電力工程幻燈片

我國電力工業(yè)開展簡況■1882～1937：從1882年上海第一臺發(fā)電機組發(fā)電到抗日戰(zhàn)爭迸發(fā)前夕，全國共有461座發(fā)電廠，總裝機容量為630MW,年發(fā)電量為17億千瓦時，初步構(gòu)成北京﹑天津﹑上海﹑南京﹑武漢﹑廣州﹑南通等大中城市的配電系統(tǒng)?！?937～1949：1937年抗日戰(zhàn)爭開場后，日本帝國主義以東北為基地，為戰(zhàn)爭消費和提供軍需物資，從而使東北電力系統(tǒng)也有了一定的開展。1949年新中國成立時，全國發(fā)電裝機容量為1848.6MW，年發(fā)電量約43億千瓦時，居世界第25位。當時中國已構(gòu)成的電力系統(tǒng)有：東北中部電力系統(tǒng)﹑東北南部電力系統(tǒng)﹑東北東部電力系統(tǒng)﹑冀北電力系統(tǒng)。■1949年以來，中國的電力工業(yè)有了很大的開展，特別是改革開發(fā)以來，我國的電力工業(yè)有了飛速的開展，平均每年以10％的速度在增長，到2002年底，全國發(fā)電裝機容量曾經(jīng)突破3.5億千瓦大關，年發(fā)電量已到達16400億千瓦時，均躍居世界第2位，但人均用電量﹑電力系統(tǒng)自動化程度與興隆國家還有很大的差距?！鲚旊娋€路建立：1954年，第一條220KV線路投入運轉(zhuǎn)，全長369.25千米；1972年，第一條330KV線路投入運轉(zhuǎn)，全長534千米；1981年，第一條500KV線路投入運轉(zhuǎn)，全長595千米；1989年，第一條500KV直流輸電線路投入運轉(zhuǎn)，全長1080千米，實現(xiàn)了華中電網(wǎng)和華東電網(wǎng)的互聯(lián)。2005年，第一條750KV線路投入運轉(zhuǎn)，全長140千米?！鑫覈娏ο到y(tǒng)現(xiàn)狀：我國電網(wǎng)已根本上構(gòu)成500KV和330KV的骨干網(wǎng)架；我國電網(wǎng)曾經(jīng)進入了遠間隔﹑超高壓﹑跨大地域輸電的階段。目前我國已構(gòu)成東北﹑華北﹑華中﹑華東﹑西北﹑川渝﹑南方共七個跨省電網(wǎng)以及山東﹑福建﹑西疆﹑西藏四個獨立省網(wǎng)。我國電力工業(yè)開展簡況我國電力工業(yè)開展簡況■我國電力工業(yè)開展前景※高參數(shù)〔高溫﹑高壓﹑超臨界﹑單機容量〕；※大容量遠間隔高壓輸電﹑大系統(tǒng)互聯(lián)；※高度自動化；※電力市場化；※分布式發(fā)電?！?1世紀開展目的：2021年全國裝機容量到達650GW,2020年到達950GW。■電網(wǎng)互聯(lián)：※2021年：構(gòu)成以三峽電站為中心，銜接華中﹑華東﹑川渝三個地域電網(wǎng)的中部電網(wǎng)。屆時，全國將構(gòu)成北﹑中﹑南三大互聯(lián)電網(wǎng)的格局?！?020年：構(gòu)成除西疆﹑西藏﹑臺灣之外，以三峽電網(wǎng)為中心的全國一致結(jié)合電網(wǎng)?！?1世紀：在北﹑中﹑南三大電網(wǎng)的根本格局下，逐漸構(gòu)成全國結(jié)合大電網(wǎng)，與此同時，在21世紀將構(gòu)成與周邊國家互聯(lián)的亞洲東部結(jié)合電網(wǎng)。電力系統(tǒng)的功能與作用

■電力系統(tǒng)是由發(fā)﹑輸﹑配﹑用電等設備和相應的輔助設備組成。電力系統(tǒng)的根本義務是平安﹑可靠﹑優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟地消費﹑保送與分配電能，滿足國民經(jīng)濟和人民生活的需求。

