1、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，发电厂至学校的输电导线总电阻为R，通
2、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R，则损耗功率P损I
3、2R2R，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得到的电压之和，所以
4、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，整流器将直流变交流AC直流输电系统由
5、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，但电感对直流就不会有影响，当然电
6、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上降压变压器的输入电
7、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。在满足用户正常用电的情况下，下列说法
8、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输电线上损失功率增大D
9、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的条件下，现改用1
10、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出功率为10 kW，
11、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1.0106 km2
12、，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)若26台发电机组全部
13、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