Question

3．抽水蓄能电站是利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站，又称蓄能式水电站，它可将电网负荷低时的多余电能，转变为电网高峰时期的高价值电能，还适于调频，调相，稳定电力系统的周波和电压，且宜为事故备用，还可提高系统中火电站和核电站的效率．天荒坪抽水蓄能电站位于浙江省安吉县境内，接近华东电网负荷中心．
（1）该蓄能电站的发电总功率为180MW，采用220kV高压进行输电，求高压输电线中的电流．
（2）该蓄能电站每天可发电5h，如果一天的发电量由热电转换效率为30%的热电厂来提供，需要消耗多少煤？（煤的热值q=3.0×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）采用不同电压输送电能时，蓄能电站的发电总功率不变，根据P=UI的变形公式求出高压输电时电线上的电流；
（2）先根据W=Pt和Q=ηW即可求出热电厂提供的热量，然后根据Q=mq即可求出消耗煤的质量．

解答 解：（1）已知P=180MW=1.8×10⁸W，U=220kV=2.2×10⁵V
由P=UI可得，I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1.8×1{0}^{8}W}{2.2×1{0}^{5}V}$≈818A；
（2）一天的发电量：W=Pt=1.8×10⁸W×5×3600s=3.24×10¹²J；
电能转化为的热量：Q=$\frac{W}{η}$=$\frac{3.24×1{0}^{12}J}{30%}$=1.08×10¹³J；
由Q=mq可得，消耗煤的质量：m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{1.08×1{0}^{13}J}{3.0×1{0}^{7}J/kg}$=3.6×10⁵kg．
答：（1）高压输电线中的电流为818A；
（2）消耗煤的质量为3.6×10⁵kg．

点评 本题综合考查了热量和电功的计算，熟练运用电功率的计算公式、热量的计算公式是解答本题的关键，难度适中．