■我國電力系統(tǒng)主要由東北華北華中華東川渝西北南方五省等區(qū)域電力網(wǎng)組成，初步規(guī)劃到2021年全國電網(wǎng)互聯(lián)。

■全國電網(wǎng)互聯(lián)優(yōu)越性主要有：

■1﹑能更經(jīng)濟合理的開發(fā)利用各種一次能源，能處理能源資源和負荷分布地域間的不平衡問題。

■2﹑可以錯開用電頂峰和低谷，減少裝機和備用。

■3﹑有利于采用規(guī)范化大型設備，節(jié)省投資和提高經(jīng)濟運轉(zhuǎn)。

■4﹑便于缺點時相互援助，提高運轉(zhuǎn)平安性。

■5﹑便于集中管理，實現(xiàn)經(jīng)濟調(diào)度和電力合理分配。

■發(fā)﹑變﹑輸﹑配﹑用電等設備稱為電力主設備，主要有發(fā)電機﹑變壓器﹑架空線路﹑電纜﹑斷路器﹑母線﹑電動機﹑照明設備等。主設備構(gòu)成的系統(tǒng)稱為主系統(tǒng)，也稱一次系統(tǒng)。用于監(jiān)視﹑維護﹑通訊等各種自動化系統(tǒng)用于保證主系統(tǒng)平安穩(wěn)定正常運轉(zhuǎn)的稱為二次系統(tǒng)。

