三峡水利枢纽工程是长江流域治理开发的关键工程,这是中国规模最大的水利工程.该枢纽控制流域面积1.0×106km2,占长江流域面积的56%,坝址处年平均流量为Q=4.5

发布时间:2020-08-11 09:14:34

三峡水利枢纽工程是长江流域治理开发的关键工程,这是中国规模最大的水利工程.该枢纽控制流域面积1.0×106km2,占长江流域面积的56%,坝址处年平均流量为Q=4.51×1011m3.水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航运三方面.在发电方面,三峡电站年平均发电量约为W=8.40×1010kW?h.该工程全部竣工后,主要向华中、华东电网供电,以缓解这两个地区的供电紧张局面.阅读上述材料,解答下列问题(水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg):
(1)目前国内燃煤电厂热效率(即煤完全燃烧转化为电能的效率)平均在33.5%左右,最高可以达到45%以上,若热效率以40%计,三峡电站一年的发电量可以节省多少无烟煤?(无烟煤的热值为3.4×107J/kg)
(2)若三峡电站上、下游水位差平均按h=100m计算,试求三峡电站将水流的势能(即水从高处流到低处重力所做的功)转化为电能的效率η的数值.
(3)将该发电站的电能采用特高压输电的方式输送到华中地区,如图所示,若输电功率为P=6×105kW,高压线路电压为U=1000kV.若要使输电线上损耗的功率等于输送电功率的5%,求:高压输电线路的总电阻.

网友回答

解:
(1)三峡电站一年的发电量W=8.40×1010kW?h=3.024×1017J,
由题知,Q放×40%=W,
∴Q放===7.56×1017J,
∵Q放=mq,
∴m==≈2.2×1010kg;
(2)水从高处流到低处重力所做的功:
W总=Gh=mgh=ρVgh=1×103kg/m3×4.51×1011m3×10N/kg×100m=4.51×1017J,
η==≈67.1%;
(3)I===600A,
P损=P×5%=6×105kW×5%=3×104kW=3×107W,
P损=I2R,
R===83.3Ω.
答:(1)三峡电站一年的发电量可以节省2.2×1010kg无烟煤;
(2)三峡电站将水流的势能转化为电能的效率为67.1%.
(3)高压输电线路的总电阻为83.3Ω.
解析分析:(1)知道三峡电站一年的发电量(单位换算为焦耳:1kW?h=3.6×106J)和热效率,可求燃烧无烟煤放出的热量,再利用燃料完全燃烧放热公式求需要无烟煤的质量(节省无烟煤的质量);
(2)知道坝址处年平均流量,可求水的质量,进而求出下降100m做的功(总功),知道三峡电站一年的发电量(有用能量),利用效率公式求三峡电站将水流的势能转化为电能的效率;
(3)知道输电功率、高压线路电压,利用P=UI可求电路中的电流;输电线上损耗的功率等于输送电功率的5%,据此求输电线上损耗的功率,而P损=I2R,据此求高压输电线路的总电阻.

点评:本题考查了学生对燃料完全放热公式、电功率公式、效率公式的掌握和运用,知识点多、计算量大,要求灵活运用所学知识,要细心,能从复杂题干中找到相关信息并利用好是本题的关键.
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