电能的远距离传输
鲁科版高中物理选修3-2第四章第三节电能的远距离传输
电能的远距离传输【教学目标】一、知识与技能1、知道电能输送过程中有功率损失和电压损失，2、通过探究理解降低这两种损失的方法。
3、通过探究理解远距离高压输电电路的构造，4、理解并会计算输电系统的输电电压、输电电流、功率损耗、电压损耗。
5、了解电网供电的优点和输电的新技术。
二、过程与方法1、通过阅读、思考与讨论，提高学生分析解决实际问题的能力。
2、通过理论探究、学生实验验证、演示实验验证相结合，引导学生积极主动探究，发现问题，解决问题，培养学生的科学研究方法。
三、情感态度与价值观1、通过实验探究引导学生积极主动探究，发现问题，解决问题，在学习知识的同时获得一定的成就感。
2、体会物理知识在生产、生活中的巨大作用，激发学生学好知识投身祖国建设的热情。
【教学重点难点】学习重点：通过探究理解远距离高压输电电路的构造，输电线上电能损失的计算。
学习难点：理解并会计算高压输电的输电电压、输电电流、功率损耗、电压损耗。
【教学流程】【教学过程】一、探究一：输电线的电阻对远距离输电的影响现实生活中，发电站往往距离电力用户很远，这样就导致了远距离输电的问题。
输电时，由于输电距离很远使得导线上存在不可忽略的电阻，电阻的电流热效应导致电能损耗，造成了能源的浪费。
请据下图填空：①输电电流: I= P/U；②电压损耗: △U = IR ； ③功率损耗: △P = I 2R ；分组实验一：体验输电线的电阻对远距离输电的影响 器材：学生低压交流电源（4V ），滑动电阻器（最大50Ω），小灯泡（额定电压4V ），导线若干要求：请使用以上器材模拟上图中的远距离输电电路，以滑动电阻器（最大50Ω）作为输电线的电阻，以小灯泡作为用电设备。
电路图：观察：1）改变滑动电阻器的阻值（相当于加大输电线长度，即增加输电线的电阻），观察小灯泡的亮度变化。
2）注意记住滑动变阻器的有效阻值大概为多少时小灯泡就不亮了，并和后面的实验二进行对比现象： 结论： 演示实验一和学生分组实验一实物图二、探究二：减少远距离输电损耗的方法1、远距离输电电路的两种损耗：⑴功率损耗：远距离输送电能，由于输电线上的电流热效应，电能转化为热能。
电力传输为何电力能够远距离传输
电力传输为何电力能够远距离传输电力传输：为何电力能够远距离传输近现代社会中，电力传输具有重要的地位和作用。
通过电力传输，能够将电能从发电厂远距离地传输到用户所在地，为人们的日常生活和工业生产提供了可靠的能源供应。
那么，电力是如何能够远距离传输的呢？本文将从输电线路、电力传输技术和经济效益等方面进行探讨。
一、输电线路电力传输的一项重要基础是输电线路。
输电线路可以分为直流输电线路和交流输电线路两种形式，目前交流输电被广泛应用。
交流输电线路主要由输电塔、导线和绝缘子等组成。
输电塔起到支撑和固定导线的作用，通常采用钢筋混凝土或金属结构建造。
导线则负责电能的传输，常见的有铝合金导线和钢芯铝绞线等类型。
绝缘子用于在输电线路与输电塔之间提供电绝缘保护。
输电线路的设计需要考虑多种因素，如输电距离、电能损耗和抗风能力等。
通常情况下，随着输电距离的增加，线路的电能损耗也会增加。
因此，在较长距离的电力传输中，需要采取一些措施来减少能量损耗，如增加输电线路的导线截面、采用高压输电以及引入补偿装置等。
二、电力传输技术电力传输技术的发展为电力远距离传输提供了更多的可能。
以下是几种常见的电力传输技术：1. 高压输电高压输电是目前广泛应用的一种电力传输技术。
通过提高输电线路的电压，可以减少输电线路的电阻损耗，从而提高传输效率。
常见的高压输电技术有交流高压输电和直流高压输电。
