高中物理新人教版选修１-１系列课件
3.5 高压输电
教学目标
知识与能力：
了解为什么用高压输电。
知道减少远距输送电能损失的主要途径。
了解电网在能源利用上的作用，认识科学技术对人类生活的深远影响。
教学仪器：
远距离输电模型
大亚湾核电站
秦山核电站
三峡水电站
有的地方离发电站很远，因此需要把电能输送到远方，即远距离输电。
为了合理利用这些资源，发电站要修建在靠近这些能源的地方。
而用电的地方却分布很广。城市、乡村、高山、平原……
远距离输电的主要问题
导线是有电阻的，电流流过时，由于电流的热效应而使导线发热，一部分电能转化成热能而损失掉。
发电站
用户
（负载）
如何减少电能损失？
Q=I2Rt
措施
1、减小电阻
2、减小电流
3、缩短通电时间
X
分析讨论：如何
1 . 降低导线电阻
电阻的决定式：
ρ是导线的电阻率，L是导线的长度，S是导线的横截面积。
减少导线电阻的方法：
选用电阻率小的金属作导线材料。（一般用铝或铜）
（1）减少ρ
*缩短距离—不可能
解析：P损＝P×10%＝200000×10%=20000W
例题：把功率200 kW电能用铝线送到10 km处，要使功率损失10%，用110 V电压输电，导线横截面积多大？ρ=2.9×10-8Ω·m
太粗，不可能，既不经济又架设困难.
又 导线电流I＝P/U，导线长为两地距离2倍。
代入数据解得：S＝9.6m²。
（2）增加S
*增大导线的横截面-——多种困难
*实际是多股绞线拧成的，中心是钢线，它的机械强度大，不易拉断；钢线周围是铝线，不仅导电性能好，而且密度小，使输电线不致太重。
国资委表态支持特高压输电项目
　 本报讯 国务院国资委副主任邵宁昨日明确表示，国家电网公司发展特高压输电项目，符合建设创新型国家的要求，符合企业创新发展的需要，国资委对此给予充分肯定和支持。
《证券时报》
刘振亚从中国国情和国家能源战略出发，全面分析建设特高压交流电网的意义后表示：“建设以特高压为核心的国家电网已经刻不容缓。”他透露说，“建设以特高压电网为重点、各级电网协调发展的坚强国家电网，得到了党中央、国务院的充分肯定和社会各界的广泛支持。”
《经济参考报 》
曾培炎：特高压是实现能源资源优化配置的有效途径
国家为什么如此支持高压输电？高压输电究竟有什么地方如此的吸引我们?
思考：
为什么一定要用高电压输电？
解：1、当U=5KV时，由P=UI
得 I=P/U=1000×103/5000=200A
当U=50KV时，由P=UI
得 I=P/U=1000×103/5000=20A
2、当U=5KV时，由P=I2R 得 P=（200）2×10 w =400KW
当U=50KV时，由P=UI 得 P=（20）2×10 w =4KW
电路中电能的损失为：
损失的功率：
2.降低导线中的电流
注：发电机输出功率是一定的，由P=UI知，要减少I，就必须提高输电电压U。
【例】把功率200 kW电能用铝线送到10 km处，要使功率损失10%，用11KV电压输电，导线横截面积多大？
解析：
P损＝P×10%＝200000×10%=20000W
代入数据解得：S＝9.6mm²。
思考：若输电电压提高为原来的100倍，则输送过程中损失的功率变为原来的多少倍？
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思考：是不是输电电压越高越好？为什么？
不是。电压过高，会增加绝缘有困难，因而架线的费用增加，输电线路还容易向大气放电，增加电能的损失。要综合考虑，选择合适的输电电压。
*我国远距离输电采用110KV、220KV、330KV的电压，少数线路已经采用550KV
*说明：一般大型发电机组发电电压是10KV左右，要先升到110KV、220KV、330KV或550KV后经高压架空线送出。到了用电区，又要遂级把电压降下来。
输送距离
送电电压
送电方式
100KW以下
几百米以内
220V
低压送电
几千千瓦
～几万千瓦
几十千米
～上百千米
35kv
或者110kv
高压送电
10万千瓦以上
几百千米以上
220kv或更高
超高压送电
输送功率
实际采用几种输电方式
输电示意图
3、高压输电过程：
输电过程示意图
四、电网供电
通常把由输电、变电、配电设备及相应的辅助系统组成的联系发电与用电的统一整体称为电力网。简称电网。现在，有的还与外国联网，形成国际化的电网。
优点：（1）用电网送电，可以在一次能源产地使用大容量的发动机组，减少发电设施的重复建设，降低运输成本，获得最大经济利益。
（2）可以保证发电和供电系统的安全与可靠，调整不同地区的电力供需的平衡，保障供电的质量。
一、输电导线发热损失电能的计算：P损=I2R
二、减少输电导线发热损失电能的方法：减小输电线的R和I
三、减小输电线的电阻的方法：
1、选用电阻率小的金属作导线材料
2、增大导线的横截面
3、综合：多股绞线——钢芯铝线
四、减小输电线的电流方法——提高输电电压，P输=UI
五、高压输电全过程；示意图和有关计算
六、电网供电：网络化，国际化。经济、可靠、质量高
小结
1、远距离输电时，为了减少输电线上电能损失，应（　 　）
A.提高输送电压，增大输送电流
B.提高输送电压，减小输送电流
C.减小输送电压，增大输送电流
D.减小输送电压，减小输送电流
例与练
B
2、在远距离输电中，输电线电阻一定，输送电功率一定，如果将输电电压提高到原来的10倍，则输电线上消耗的功率变为原来的（　 　）
A.10倍 B.1/10倍
C.100倍 D.1/100倍
例与练
D