1、课时分层作业(十二)电能的远距离输送(建议用时：25分钟)考点一高压输电的原因及电损的计算1(多选)远距离输送交流电都采用高压输电，我国正在研究用比330 kV高很多的电压进行输电，下列说法正确的是()A采用高压输电的优点是可节省输电线的铜材料B采用高压输电的优点是可减小输电线上的能量损失C采用高压输电的原因是用电器是串联的，用电器数量增多总电压变大D采用高压输电的原因是对个别偷电行为进行威慑AB高压输电的目的是减小输电导线上的电流，从而可以减小导线的横截面积，节约输电线的铜材料，同时减小输电线路上的功率损失和电压损失，故选项A、B正确。2(多选)发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输
2、电导线总电阻为R，通过导线上的电流为I，学校得到的电压为U2，则输电导线上损耗的功率下列表达式正确的是()A. B.CI2RDI(U1U2)BCD用P求电阻上损失的功率时，U要与电阻R相对应，A中的U1是输出电压不是输电线电阻上的电压，故A是错误的；B中的U1U2是输电线电阻上的电压，因此，B是正确的；C、D中的电流I是输电线中的电流，故C、D都是正确的。3水电站向小山村输电，输送电功率为50 kW ，若以1 100 V送电，则线路损失功率为10 kW，若以3 300 V送电，则线路损失功率为()A3.3 kWB1.1 kWC30 kW D11 kWB设输送电功率为P，输电电压为U，线路电阻为
3、R，则损耗功率P损I2R2R，由此可见，P损与U2成反比，代入数据可知B项正确。4某电站用11 kV交变电压输电，输送功率一定，输电线的电阻为R，现若用变压器将电压升高到220 kV送电，下列说法正确的是()A因I，所以输电线上的电流增为原来的20倍B因I，所以输电线上的电流减为原来的C因P，所以输电线上损失的功率增为原来的400倍D若要使输电线上损失的功率不变，可将输电线的直径减为原来的B因U并非全部加到输电线的电阻上，所以不能用I计算输电线中的电流，A错误；输送功率和输电电流、输电电压的关系为PUI，在输送功率一定的条件下，U和I成反比，B正确；U是输电电压，它等于输电线上损失的电压和负载
4、得到的电压之和，所以U并非是加到R上的电压，不能用P计算功率损失，C错误；线路上功率损失P损I2R线2。由于输送功率、导线材料、长度是不变的，在线路损失功率不变的条件下，送电电压的平方和导线横截面积成反比，所以电压由11 kV升高到220 kV，所需导线的横截面积减为原来的，导线直径减为原来的，D错误。故选B。考点二高压交流输电与高压直流输电5(多选)下列关于远距离高压直流输电的说法中，正确的是()A直流输电系统只在输电环节是直流，而发电环节和用电环节是交流B直流输电系统只在发电环节和用电环节是直流，而输电环节是交流C整流器将交流变直流，逆变器将直流变交流D逆变器将交流变直流，整流器将直流变交
5、流AC直流输电系统由整流站、直流线路和逆变站三部分组成，在整流站通过整流器将交流电变换为直流电，在逆变站利用逆变器将直流电变换为交流电。因此选项A、C正确。6下列关于高压直流输电的说法，正确的是()A高压直流电可以经过变压器提升电压后进行输送B在输送过程中直流输电不考虑输电线的电感对电流的影响C在输送过程中直流输电不考虑输电线的电阻对电流的影响D直流输电，用户可以直接得到直流电B现代的直流输电，只有输电这个环节使用高压直流，发电、用电及升、降电压仍然是交流，D错误；变压器只能对交流起作用，对直流不起作用，A错误；在输电功率大、输电导线横截面积大的情况下，对交流来说，感抗会超过电阻，但电感对直流
6、就不会有影响，当然电阻对直流和交流是同样有影响的，B正确，C错误。考点三远距离输电的分析与计算7远距离输电线路的示意图如图所示，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是()A升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定C当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大D升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压C变压器的输入功率、输入电流的大小是由用户消耗的功率大小决定的，A、B项错误；用户用电器总电阻减小，根据P，消耗功率增大，输电线中电流增大，线路损失功率增大，C项正确；升压变压器的输出电压等于输电线路电阻上的损失电压加
7、上降压变压器的输入电压，D项错误。8如图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在T的原线圈两端接入一电压uUmsin t的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为()C由I1和得IrI2，则输电线上损失的功率PrI2r，故选C。9随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益扩大，节能变得越来越重要。某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为U1，输电导线总电阻为R，在某一时段用户需求的电功率为P0，用户的用电器正常工作的电压为U2。在满足用户正常用