2. 柔性交流输电（FACTS）柔性交流输电技术通过可变电抗器、静态无功补偿器等装置，实现对输电系统的灵活控制和优化。
该技术可以调整电力传输线路的系数，提高电力传输的效率和稳定性。
3. 超导输电超导输电技术利用超导体的低电阻性能，将电能以极高的效率传输。
超导输电具有传输容量大、效率高、电能损耗小的优势，但目前仍面临着技术难题和实施成本较高的问题。
上述技术在电力传输中起到不同的作用，它们的应用使得电力能够高效、安全地远距离传输。
三、经济效益电力远距离传输对社会和经济发展具有重要的意义。
远距离电能传输的作用是什么
远距离电能传输的作用是什么？
电能传输允许不同形式的可再生能源联供，甚至可以在洲际层面上进行，并且可以把可再生能源较多的地区与电力需求量较高的地区联结起来。
当传统的交流电传输技术无法进行500千米以上距离的电能输送时，高压直流(high voltage direct current，HVDC)输电技术被运用于远距离电能输送上，例如，可以利用这一技术把地球上阳光地带的丰富太阳能资源产生的电能输送到需求的中心，这样就促进了可调节的巨大太阳能发电所产生的电能的供应。
许多公司正在认真地考虑用光伏电池覆盖撒哈拉沙漠的大片区域，通过高压直流输电技术把电能输送到数千千米以外的欧洲。
这样远距离地输送电能的构想是非比寻常的。
高压直流输电技术的优点之一，是超高功率的远距离输送的成本并不高，只有0.5～1.5欧分/(千瓦·时)。
输送电能的过程中会出现损耗，输送距离超过1000千米时，损耗约为总数的3%。
目前，高压直流输电的功率可达3吉瓦，输送距离约为1000千米。
一种使用高压直流输电技术的轻型转换器，在20世纪90年代被引入。
与交流电的电缆不同的是，对位于地下或水下的高压直流电缆来说，在输送功率和距离上并没有物理极限。
这种新型技术在海底电能输送方面正在形成一个新兴的市场，例如把风电场发出的电能输送到无法建造架空线路地区的电网。
远距离输电技术知识要点详解
远距离输电技术知识要点详解近年来，随着能源需求的不断增长，远距离输电技术成为了可持续发展的重要组成部分。
远距离输电技术指的是通过电力输送系统将电能从发电站点传输到消费站点，以满足消费者对电力的需求。
本文将详细介绍远距离输电技术的要点，以帮助读者更好地了解和应用这一重要技术。
一、直流输电与交流输电远距离输电技术通常有两种方式：直流输电（DC）和交流输电（AC）。
直流输电技术主要利用直流电流传输电能，而交流输电技术则是利用交流电流传输电能。
直流输电技术的主要优势在于低线损和高输电效率。
由于直流输电不受电阻、电感和电容的影响，可以降低线损，提高输电效率。
此外，直流输电还具有较高的控制能力，能够有效地调节输电过程中的电流和电压。
与直流输电相比，交流输电技术具有成熟、稳定和广泛应用的优势。
交流输电的主要特点是在输电过程中可以通过变压器实现电压的升降，方便电能在不同地区之间的传输。
此外，交流输电的设备成本较低，维护更加方便，适用于大规模电网的建设。
二、超高压输电技术为了降低输电线损和提高输电效率，超高压输电技术应运而生。
超高压输电技术是指在1100千伏及以上的范围内进行电力传输的技术。
与常规的输电技术相比，超高压输电具有更低的电阻、电感和电容损耗，能够实现更远距离的电力传输。
超高压输电技术的核心是变压器技术的突破。
通过改进和创新变压器的设计和制造，实现高压转换和传输。
此外，超高压输电还需要解决输电线路的设计和材料等技术难题，以确保输电的可靠性和安全性。
超高压输电技术在全球范围内得到了广泛的应用。
例如，中国已经建成了世界上最长的直流输电线路——由西北地区的煤矿转变为东部沿海地区的电力交易。