■為了充分發(fā)揚電力系統(tǒng)功能和作用，應滿足以下要求：

■1﹑滿足用戶需求；2﹑平安性要求；

■3﹑經(jīng)濟性要求；4﹑環(huán)保和生態(tài)要求。電力系統(tǒng)的根本組成■電力網(wǎng)：發(fā)電設備和用電設備之間保送和分配電能的網(wǎng)絡。變壓器＋輸電線路■電力系統(tǒng)：由發(fā)電機﹑升降壓變壓器﹑各種電壓等級的輸電線路和寬廣用戶的用電設備所組成的一致整體。發(fā)電廠＋變電所＋輸電線路＋用戶■動力系統(tǒng)：電力系統(tǒng)加上帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動的動力部分。電力系統(tǒng)＋動力安裝■一個詳細的電力系統(tǒng)由以下的一些根本參量來描畫：■總裝機容量：系統(tǒng)中一切發(fā)電機額定有功功率的總和，以千瓦計。■年發(fā)電量：系統(tǒng)中一切發(fā)電機組全年所發(fā)電能的總和，以千瓦時計?！鲎畲筘摵桑褐冈谝?guī)定的時間內(nèi)電力系統(tǒng)總有功功率負荷的最大值，以千瓦計?！瞿暧秒娏浚航釉谙到y(tǒng)上一切用戶全年所用電能的總和，以千瓦計。■額定頻率：我國規(guī)定交流電力系統(tǒng)的額定頻率為50赫茲。■最高電壓等級：指系統(tǒng)中最高電壓等級的電力線路的額定電壓，以千伏計。電力工業(yè)在國民經(jīng)濟中的位置▲電力工業(yè)的開展程度是反映一個國家經(jīng)濟興隆程度的重要標志。人均用電量是衡量現(xiàn)代生活程度的重要標志?！娏I(yè)是國民經(jīng)濟開展的先行根底行業(yè)。電力系統(tǒng)的電壓等級▲保送功率▲保送間隔▲一致系統(tǒng)中電壓等級不宜過多或過少，極差不宜過大?！娏ο到y(tǒng)的額定電壓能保證電氣設備正常運轉(zhuǎn)，且具有最正確技術目的和經(jīng)濟目的的電壓稱為額定電壓。電力網(wǎng)的分類超高壓電力網(wǎng)電力網(wǎng)區(qū)域電力網(wǎng)地方電力網(wǎng)■超高壓電力網(wǎng)：電壓等級在330～750KV，輸電間隔在300～1000km。■區(qū)域電力網(wǎng)：電壓等級在110～220KV,輸電間隔在50～300km。■地方電力網(wǎng)：電壓等級在33～110KV,輸電間隔在50km以內(nèi)。發(fā)電廠和變電所的類型及特點■發(fā)電廠的根本型式：火電廠﹑水電站、核電站、抽水蓄能電站、風力電站等。▲火電廠§〔煤、石油、天然氣〕熄滅使汽輪機轉(zhuǎn)動?；瘜W能→熱能→機械能→電能§分為：凝汽式發(fā)電廠〔專供發(fā)電廠〕熱電廠〔發(fā)電兼供熱〕§火電廠發(fā)電量占全部發(fā)電量的70％，其中燃煤的約占70％，燃油的約占25％，利用其他能源的電廠約占5％?；痣姀S的特點1、火電廠規(guī)劃靈敏，裝機容量大小可按需求決議。2、火電廠的一次性建造投資少，建造工期短，發(fā)電設備利用小時數(shù)較高。3、火電廠煤耗量大，單位發(fā)電本錢比水電廠高3—4倍。4、動力設備繁多，控制操作復雜。5、大型機組停機到開機并帶滿負荷時間長，附加耗用大量燃料。6、擔負急劇升降負荷時，需求付出附加燃料耗費的代價。7、假設擔任調(diào)峰、調(diào)頻、事故備用，那么相應事故增多，強迫停機率最高，廠用電率增高，故應盡量擔負均勻負荷。8、對空氣、環(huán)境污染大。水電站■將水的勢能和動能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電廠就叫水電站〔廠〕?！龈鞠M過程：從河流較高處或水庫內(nèi)引水，利用水的壓力或流速沖擊水輪機旋轉(zhuǎn)，將水能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，然后由水輪機帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，將機械能轉(zhuǎn)換為電能?！魞?yōu)點：消費過程簡單、污染小、發(fā)電本錢底?！羧毕荩航⑼顿Y大、工期長、受氣候、水文條件影響大，分豐水期和枯水期。■水電站的特點1、可合理利用水能資源。2、發(fā)電本錢低、效率高。3、運轉(zhuǎn)靈敏。4、可存儲和調(diào)理。5、不污染環(huán)境。6、投資較大、工期較長。7、受水文條件制約。8、淹沒土地，生態(tài)環(huán)境受影響。抽水蓄能電站本質(zhì)相當于一個極大容量的交流蓄電安裝，改善系統(tǒng)運轉(zhuǎn)調(diào)度?！