8、电的情况下，下列说法正确的是()A输电线上损耗的功率为B输电线上损耗的功率为C若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电D采用更高的电压输电会降低输电的效率C设电厂输出功率为P，则输电线上损耗的功率PPP0，PIR，A、B项错误；采用更高的电压输电，可以减小导线上的电流，故可以减少输电线上损耗的功率，C项正确；采用更高的电压输电，输电线上损耗的功率减少，故可提高输电的效率，D项错误。(建议用时：15分钟)10(多选)如图为远距离输电示意图，发电机的输出电压U1和输电线的电阻、理想变压器匝数均不变，且n1n2n4n3。当用户用电器的总电阻减少时()AU1U2U4U3B用户的电压U4增加C输
9、电线上损失功率增大D用户消耗的功率等于发电机的输出功率AC根据，以及n1n2n4n3，知U1U2U4U3，故A正确；用户用电器总电阻减小，则电流增大，所以输电线上的电流增大，根据P损I2R知，输电线上损耗的功率增大，根据UIR知，输电线上的电压损失变大，发电机的输出电压不变，则升压变压器的输出电压不变，则降压变压器的输入电压变小，用户的电压U4减小，故C正确，B错误；用户消耗的功率等于发电机的输出功率与输电线上损失的功率之差，故D错误。11中国已投产运行的1 000 kV特高压输电，是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲、乙两地原来用500 kV的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变
10、的条件下，现改用1 000 kV特高压输电，不考虑其他因素的影响。则()A输电线上的电流变为原来的2倍B输电线上降落的电压将变为原来的2倍C输电线上降落的电压将变为原来的D输电线上损耗的电功率将变为原来的C根据I求出输电线上的电流，与输送的电压成反比，即输电线上的电流将变为原来的，故A错误；由上可知，输电线上的电流将变为原来的，根据UIR可知，输电线上降落的电压将变为原来的，故B错误，C正确；当以不同电压输送时，有PU1I1U2I2，而在线路上损失的功率为PI2RR可知，损失的功率与电压的平方成反比，即P1P241，所以输电线上损失的功率为原来的，故D错误。12如图所示，某小型水电站发电机的输
11、出功率为10 kW，输出电压为400 V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损耗，使用2 kV高压输电，最后用户得到“220 V9.5 kW”的电能，求：(1)水电站升压变压器原、副线圈匝数比；(2)输电线路导线电阻R；(3)用户降压变压器原、副线圈匝数比。解析(1)水电站升压变压器原、副线圈匝数比为。(2)由I2及P损IR知，输送电流取决于输出电压及输送功率，所以R20 。(3)设降压变压器原线圈上电压为U3，则U3U2I2R(2 000520) V1 900 V所以降压变压器原、副线圈匝数比为。答案(1)(2)20 (3)13三峡水利枢纽工程是长江流域治理开发的关键工程，枢纽控制流域面积为
12、1.0106 km2，占长江流域面积的56%，坝址处年平均流量为Q4.511011 m3。水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航运三方面。在发电方面，三峡电站安装水轮发电机组26台，总装机容量(指26台发电机组同时工作时的总发电功率)为P1.82107 kW，年平均发电量约为W8.401010 kWh，该工程于2009年全部竣工，电站主要向华中、华东电网供电，以缓解这两个地区的供电紧张状况。阅读上述材料，回答下列问题(水的密度1.0103 kg/m3，g取10 m/s2)：(1)若三峡电站上、下游水位差按h100 m计算，试推导三峡电站将水流势能转化为电能的效率的公式，并计算出效率的数值。(2)
13、若26台发电机组全部建成并发电，要达到年发电量的要求，每台发电机组平均年发电时间t为多少天？(3)将该电站的电能输送到华中地区，输送电功率为P4.5106 kW，采用超高压输电，输电电压U500 kV，而发电机输出的电压约为U018 kV，要使输电线上损失的功率等于输送电功率的5%，求发电站的升压变压器的原、副线圈的匝数比和输电线路的总电阻。解析(1)一年减少的水的重力势能Epmgh，且一年流出的水的质量mQ所以100%67.1%。(2)由WPt，得t192.3(天)。(3)由于，所以由于I A9 000 A，PI2R5%P2.25105 kW所以R2.78 (R为输电线路的总电阻)。答案(1)67.1%(2)192.3天(3)2.78