DOC《关于交变电流的几个问题的说明》

七、远距离输电问题

1、输电线回路电流的计算 为什么输电线上的电流不能用计算?这是因为,降压变压器的原线圈n3并不是纯电阻,而是电感线圈,变压器的工作正是基于其自感、互感作用,因此输电线回路电流的实际计算式是,即.

2、送电功率一定?还是用电功率一定? 高中很多远距离输电试题都假定发电站送电功率已知或者用户端的用电功率已知,进而计算输电线路、变压器的设计问题.大致来说,一个地区的确定时段,其所需的用电功率大致是确定的,因此上述题设(用户端的用电功率已知)是有意义的.但实际上,发电站送电功率和用户端用电功率之间,往往并不是完全对应的,因为发电站往往并不直接向某一个地区供电.实际情况是,全国的发电站是并网了的,全国的用户端也是并网了的.实际上,一个地区的用电功率一直在随用户用电器的变化而变化着,因此变电站必须随时动态调整输送到该地区的功率,其不需要的功率则通过并网电力调度到其他需要的地区.发电站的发电功率可以是确定的,不随某地区的用电功率而变化,但是全网发电功率并不总是与所需用电功率匹配,这时就需要根据实际需求增开或者关闭一些发电站或者发电机组,或者将多余的电能通过某些方式储存起来. 高中物理中的试题是实际电路的简化模型,如果说有对应情况,那就是电网停电了,部分单位自备柴油发电机给自己单位供电,这时,才有 发电站 和 用户端 对应的问题,不过中间线路却并没有远距离输电那么复杂,而且,负载的变化直接影响发电机线圈中电流进而影响发电机转速.经常出现的情况是,用电器增多时,柴油机转速明显减小,电压降低明显,而且,为了维持转速,柴油机供油量增加,烟囱就冒黑烟.

3、升压变压器输入电压一定,负载电阻变化时,降压变压器输出电流如何变化? 学生在处理这类问题时,往往并不定量分析,而是定性分析,于是就得不出确定的结果――假定U4不变,当负载电阻减小时,I4增加,这将导致I3增加,这时输电线上的电压损失增加,由于确定,可知确定,增加,将导致减小,进而导致减小,这时由就看不出I4增加还是减小了. 其实,我们可以采用反证法――假定负载电阻减小时,I4不增加,而是不变或者减小,必将推出自相矛盾的结果,唯独假定I4增加会有可能正确的结果. 不过,更好的办法,有如下两种: 其一是确定量给出,即、、、R确定,自变量是负载电阻,要学生直接算出I4关于的函数表达式,其中不能包含,而只能包含已知确定量和自变量.这时很容易看出是I4增加的. 其二是用等效电路法――将发电站、升压变压器、输电线、降压变压器打包,作为一个 等效电源 ,该电源的等效电动势和等效内阻都确定,则负载电阻减小时,等效电源的输出电流必定增加.这个等效电源的等效电动势和等效内阻的计算,由、、R确定,其计算过程还涉及相位差问题,较为复杂,........