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1、17.4 發電和輸電,17.4發電和輸電,熱 身輸電纜的功率損耗進度評估 4,1,?,E,17.4 發電和輸電,你認為輸電纜使用高電壓的原因是甚麼？,熱 身,防止不法之徒從輸電纜偷電。防止在到達用戶前耗盡電源。減低電纜的功率損耗。加速電能的輸送。交流電只能以高電壓輸送。,輸電纜附近所掛的告示牌,17.4 發電和輸電,1輸電纜的功率損耗,在發電廠產生的電力，必須經過很遠的距離才能輸送到用戶那裏。,17.4 發電和輸電,1輸電纜的功率損耗,金屬導體是有電阻的,長度,電阻,延續上百多公里的電纜，其總電阻是相當驚人的。,怎樣才能降低功率損耗呢？,+,=,17.4 發電和輸電,實驗 17h,輸電線模型,
2、裝置輸電模型，研究以(a)低壓直流電和(b)低壓交流電輸電的情況。,接低壓直流電源,發電廠端,用戶端,比較一下兩顆燈泡的亮度。,1 m,輸電線,17.4 發電和輸電,實驗 17h,輸電線模型,裝置輸電模型，研究以(c)高壓交流電輸電的情況。,接 12 V 交流電 電源,降壓器,升壓器,發電廠端,用戶端,比較一下兩顆燈泡的亮度。,17.4 發電和輸電,實驗 17h,輸電線模型,錄像片段,17.4 發電和輸電,1輸電纜的功率損耗,實驗17h：,輸電線的功率損耗大,12 V 直流電12 V 交流電,1 m,亮,暗,(a)低壓直流電,(b)低壓交流電,發電廠端,用戶端,輸電線,17.4 發電和輸電,1
3、輸電纜的功率損耗,實驗17h：,(c)高壓交流電,亮度相同,提升電壓,降低輸電纜中的電流,電纜中的功率損耗(I2R),發電廠端,用戶端,接 12 V 交流 電源,降壓器,升壓器,17.4 發電和輸電,輸電纜的功率損耗,E,輸電纜的功率損耗,E,地下鐵路的電力供應,E,例題 7，例題 8和例題 9,17.4 發電和輸電,1在輸電網絡裡，變壓站有甚麼功用？2電纜的功率損耗是多少？,進度評估 4,17.4 發電和輸電,A發電B降低電壓C降低電流,在輸電網絡裡，變壓站有甚麼功用？,Q1 在輸電網絡裡，變壓站有甚麼功用？,（相片提供：HK Electric Co.Ltd）,17.4 發電和輸電,Q2 電
4、纜的功率損耗是多少？,經過電纜的電流 I,在某段輸電網絡中，以 275 kV 的電壓輸送3420 MW 的電功率。如果電纜的電阻是 5，那麼電纜的功率損耗是多少？,=,P,(),V,=,3.42 109,(),275 000,=_,1.24 104 A,電纜的功率損耗,=_ R=_ 5,I2,(1.24 104)2,=_,769 MW,17.4 發電和輸電,完 結,17.4 發電和輸電,例題 7,輸電纜的功率損耗,一段總電阻為 5 的電纜輸送 4 kW 的功率。,200 V,電纜的總電阻=5,(a)如果輸電電壓為200 V，試計算電纜的功率損耗。,以 200 V 輸電：,=20 A,電纜的功率
5、損耗=I 2R,=202 5,=2000 W,電纜中的電流,17.4 發電和輸電,例題 7,輸電纜的功率損耗,一段總電阻為 5 的電纜輸送 4 kW 的功率。,4000 V,電纜的總電阻=5,(b)如果輸電電壓為4000 V，試計算電纜的功率損耗。,以 4000 V 輸電：,=1 A,電纜的功率損耗=I 2R,=12 5,=5 W,電纜中的電流,17.4 發電和輸電,例題 7,輸電纜的功率損耗,一段總電阻為 5 的電纜輸送 4 kW 的功率。,200 V/4000 V,電纜的總電阻=5,從計算結果中，你能得出甚麼結論？,用以下電壓輸電，電纜的功率損耗：,200 V=2000 W,4000 V=
6、5 W,以高壓輸電，電纜的功率損耗可大大降低。,17.4 發電和輸電,返 回,17.4 發電和輸電,例題 8,輸電纜的功率損耗,(a)供給農舍的電壓是多少？,電纜的總電阻=0.5,I=12 A,電線桿的電壓=220 V,農舍,17.4 發電和輸電,例題 8,輸電纜的功率損耗,(a)供給農舍的電壓是多少？,電纜的總電阻=0.5,I=12 A,電線桿的電壓=220 V,電纜兩端的電壓=IR,=12 0.5,=6 V,供給農舍的電壓,=220 6,=214 V,220 V,電纜的總電阻=0.5,17.4 發電和輸電,例題 8,輸電纜的功率損耗,(b)電線桿提供的功率是多少？,電纜的總電阻=0.5,I
7、=12 A,電線桿的電壓=220 V,電線桿提供的功率,=12 220,=2640 W,=IV,220 V,電纜的總電阻=0.5,17.4 發電和輸電,例題 8,輸電纜的功率損耗,(c)電纜的功率損耗百分比是多少？,電纜的總電阻=0.5,I=12 A,電線桿的電壓=220 V,220 V,電纜的總電阻=0.5,電線桿提供的功率=2640 W,電纜的功率損耗=I 2R,=122 0.5,=72 W,電纜的功率損耗百分比=,72/2640 100%,=2.7%,17.4 發電和輸電,返 回,17.4 發電和輸電,例題 9,地下鐵路的電力供應,1中電以 33 kV 的交流電為地下鐵路供電。,2沿鐵路
8、每隔 4 km 或 5 km 就有一座變壓站，把電源轉換：33 kV a.c.1.5 kV a.c.,3然後 1.5 kV a.c.1.5 kV d.c.，以推動列車的電動機。,1.5 kV a.c.,1.5 kV a.c.,變壓器,變壓器,中華電力提供33 kV a.c.,4 或 5 km,地鐵,1.5 kV d.c.,1.5 kV d.c.,17.4 發電和輸電,例題 9,地下鐵路的電力供應,中華電力提供33 kV a.c.,4 或 5 km,地鐵,(a)為甚麼需要這麼多變壓站？,如果只興建一座變壓站來向整條鐵路供電，,電纜的功率損耗就太大。,17.4 發電和輸電,例題 9,地下鐵路的電力
9、供應,(b)若要把 33 kV a.c.的電壓轉換成 1.5 kV a.c.，變壓器的匝數比是多少？,=22,4 或 5 km,地鐵,中華電力提供33 kV a.c.,17.4 發電和輸電,例題 9,地下鐵路的電力供應,4 或 5 km,地鐵,中華電力提供33 kV a.c.,(c)假設變壓器的效率為 100%。如果架空電纜可輸送 400 A 的電流，,功率=IV,=400 1.5,=600 kW,變壓器匝數比=22:1,(i)變壓器副線圈的輸出功率是多少？,17.4 發電和輸電,例題 9,地下鐵路的電力供應,地鐵,中華電力提供33 kV a.c.,4 或 5 km,Ip=,=18.2 A,=,(c)假設變壓器的效率為 100%。如果架空電纜可輸送 400 A 的電流，,(ii)變壓器原線圈的電流(Ip)是多少？,變壓器匝數比=22:1,17.4 發電和輸電,返 回,
