1、13.1 高压输电原理一、选择题考点一 降低输电损耗的途径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 1 000 kV 高得多的电压进行输电.采用高压输电的优点是( )A.可节省输电线的材料 B.可根据需要调节交流电的频率C.可减小输电线上的能量损失 D.可加快输电的速度答案 AC解析 由于远距离输电，往往输送电功率一定，根据 P UI，输送电压 U 越高，则输送电流I 越小，据 P 线 I2R 知，当要求在输电线能量损耗一定的情况下，输电线电阻可略大，PU导线可做得细一些或选择电阻率大的材料(非铜材)；若输电线确定，即 R 确定，则可减小线路上的能量损耗，故 A、C 正确；
2、交流电的频率是一定的，不需调节，输电的速度是一定的，故 B、D 错误.2.远距离输电时，在输送功率不变的条件下( )A.增加导线的电阻，可以减小输电电流，提高输电效率B.提高输电电压，可以减小输电电流，提高输电效率C.提高输电电压，势必增大输电导线上能量的损耗D.提高输电电压，势必增大输电导线上的电流答案 B解析 在输送功率一定的前提下， P 输 U 输 I 输 ， P 损 I R 线 ， 100%，2输P输 P损P输所以选项 B 正确.3.关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是( )A.由功率 P ，应降低输电电压，增大导线电阻U2RB.由 P IU，应低电压小电流输电C.由 P
3、 I2R，应减小导线电阻或减小输电电流D.上述说法均不对答案 C2解析 输电时导线上损失的电压 U IR，它不同于输电电压， P 或 P IU 中的 U 应为U2R导线上损失的电压 U，故 A、B 错误；导线上功率的损失为发热损失， P I2R，故 C 正确.考点二 输电线上功率损失问题4.(多选)在电能输送过程中，若输送的电功率一定，则在输电线上损失的电功率( )A.随输电线电阻的增大而增大B.和输送电压的平方成正比C.和输电线上电压降落的平方成正比D.和输电线中电流的平方成正比答案 ACD5.照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的.可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显
4、得暗些.这是因为用电高峰时( )A.总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低B.总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小C.总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压较大D.供电线路上电流恒定，但开的灯比深夜时多，通过每盏灯的电流小答案 C解析 照明供电线路的用电器是并联的，晚上七、八点钟用电高峰时，用电器越多，总电阻越小，供电线路上的电流越大，输电线上损失的电压较大，用户得到的电压较小，所以电灯比深夜时要显得暗，故选 C.6.超导材料电阻降为零的温度称为临界温度.1987 年我国科学家制成了临界温度为 90 K 的高温超导材料，利用超导材料零
5、电阻的性质，可实现无损耗输电.现有一直流电路，输电线的总电阻为 0.4 ，它提供给用电器的电功率为 40 kW，电压为 800 V.如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为( )A.1 kW B.1.6103 kWC.1.6 kW D.10 kW答案 A解析 输电线中电流 I ，输电线上损失功率 P I2R 线 1 kW.PU P2R线U27.随着社会发展，人类对能源的需求日益增加，节能变得愈加重要.甲、乙两地采用电压 U进行远距离输电，输电线上损耗的电功率为输入总功率的 k(0k1)倍.在保持输入总功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用
6、 5U 的电压输电，若不考虑其他因素的影响，输电线上损耗的电功率将变为输入总功率的( )3A. B. C.5k D.25kk25 k5答案 A解析 设输入总功率为 P0，输电线电阻为 R，输电电压为 U 时，输电线电流 I1 ，输电线P0U上损耗的电功率 P1 I R R kP0，电压为 5U 时，输电线电流 I2 ，输电线上损耗12P02U2 P05U的电功率 P2 I R R P0，即输电线上损耗的电功率变为输入总功率的 倍.2P0225U2 k25 k258.(多选)某发电厂原来用 11 kV 的交变电压输电，后来改用升压变压器将电压升到 220 kV输电，输送的电功率都是 P.若输电线
