高中物理電能的輸送知識(shí)點(diǎn)
高中物理電能的輸送知識(shí)點(diǎn)
《電能的輸送》一節(jié)在高中物理中的地位雖不高,高考對(duì)這部分內(nèi)容的考查也僅為一級(jí)要求,但本節(jié)課與我們的實(shí)際生活聯(lián)系十分緊密，下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家?guī)?lái)的高中物理電能的輸送知識(shí)點(diǎn)，希望對(duì)你有幫助。
高中物理電能的輸送知識(shí)點(diǎn)
許多大型水電站建設(shè)在遠(yuǎn)離我們的高山峽谷之中，電能在那里生產(chǎn)出來(lái)，并不能馬上被使用，它只有通過(guò)電力網(wǎng)跨過(guò)千山萬(wàn)水到達(dá)城市、工廠，走進(jìn)千家萬(wàn)戶，才能被使用;離城市較近的火電廠、核電站生產(chǎn)出的電能也要通過(guò)電力網(wǎng)傳輸，才能被使用。因此，電力網(wǎng)成為連接電廠和用戶的紐帶，它就像是電力系統(tǒng)中的“血管”。
電力網(wǎng)是由升壓變壓器、傳輸線路、高壓塔架、降壓變壓器、無(wú)功補(bǔ)償器、避雷器等電氣設(shè)備，以及監(jiān)視和控制自動(dòng)裝置所組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。下圖即為一變電站的輸配電系統(tǒng)。
高中物理變電站的輸配電系統(tǒng)
電能在發(fā)電機(jī)中生產(chǎn)出來(lái)，此時(shí)電壓為10kV左右，經(jīng)升壓變壓器變成220kV或500kV后，通過(guò)超高壓輸電線輸送到城市的供電網(wǎng)上，再經(jīng)多級(jí)降壓變壓器最終變?yōu)?20V，才能供我們使用。這就是常見(jiàn)的交流輸電方式。
由于交流輸電日益暴露出一些問(wèn)題。因此人們也開(kāi)始采用新型的高壓直流輸電方式進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，在我國(guó)建成的就有“葛-上”(葛洲壩-上海)500kV直流輸電線。高壓直流輸電方式就是在原有的交流輸電網(wǎng)中增加了整流器(把交流電變?yōu)橹绷麟?和逆變器(把直流電變?yōu)榻涣麟?，來(lái)完成其任務(wù)的。
那為什么傳輸時(shí)要采用超高壓(500kV等)輸電呢?主要是因?yàn)橐獪p少線損(Q)，也就是電能在傳輸時(shí)在傳輸線上以熱能等形式白白損失掉的能量。只有不斷地提高電壓，才能減少線損Q與通過(guò)傳輸線的電流I有這樣的關(guān)系：Q=I2R，因?yàn)閭鬏斁€的電阻R一定，因此要減少Q(mào)就要減小I，而I又與電壓U成反比，因此，減少線損就要提高電壓。
我們平時(shí)最常見(jiàn)到的傳輸線路就是架空線路，其次是電力電纜。最新的、最有前途的傳輸線要數(shù)高溫超導(dǎo)導(dǎo)線了，據(jù)華中理工大學(xué)超導(dǎo)電力科研與發(fā)展中心提供的一份報(bào)告，目前，中國(guó)輸配電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)損耗高達(dá)百分之八點(diǎn)五，到2010年，按預(yù)測(cè)的裝機(jī)容量，中國(guó)在輸配電網(wǎng)上將損失二到三個(gè)三峽電站所發(fā)出的電能。而高溫超導(dǎo)導(dǎo)線由于其零電阻的特性，將能極大地減少線損。
輸配電除了需要變壓器、傳輸線路等電氣設(shè)備外，還需要輸配電自動(dòng)化技術(shù)的支持。輸配電自動(dòng)化控制的主要任務(wù)是：
1.要保證傳輸電能的質(zhì)量，也就是要保證所傳輸電的電壓、頻率，而這就要合理地分配電網(wǎng)中的無(wú)功功率和有功功率，這就要精確地進(jìn)行潮流計(jì)算，再進(jìn)行功率分配和功率補(bǔ)償。
2.要保證電力網(wǎng)運(yùn)行的安全，也就是要保證變壓器、傳輸線路等的故障的預(yù)防、排除和恢復(fù)等等。
我國(guó)由于能源分布不均衡，高電壓、長(zhǎng)距離的電力輸送日趨增加，這使電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性問(wèn)題變得十分突出。同時(shí)，隨著城市化進(jìn)程的加快，常規(guī)的電力技術(shù)也難以解決大城市高密度送電問(wèn)題。因此，輸配電自動(dòng)化技術(shù)將需要更快速地發(fā)展，在電力系統(tǒng)中發(fā)揮更大的作用。
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