 的 匝 數(shù) 比 為 1:5,兩 變 壓 器 間 輸 電 線 的 總 電阻 為 1.5,降 壓 變 壓 器 的 輸 出 電 壓 為 220V,不計 變 壓 器 的 損 耗 .求 ：(1)升 壓 變 壓 器 的 副 線 圈 兩 端 電 壓 ；(2)輸 電 導(dǎo) 線 上 的 功 率 損 失 ；(3)降 壓 變 壓 器 原 、 副 線 圈 的 匝 數(shù) 比 ；(4)用 戶 得 到 的 功 率 。 440kW2500V60kW10:1課 堂 練 習(xí) (1)畫 出 輸 電 線 路 的 示 意 圖 (標(biāo) 明 各

12、部 分 的符 號 ) 1 42 2 3U UU U RIF 用線 rI1 I3 I4n1 n2 n3 n4P1 P2 P3 P4升 壓 變 壓 器 降 壓 變 壓 器 1 42 2 3U UU U RIF 用線 rI1 I3 I4n1 n2 n3 n4P1 P2 P3 P4升 壓 變 壓 器 降 壓 變 壓 器1:10 25:1 輸 送 電 路 的 計 算 步 驟(1)畫 出 供 電 示 意 圖(2)以 變 壓 器 鐵 心 為 界 ,分 出 各 個 回路 ,各 回 路 可 獨 立 運 用 歐 姆 定 律 分析 .(3)各 回 路 間 通 過 線 圈 匝 數(shù) 比 與 電壓 比 和 電 流 比 的

13、 關(guān) 系 ,總 功 率 不 變等 聯(lián) 系 . 1、 學(xué) 校 有 一 臺 應(yīng) 急 備 用 發(fā) 電 機 ,內(nèi) 阻 為r=1, 升 壓 變 壓 器 匝 數(shù) 比 為 1:4,降 壓 變 壓 器的 匝 數(shù) 比 為 4:1,輸 電 線 的 總 電 阻 為 R=4,全校 22個 教 室 ,每 個 教 室 用 “ 220V,40W”的 燈 6盞 ,要 求 所 有 燈 都 正 常 發(fā) 光 ,則 ：(1)發(fā) 電 機 的 輸 出 功 率 多 大 ？(2)發(fā) 電 機 的 電 動 勢 多 大 ？(3)輸 電 線 上 損 耗 的 電 功 率 多 大 ？ 課 后 練 習(xí) 2、 在 遠(yuǎn) 距 離 輸 電 時 ,要 考 慮 盡 量 減 少輸 電 線 上 的 功 率 損 失 .有 一 個 坑 口 電 站 ,輸送 的 電 功 率 為 P=500kW,當(dāng) 使 用 U=5kV的電 壓 輸 電 時 ,測 得 安 裝 在 輸 電 線 路 起 點 和 終點 處 的 兩 只 電 度 表 一 晝 夜 示 數(shù) 相 差 4800度 .求 ： (1)這 時 的 輸 電 效 率 和 輸 電 線 的 總 電阻 r?(2)若 想 使 輸 電 效 率 提 高 到 98%,又 不 改變 輸 電 線 ,那 么 電 站 應(yīng) 使 用 多 高 的 電 壓 向 外輸 電 ?