炖孟到y(tǒng)低谷負荷〔或豐水期〕時的富余電力抽水到上游水庫存儲；在頂峰負荷〔或枯水期〕時，放水發(fā)電的水電站?！焯罟日{(diào)峰電源?！煸谝曰痣姟⒑穗姙橹鞯南到y(tǒng)中，建立適當比例的抽水蓄能電站可以提高系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的經(jīng)濟性和可靠性。核電站■利用鈾〔或钚〕在反響堆里核裂變?！爝^程：原子能→熱能→〔汽輪機〕機械能→電能〔如：浙江秦山核電站、大亞灣核電站等〕§核電站的特點1、耗費燃料少—如容量為50萬KW的火電廠，需熄滅煤150萬噸/年，而同容量的核電站，只需鈾燃料20噸/年。2、熄滅時不需求空氣助燃。3、容量越大約經(jīng)濟。4、有放射性污染。核電廠與火電廠的區(qū)別1、核電廠與火電廠都是由兩部分組成的，一部分是蒸汽供應系統(tǒng)，另一部分是汽輪發(fā)電機系統(tǒng)。兩種電廠的汽輪發(fā)電機系統(tǒng)根本上是一樣的，不同的是蒸汽供應系統(tǒng)。2、核電廠的蒸汽供應系統(tǒng)是由核燃料在反響堆內(nèi)發(fā)生鏈式裂變反響，放出原子核能產(chǎn)生蒸汽；而火電廠的蒸汽供應系統(tǒng)是由煤或石油在鍋爐內(nèi)熄滅，放出熱能來產(chǎn)生蒸汽。3、核電廠在環(huán)境上優(yōu)于火電廠，這是由于不放處二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物，不會呵斥溫室效應和酸雨，從而維護了人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境。變電所的類型■變電所按照其容量和重要程度可分為：▲樞紐變電所：處于電力系統(tǒng)的中樞位置，銜接電力系統(tǒng)高壓和中壓的幾個部分，聚集電源多，電壓等級較高，如330KV～500KV等，假設樞紐變電所發(fā)生缺點出現(xiàn)全所停電，將導致系統(tǒng)解裂，甚至出現(xiàn)系統(tǒng)解體的災難局面?！虚g變電所：將發(fā)電廠或樞紐變電所與負荷中心聯(lián)絡，普通聚集2～3個電源，起系統(tǒng)交換功率或使長間隔輸電分段的作用，同時還降壓供應所在地域用戶用電。電壓等級多為220KV～330KV，當全所停電時，將引起區(qū)域網(wǎng)絡解裂，影響較大。▲地域變電所：對地域用戶供電，起高壓側(cè)普通為110～220KV。全所停電時，僅使該地域停電?！K端變電所：處于電力網(wǎng)的末端，直接向本地域負荷供電，而不再向其他地域保送電能。高壓側(cè)多為110KV或更低，種類變電所假設全所停電，影響更小，只是用戶遭到損失。發(fā)電廠和變電所的電氣設備■根據(jù)電氣設備的作用不同，可以分為一次設備和二次設備?！淮卧O備：直接與發(fā)輸配電電路相銜接的設備。1、發(fā)電機：產(chǎn)生電能的設備。2、變壓器：改動電壓等級的設備。3、電動機：耗費電能的設備。4、載流導體：傳輸電能的裸導體、電纜等。5、母線：專門用來接受和分配電能的導體。6、電抗器：限制短路電流的設備。7、避雷器：防止過電壓的設備。8、接地安裝：任務接地、維護接地等都與地中的接地安裝相連，以保證電力系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)和保證人身平安。9、斷路器：具有開合電路的公用滅弧安裝，可以開斷或閉合負荷電流和開斷短路電流，故用來作為接通或開斷電路的控制電器。10、隔分開關：沒有滅弧安裝，用來在切斷電路時建立明顯可見的空氣絕緣間隙，將電源與停運設備可靠隔離，以保證檢修平安。隔分開關主要分為母線隔分開關、線路隔分開關、接地開關。11、負荷開關：只能接通和斷開正常的負荷電流，而不能斷開短路電流。12、電壓互感器：用來將高電壓按照一定的比例變?yōu)樾‰妷旱脑O備。13、電流互感器：用來將大電流按照一定的比例變?yōu)樾‰娏鞯脑O備。二次設備■二次設備：對一次設備的任務進展監(jiān)測、維護和控制的設備。1、繼電維護和自動安裝：用于反響缺點和不正常任務形狀的設備。2、電壓表、電流表、電能表：丈量電氣參數(shù)的設備。3、直流電源設備：供應控制、維護用的直流電源。4、操作電器、信號設備以及控制電纜等。電氣主接線■電氣主接線的概念電氣主接線是指發(fā)電廠和變電所中的一次設備按照設計要求銜接而成的電路，而這種設計要求通常是指一次設備按照其功能要求組成接受和分配電能的電路。也稱作一次系統(tǒng)?！鲭姎庵鹘泳€可以分為有母線的主接線和無母線的主接線?！心妇€的主接線§單母線類：單母線不分段、分段、分段帶旁路母線等?！祀p母線類：雙母線不分段、分段、分段帶旁路母線、2/3接線等?！鵁o母線的主接線：橋式接線、角形接線和單元接線等?！