影响远距离输电线路传输容量的约束条件是( )。
影响远距离输电线路传输容量的约束条件是( )。
A 、线路功率损耗
B 、稳定性
C 、电压降落
D 、线路造价
参考答案:
【正确答案:B】
线路损耗、电压降落 和稳定性都是影响远距离输电线路传输容两的约束条件,但是最重要的是保证电力系统的稳定性。
高中物理远距离输电的问题
D选项,着重看条件,发电机输出电压恒定,线圈匝数不会变,因此n2端电压不会变。再来看如果增加灯数量,从负载电路看,并联用电器必然导致干路电阻变小,瞬时电压不变情况下干路电流增大,总的功率变大,进而导致传输电路和发电机端电流也都变大。但是前面说过了,n2端电压不会变,电流增大导致了传输电路R两端电压增大,因此n3分得的电压就变小了,线圈匝数不变,进而n4两端电压就变小了,就是所谓的降压变压器输出电压变小。
实际生活中城镇生活中这种电压变小幅度波动较小,这是因为城镇离发电厂较近,传输电路电阻R较小,即使用电器多,电流变化稍微大一些,降压的幅度也不会太明显。而偏远乡村这种影响往往较大,老百姓俗称的缺相就是指晚间用电高峰时,由于传输距离远,电阻大,当用电器较多时,传输电路损耗在自身内阻上的电压过大,导致用户端电压远低于220伏特,电灯就显得昏暗,电视等用电器甚至不能启动。
物理远距离输电,求各项解释,是不是输出和输入UI相等
P=UI,输电网为了减少传输损耗都是采用高压或者超高压传输的。P=I*I*R。R不变,U大,I小,故P=I平方R 。远距离输电时,变压器的输出电压越高,输电线损耗的功率越低!据功率P=UI,可知输送功率P一定时,电压U越高,电流I就越小!输电线损耗的功率则是线路中电阻损耗的热功率,(如果没有线路电阻,那线路就会把所有的功率输送到目的地)!据热功率=I*I*R*t!!可知线路电阻R为零是不可能的!热功率的时间也是不可能改变的!因此输电线损耗的功率只能通过改变电流来改变!实践证明:通过变压器的输出电压升高,输电线损耗的功率越低!电线上的功率是:P=UI=U²/R=I²R其中R是不变的。U提高了,那么负载不变的情况下,通过导线的电流I就会变小。所以电线上的功率就小了。
高压输电
高压输电是通过发电厂用变压器将发电机输出的电压升压后传输的一种方式。之所以采用这种方式输电是因为在同输电功率的情况下,电压越高电流就越小,这样高压输电就能减少输电时的电流从而降低因电流产生的热损耗和降低远距离输电的材料成本。从发电站发出的电能,一般都要通过输电线路送到各个用电地方。根据输送电能距离的远近,高压输电采用不同的高电压。从我国现在的电力情况来看,送电距离在200~300公里时采用220千伏的电压输电;在100公里左右时采用110千伏;
5、0公里左右采用35千伏;在15公里~20公里时采用10千伏,有的则用6600伏。输电电压在110千伏以上的线路,称为超高压输电线路。在远距离送电时,我国还有500千伏的超高压输电线路。
原理
因为输电线上的功率损耗正比于电流的平方(焦耳定律Q=I^2Rt),所以在远距离输电时就要利用大型电力变压器升高电压以减小电流,使导线减小发热,方能有效地减少电能在输电线路上的损失。由发电厂发出的电功率是一定的,它决定于发电机组的发电能力,根据P=UI,发电机的功率不变效应,若提高输电线路中的电压U那么线路中电流I一定会减小,输电线损失的功率Q=I^2Rt一定会相应减小,如果线路中电流降低到原来的1/2那么线路中损失的功率就减少为远损耗的(1/2)^2=1/4,因此说提高电压可以很有效的降低线路中的功率损失。
我们可以从下面看到高压输电的分析思路:输电→导线(电阻)→发热→损失电能→减小损失输电要用导线,导线当然有电阻,如果导线很短,电阻很小可忽略,而远距离输电时,导线很长,电阻大不能忽略。如何减小导线发热呢?由焦耳定律Q=I^2Rt,减小发热Q有以下三种方法:
一是减小输电时间t,二是减小输电线电阻R,三是减小输电电流I。可以看出第三种办法是很有效的:电流减小一半,损失的电能就降为原来的四分之一。要减小电能的损失,必须减小输电电流,另一方面,输电就是要输送电能,输送的功率必须足够大,才有实际意义。根据公式P=UI,要使输电电流I减小,而输送功率P不变(足够大),就必须提高输电电压U。显然高压输送经济。当用高电压把电能输送到用电区后,需要逐次把电压降低,恢复到正常电压。
高压输电的由来