超高压输电技术的发展将进一步提高能源利用效率，推动经济和社会的可持续发展。
三、光纤输电技术光纤输电技术是近年来新兴的远距离输电技术。
它利用光纤传输电能，通过光电转换设备将电能转化为光信号进行传输，然后再将光信号转化为电能。
光纤输电技术具有很高的传输效率和稳定性。
电能的远距离传输PPT教学课件
高压直流输电
1.基本知识 (1)主要构造
整流站 、直流线路和 逆变站 三部分．
(2)原理图：(如图 4－3－2 所示) 图 4－3－2
(3)高压直流输电的优点 高压直流输电的过程是在高压交流输电的基础上完善而 成的，它的主要优点有： ①节省材料，架设方便． ②不存在 容抗 和 感抗 引起的损耗． ③易于建设输电网，不需要考虑各发电机的同步问题．
2．思考判断 (1)高压直流输电系统有两次换流过程．(√) (2)跨越海峡输电常用直流输电．(√) (3)直流输电中的换流设备由于制造、价格等问题，影响 了直流输电的推广．(√)
3．探究交流 输电电压与输电线上损失的电压一样吗？
【提示】 二者不同，输电电压由 P＝UI 决定，即 U＝ PI ，而输电导线上损失的电压 ΔU＝IR 线，ΔU 一般不超过输电 电压的 10%或 15%.
高压交流输电
1.基本知识 (1)基本环节
(2)电路原理图：(如图 4－3－1 所示) 图 4－3－1
2．思考判断 (1)为减小远距离输电的损失可采取增大输送电流．(×) (2)在远距离输电线上的功率损失与输电线上电压损失 的平方成正比．(√) (3)由 P＝UI 知，在输送功率一定的情况下，提高输电电 压，同时输电电流一定减小．(√)
2．计算输电线上的电压损失的方法 如图 4－3－4 所示，U 为发电厂的输出电压，P 为发电 厂的输出功率，U′为用电设备两端的电压，P′为用电设备 的输入功率，则输电线上损失的电压为 ΔU＝U－U′，且 ΔU ＝IR.
4.3电能的远距离传输详解
（3） 62.50W
9
提高输电电压，是减少电能 损失的行之有效的办法
10
是不是输电电压越高越好？ 不是
我国常用的远距离输电采用的电压有 110 kV、220 kV、330 kV，输电干线采 用500 kV的超高压，西北电网正在建设 750kV的线路。
（逆变器、降压变压器）
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直流输电的基本过程
交流电
交流电力系统I(发电端）
整流站（升压、交流变直流 ）
高压直流电
远距离输送
交流电力系统II（用电端 ）
交流电
逆变站（直流变交流、降压）
发电环节和用电环节都是交流电，只有输电环节是直流电
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高压直流输电的优点：
1.经济，直流输电线材和电塔的结构都比交流输电简单。 2.稳定的直流输电不存在感抗和容抗引起的损耗。 3.直流输电时，不需要考虑电网中各台交流发电机的同步运 行问题。
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交流输电系统的缺点：
交流电在输送时会产生感抗和容抗，引起电功率和电 压损耗，而且输送的功率越大，感抗和容抗的抵抗作 用越强，交流输电系统不能进行大功率输电。
因此，直流输电系统开始受到人们的重视！
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高压直流输电
主要结构：交流电力系统I 直流输电系统 交流电力系统II
整流站
高压直流线路
逆变站
（升压变压器、整流器）