7、路的电阻为 R，则下列说法中正确的是( )A.根据公式 I ，提高电压后输电线上的电流降为原来的PU 120B.根据公式 I ，提高电压后输电线上的电流增为原来的 20 倍URC.根据公式 P 损 I2R R，提高电压后输电线上的功率损失减为原来的P2U2 1400D.根据公式 P 损 ，提高电压后输电线上的功率损失增大为原来的 400 倍U2R答案 AC解析 输电线上电流为 I ，也可以用 I 来表示，其中 U 为输电线上电阻 R 两端的PU UR电压，而不是输送电压，故 A 正确，B 错误；输电线上的功率损失为 P 损 I2R R，C 正确；P2U2如果用 P 损 ，则 U 应为 R 两端
8、的电压 U，故 D 错误.U2R9.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，输电线上损耗的电功率为 P.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用 1 000 kV 特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为( )A. B. C.2P D.4PP4 P2答案 A解析 在超高压输电中，设输送电功率为 P，输电电压为 U，输电线总电阻为 R，则输电线上损耗的电功率为 P 2R，当输电电压升为原来的 2 倍时，输电线上损耗的电功率变(PU)为原来的 ，故选 A.1410.(多选)在远
9、距离输电时，输送的电功率为 P，输送电压为 U，所用导线的电阻率为 ，4横截面积为 S，总长度为 L，输电线损失的电功率为 P，用户得到的电功率为 P 用 ，则P、 P 用 的关系式正确的是 ( )A.P B.PU2S L P2 LU2SC.P 用 P D.P 用 P(1 )U2S L P LU2S答案 BD解析 输电线电阻 R ，LS输电电流 I ，PU故输电线上损失的电功率为P I2R( )2 PU LS P2 LU2S用户得到的功率为 P 用 P P P(1 ).P LU2S故选 B、D.二、非选择题11.用相同材料制成的导线向同一处用户输送 10 kW 的电功率，在输电电压 U1110
10、 V 和U2220 V 两种情况下，要求输电线中损失的电功率相同，则两种情况下输电导线横截面积之比为_.答案 41解析 由公式： P 损 ( )2R 线 得P输U输 ，再由 R 得 .R1R2 U12U22 14 LS S1S2 4112.我国西部特别是云、贵、川有大量的水力资源，西电东送是西部大开发的重要项目之一.据报道，云南大朝山在 2005 年已建成 100 万千瓦的水力发电站.设电站输电电压为 25 万伏，则输电线上的电流是_ A.如输电线总电阻为 40 ，则电流通过输电线时，在输电线上发热消耗的功率为_ kW.如将输电电压升高到 100 万伏，则输电线上发热消耗的功率为_ kW.根据
11、以上数据得出你认为合理的输电方法是_.答案 410 3 6.410 5 410 4 提高输电电压解析 当输电电压 U125 万伏时，I1 A410 3 APU1 10010410325104输电线上热功率P 热 1 I R(410 3)240 W6.410 5 kW125当输电电压 U2100 万伏时，I2 A110 3 APU2 100104103100104输电线上热功率P 热 2 I R(110 3)240 W410 4 kW2由以上计算可知：在输电功率 P 一定时，输电电压越高，输电线上损失的热功率 P 热 越小，故合理的输电方法是提高输电电压.13.有一个发电站，输送功率为 P500
12、 kW，当使用 U5 kV 的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差 4 800 度.求：(1)这时的输电效率 和输电线的总电阻 r；(2)若想使输电效率提高到 98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？答案 (1)60% 20 (2)22.4 kV解析 (1)由于输送功率为 P500 kW，一昼夜输送电能 E Pt12 000 度，终点得到的电能 E7 200 度，因此输电效率 100%60%.输电线上的电流 I 100 A，而输EE PU电线损耗功率为 P 损 kW200 kW，因此可得 r 20 .4 80024 P损I2(2)输电线上损耗的功率 P 损 ( )2r ，故 ， P 损 200 kW，现要使 P 损 PU 1U2 UU P损P损 10 kW，计算可得输电电压应调节为 U22.4 kV.