为什么要采用高压输电呢?这要从输电线路上损耗的电功率谈起,当电流通过导线时,就会有一部分电能变为热能而损耗掉了。我国目前普遍采用的三相三线制交流输电线路上损耗的电功率为P耗=3*I平方*R ----(I的平方)式中的R为每一条输电线的电阻,I为输电线中的电流。如果要输送的电功率为P,输电线路的线电压为U,每相负载的功率因数为COSΦ 则输电电流还可表示为I=P/(1.732U*COSΦ)假设送电距离为L,所用输电线的电阻率为ρ,其截面积为S,则R=ρ(L/S)。于是损耗的电功率可写成P耗=3*(P/1.732U*COSΦ)平方ρ*(L/S)=C/(U平方*S)式中。在输送的电功率、输电距离、输电导线材料及负载功率因数都一定的情况下,C为一常数。由上式可以看出,输电线截面积S一定时,输电电压U愈高,损耗的电功率P耗就愈小;如果允许损耗的电功率P耗一定时(一般不得超过输送功率的10%),电压愈高,输电导线的截面积就愈小,这可大大节省输电导线所用的材料。
远距离输送电能
从减少输电线路上的电功率损耗和节省输电导线所用材料两个方面来说远距离输送电能要采用高电压或超高电压送电。
输电电压的两面性
但也不能盲目提高输电电压,同为输电电压愈高,输电架空线的建设,对所用各种材料的要求愈严格,线路的造价就愈高。所以要从具体的实际情况出发,做到输电线路既能减少功率损耗,又能节约建设投资。
高压输电的好处
1、高压输电能减少电功率的损耗;
2、提高电压等级可以提高线路输送容量(自然功率);
3、可以提高传输距离。
远距离输电,提高电压,能降低损耗。我不理解?
从发电站发出的电能,一般都要通过输电线路送到各个用电地方。根据输送电能距离的远近,采用不同的高电压。从我国现在的电力情况来看,送电距离在200~300公里时采用220千伏的电压输电;在100公里左右时采用110千伏;
5、0公里左右采用35千伏;在15公里~20公里时采用10千伏,有的则用6600伏。输电电压在110千伏以上的线路,称为超高压输电线路。在远距离送电时,我国还有500千伏的超高压输电线路。
为什么要采用高压输电呢?这要从输电线路上损耗的电功率谈起,当电流通过导线时,就会有一部分电能变为热能而损耗掉了。我国目前普遍采用的三相三线制交流输电线路上损耗的电功率为
P耗=3I2R
式中的R为每一条输电线的电阻,I为输电线中的电流。如果要输送的电功率为P,输电线路的线电压为U,每相负载的功率因数为 则输电电流还可表示为
假设送电距离为L,所用输电线的电阻率为ρ,其截面积为S,则R=ρ(L/S)。于是损耗的电功率可写成
式中。在输送的电功率、输电距离、输电导线材料
及负载功率因数都一定的情况下,C为一常数。
由上式可以看出,输电线截面积S一定时,输电电压U愈高,损耗的电功率P耗就愈小;如果允许损耗的电功率P耗一定时(一般不得超过输送功率的10%),电压愈高,输电导线的截面积就愈小,这可大大节省输电导线所用的材料。
从减少输电线路上的电功率损耗和节省输电导线所用材料两个方面来说远距离输送电能要采用高电压或超高电压。
但也不能盲目提高输电电压,同为输电电压愈高,输电架空线的建设,对所用各种材料的要求愈严格,线路的造价就愈高。所以要从具体的实际情况出发,做到输电线路既能减少功率损耗,又能节约建设投资。
高压输电能减少电功率的损耗,但从发电方面来看,发电机不能产生220千伏那样的高电压,因为发电机要产生那么高的电压,从它的用材,结构以及安全运行生产等方面都有几乎无法克服的困难。从用电方面看,绝大多数的用电设备也不能在高电压下运行。这就决定了从发电、输电到用电要用到一系列电力变压器来升高或降低电压。大型水力发电站的输电过程如图7-8所示,从发电站发出的交流电首先由变电所1中的输电变压器把电压升到220千伏,然后输送到远处的中心变电所2,在那里输电变压器把电压降为10千伏,送到下属各变电所,在变电所3由输电变压器再把电压降为35千伏。然后输送给下一级变电所4,变电所4又用输电变压器把电压降为10千伏,再送至各用户的变电所5,最后将电压变为380伏/220伏,供给用电设备使用。从大型水力发电站发出的电力,经过输电线路送到用户,中间要经过五次变换电压(一升、四降)。对于中、小型电站来说中间变换电压的次数就少一些,这要根据发电视发出的电压、输送线路的远近等具体情况来确定。
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