缺点是：直流输电的换流设备制造难，价格高。
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交流高压输电的基本过程
升压变压器 发电站
用户
降压变压器
高压输电
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高压交流输电的基本原理图（重点）
发电站→升压变压器→高压输电线→降压变压器→用电单位
远距离输电知识点
远距离输电知识点
1. 远距离输电为啥会有电能损耗呀？就像你跑长跑会累一样，电在传输过程中也会有消耗呀！比如从发电站输送到几百公里外的城市。
2. 升高电压能减少电能损耗，这你知道不？好比你走楼梯，一步跨两级就会轻松一点，电也是这样，电压升高了，损耗就小啦！像西电东送工程就是用高电压来输电的。
3. 远距离输电的线路很重要哦！这就好比是道路，路不好走，车能跑得快吗？像那些老旧的输电线路就可能影响输电效果。
4. 变压器在远距离输电中可关键啦！它就像个神奇的转化器，能把电压变来变去。
你想想，如果没有它，电怎么能顺利到达不同地方呢？比如在小区里就会有变压器把电压变低供我们使用。
5. 远距离输电可不是随便弄弄的，要精心设计呢！这就像搭积木，得好好规划才能搭得稳呀！不同地区的输电方案都得量身定制呢。
6. 我们能用上远方送来的电，真得感谢远距离输电技术呀！这是不是很了不起？就像你收到远方朋友寄来的礼物一样惊喜！它让我们的生活变得更便利啦！
我的观点结论：远距离输电真的太重要了，它让电能够跨越距离，为我们的生活提供源源不断的能量！。
为什么要升高电压进行远距离输电
1、为什么要升高电压进行远距离输电？答：远距离传输的电能一般是三相正弦交流电，输送的功率可用P=√3UI计算。
从公式可看出，如果传输的功率不变，电压愈高，则电流愈小，这样就可以选用截面较小的导线，节省有色金属。
在输送功率的过程中，电流通过导线会产生一定的功率损耗和电压降，如果电流减小，功率损耗和电压降会随着电流的减小而降低。
所以，提高输送电压后，选择适当的导线，不仅可以提高输送功率，而且可以降低线路中的功率损耗并改善电压质量。
2、变压器有载调压装置动作失灵是什么原因造成的？答：有载调压装置动作失灵的原因有：A、操作电源电压消失或过低；B、电机绕组断线烧毁，起动电机失压；C、联锁触点接触不良；D、传动机构脱扣及销子脱落。
3、电力系统中产生铁磁谐振过电压的原因是什么？答：产生铁磁谐振过电夺的原因是由于铁磁元件的磁路饱和而造成非线性励磁引起的。
当系统安装的电压互感器伏安特性较差时，系统电压升高，通过电压互感器铁芯的励磁电流超过额定励磁电流，使铁芯饱和，电感呈现非线性，它与系统中的电容构成振荡回路后可激发为铁磁谐振过电压。
4、试述金属氧化物避雷器保护性能的优点？答：金属氧化物避雷器与普阀FZ和FCZ的磁吹避雷器相比有以下优点：A、氧化物避雷器无串联间隙，动作快，伏安特性平坦，残压低，不产生截波。
B、金属氧化物阀片允许通流能力大、体积小、质量小，且结构简单。
C、续流极小。
D、伏安特性对称，对正极性，负极性过电压保护水平相同。
5、什么叫绝缘的介质损失？测量介质损失有什么意义？答：电气设备的绝缘在交流电压作用下大都表现为容性阻抗，但并不是纯容性，其有功功率损失部分统称为绝缘的介质损失。
绝缘受潮后有功功率损失明显增大，因此对大部分电气设备通过检测介质损失，可以检查出绝缘是否受潮。
6、测量绝缘电阻的作用是什么？答：测量电气设备绝缘电阻是检查其绝缘状态最简便的辅助方法。
由所测绝缘电阻能发现电气设备导电部分影响绝缘的异物，绝缘局部或整体受潮和脏污，绝缘油严重劣化、绝缘击穿和严重热老化等缺陷。