我国首条同塔双回路100万伏特高压交流输电工程--“皖电东送”工程,即利用淮南丰富的煤炭资源,变输煤为输电,使淮南成为华东地区的能源基地.工程西起安徽淮南,经皖南、浙北到达上海,线路全长656公里,整个工程计划2013年底建成投运.
(1)工程建成后,淮南火力发电厂每年能向华东地区输送超过500亿度电,如果这些电能全部通过燃烧煤炭来生产完成,那么一年至少要消耗多少吨煤炭?(煤的热值为3×107J/kg)
(2)和一般高压输电线路相比,特高压具有输送容量大,输送距离远,电能损耗低等优点.假设甲、乙两地间的一条输电线的电阻是20欧,那么用200千伏的高压输送电能的功率为6×105千瓦,这条输电线损耗的电功率是多少千瓦?如果改用1000千伏的特高压输电,那么这条导线上损耗的电功率会减少多少千瓦?
(1)根据题意可得,消耗煤炭产生的热量:
Q=500亿kW•h=500×109×3.6×06J=1.8×1018J,
∵Q=mq,
∴消耗的煤炭:
m=
=Q q
=6×1010kg=6×107t;1.8×1018J 3×107J/kg
(2)∵P=UI,
当用200千伏的高压输送电能时,电路中的电流:
I1=
=P U1
=3000A,6×105×103W 200×103V
这条输电线损耗的电功率:
P1=I12R=(3000A)2×20Ω=1.8×108W=180000kW,
当改用1000千伏的特高压输电时,电路中的电流:
I2=
=P U2
=600A,6×105×103W 1000×103V
这条输电线损耗的电功率:
P2=I22R=(600A)2×20Ω=7.2×106W=7200kW,
这条导线上损耗的电功率会减少:
△P=P1-P2=180000kW-7200kW=172800kW.
答:(1)一年至少要消耗6×107t煤炭;
(2)用200千伏的高压输送电能的功率为6×105千瓦,这条输电线损耗的电功率是180000kW,改用1000千伏的特高压输电,那么这条导线上损耗的电功率会减少172800kW.