鲭姎庵鹘泳€圖§用規(guī)定的圖形和文字符號將發(fā)電機、變壓器、母線、開關電器、輸電線路等有關電氣設備，按照電能流程順序銜接而成的電路圖?！祀姎庵鹘泳€圖有用單相圖和用三相圖兩種表示方式。對電氣主接線的根本要求■一個發(fā)電廠或變電所的主接線方式，主要取決于該發(fā)電廠或變電所的規(guī)模、電壓等級及其在電力系統(tǒng)中的位置，取決于出線回路數(shù)、電氣設備的特點以及負荷的性質(zhì)等?！龅獫M足以下根本要求：§可靠性：各種設備缺點時，停頓供電的時間和影響范圍盡能夠小?！祆`敏性：經(jīng)過切換操作，順應不同的運轉(zhuǎn)方式，如檢修?！旖?jīng)濟性：指投資、能耗、占地和運轉(zhuǎn)費用目的?！旌唵蚊魑?便于操作。§思索可擴建性。倒閘操作的根本要求▲正確運用電器，如斷路器可以接通或斷開電路，隔分開關可以隔離電壓和切換電路〔即兩組隔分開關兩側(cè)電位根本一樣的條件下，對并聯(lián)的來年貴族隔分開關拉合時，僅起電流轉(zhuǎn)移的作用，而未斷開或接通任何電路，故隔分開關觸頭不會產(chǎn)生電弧〕等等。▲保證最大平安性，不影響其他支路正常運轉(zhuǎn)，即使發(fā)生缺點也應該對整個安裝影響最小。▲根據(jù)運轉(zhuǎn)方式和操作要求，應使操作步驟最少?！魏卧O備不允許在無維護形狀下投入運轉(zhuǎn)。▲操作過程中，操作人員行走途徑最短?！归l操作必需嚴厲遵守有關規(guī)程規(guī)定，仔細執(zhí)行操作監(jiān)護制度，準確無誤地填寫操作票，保證電網(wǎng)平安、穩(wěn)定、經(jīng)濟運轉(zhuǎn)。倒閘操作必需按照如下操作順序操作：§線路送電時的操作順序為：先閉合母線隔分開關，再閉合線路隔分開關，最后合上斷路器；§線路停電時的操作順序為：先斷開斷路器，再拉開線路隔分開關，最后拉開母線隔分開關；§起用母線，應先充電檢查，后接入運用的原那么；§隔分開關操作并聯(lián)供電電路原那么：先接通并聯(lián)分支，再拉本分支，遵照等電位操作原那么。電力系統(tǒng)的短路缺點■短路的主要緣由及類型▲短路的主要緣由：§電氣設備載流部分的絕緣損壞；§誤操作；§機械損壞；§雷擊或過電壓擊穿?！搪奉愋汀烊喽搪罚弧靸上喽搪?§單相接地短路■短路的主要危害▲短路電流>正常任務電流，使導線和開關設備大量發(fā)熱，絕緣老化，甚至導體熔化，短路會產(chǎn)生電弧?！搪冯娏鳟a(chǎn)生強大的電動力，可使導體變形，如母線彎曲，絕緣子斷裂；▲使電網(wǎng)電壓U降低，且越接近短路點電壓U越低；▲不對稱短路缺點將會產(chǎn)生零序電流、零序磁通，干擾交通訊號，影響通訊系統(tǒng)的正常任務；▲影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，要采用限流措施。■短路電流計算的目的▲為合理選擇電氣設備提供根據(jù)，以保證設備在系統(tǒng)短路時不被損壞；▲為選擇和整定繼電維護安裝提供根據(jù)。電力系統(tǒng)的短路缺點電力系統(tǒng)繼電維護電力系統(tǒng)繼電維護的作用▲電力系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)中，能夠發(fā)生各種缺點和不正常的運轉(zhuǎn)形狀〔包括過負荷、頻率降低、發(fā)電機忽然甩負荷、電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩等〕。除采取措施消除或減少發(fā)惹事故的能夠性外，缺點一旦發(fā)生，必需自動、迅速而有選擇性的切除缺點元件〔普通要求在非常之幾~百分之幾內(nèi)完成〕。由裝設在每個電氣元件上的繼電維護安裝來完成，同時能反映各種不正常運轉(zhuǎn)形狀，并根據(jù)運轉(zhuǎn)維護的條件，動作于發(fā)信、減負荷或跳開斷路器，防止不用要的動作和由于干擾而引起的誤動作?！^電維護安裝，就是指能反響電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生缺點或不正常運轉(zhuǎn)形狀，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種安裝，它的根本義務是：§自動、迅速而有選擇性地將缺點元件從電力系統(tǒng)中切除，使缺點元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其它無缺點部分迅速恢復運轉(zhuǎn)；§反響電氣元件的不正常運轉(zhuǎn)形狀，并根據(jù)運轉(zhuǎn)維護的條件〔例如有無經(jīng)常值班人員〕，動作于發(fā)出信號、減負荷或