單元1-電力系統(tǒng)基本知識

1、電氣教研室王艷華汽電樓A203,繼電保護運行與維護,一、課程的性質、任務,1. 性質：,專業(yè)課、核心課,2. 任務：,培養(yǎng)學生閱讀電氣主接線圖、電氣設備運行與維護能力。 培養(yǎng)學生的事業(yè)心和責任感； 培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W精神、環(huán)境保護意識和安全意識； 培養(yǎng)學生的團隊精神。,第三學期開課，66學時，4學分。 主要基礎課程：高等數(shù)學、電工技術、電機拖動技術等。 后續(xù)課程：變電站運行與維護、繼電保護運行與維護、高電壓技術、畢業(yè)實踐等。,二、在課程體系中的地位和作用,Page 5,三、考試考核方法,期末考試60%,出勤 態(tài)度 10%,提問作業(yè)測驗等成績30%,四、教材,電氣設備及

2、運行維護（劉增良） 工業(yè)企業(yè)供電（王艷華）,五、授課方法和手段,1）多媒體教學,2）直觀教學：如利用錄像、幻燈、實物、參觀等。,3）與實踐訓練環(huán)節(jié)有機結合：加強學生對課堂內容的理解和鞏固，并培養(yǎng)學生的動手能力和協(xié)作能力。,電力系統(tǒng)中性點的運行方式,2,電弧與電氣觸頭的基本知識,3,教學單元,高壓電氣設備的選擇,7,配電裝置,8,教學單元, 電力工業(yè)發(fā)展概況 發(fā)電廠和變電站的類型 電力系統(tǒng)的基本概念 發(fā)電廠和變電站電氣設備概述,一、電的概念及特點,1.概念：電是一種能量，二次能源。,電能 光能：電燈,電能 熱能：電爐、電熱器,電能 機械能：電動機,2.特點：（1）電能 其他形式的能量,單元1 電

3、力系統(tǒng)基本知識,（2）電能可以遠距離傳輸,交流輸電：目前應用最廣泛的傳輸方式,直流輸電：經(jīng)濟性好，但技術要求高,單元1 電力系統(tǒng)基本知識,（3）電能易實現(xiàn)自動化,能有效地提高產(chǎn)品質量和經(jīng)濟效益,（4）不能大量貯存,電能的生產(chǎn)、輸送、消費同時進行,（5）過渡過程極短,設備的投入、退出在瞬間完成,電能傳輸速度為千分之幾至百萬分之幾秒,運行方式改變時，過渡過程極短,單元1 電力系統(tǒng)基本知識,電力工業(yè)的發(fā)展水平是衡量一個國家綜合國力和現(xiàn)代化水平的重要標志,單元1 電力系統(tǒng)基本知識,二、電力工業(yè)發(fā)展概況,1831年：（英）法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應定律 1882年： 高壓輸電出現(xiàn) 法國人德普勒將水電廠發(fā)出的電輸

4、 送至57km的慕尼黑，并驅動水泵 電壓：1.52kV P=2kW 第一個電力系統(tǒng),1.世界電力工業(yè)的發(fā)展概況,單元1 電力系統(tǒng)基本知識,單元1 電力系統(tǒng)基本知識,1885年：在制成變壓器的基礎上，出現(xiàn)單 相交流輸電,1891年：出現(xiàn)三相交流輸電,目前：交流輸電最高電壓：1000kV 最大系統(tǒng)容量：20000萬kW 直流輸電最高電壓：800kV（云南-廣東）,電力系統(tǒng)發(fā)展方向： 大容量 超高壓 遠距離,單元1 電力系統(tǒng)基本知識,1882年：立德爾（英）上海首個電廠、15盞燈,2.我國電力發(fā)展概況,1949年：全國總裝機容量185萬kW、25位 僅東北有兩個電力系統(tǒng),1980年：總裝機6050萬

5、kW，第8,1998年：總裝機2.77億kW，第2,2006年：總裝機6.24億kW，第2（連續(xù)12年）,2009年7月：突破8億kW， 第1,人均？,單元1 電力系統(tǒng)基本知識,最大的火電廠：國電北侖電廠（寧波） 500萬kW、7臺燃氣輪機組、275億度/年,我國之最,最大的水電廠：三峽水電站 2250萬kW、1000億度/年,單元1 電力系統(tǒng)基本知識,單元1 電力系統(tǒng)基本知識,三、我國電力工業(yè)存在的問題,1998年：人均裝機0.22kW、發(fā)電927kWh 世界平均水平的1/3 發(fā)達國家的1/61/10 2020年：人均裝機0.6kW 相當于美國50年代、英國60年代、 法國70年代、西班牙8

6、0年代水平,單元1 電力系統(tǒng)基本知識,四、我國電力工業(yè)展望,未來發(fā)電、輸電、配電的特征： 高效潔凈的發(fā)電系統(tǒng) 高度可靠的輸配電系統(tǒng) 對環(huán)境友好的輸配電系統(tǒng) 提供可靠、優(yōu)質、個性化服務的配電系統(tǒng) 靈活開放的輸配電系統(tǒng),單元1 電力系統(tǒng)基本知識,（1）火電廠 將燃料（ 煤、石油、天然氣等）化學能變?yōu)殡娔?化學能 熱能機械能電能,一、發(fā)電廠（power plant）,生產(chǎn)電能 的工廠,單元1 電力系統(tǒng)基本知識,張家口發(fā)電廠汽輪機房,凝汽式火電廠生產(chǎn)工程示意圖,火電廠的系統(tǒng)構成,1）汽水系統(tǒng)：由鍋爐、汽輪機、凝汽器、水泵、加熱器及其管路組成 2）燃料、燃燒系統(tǒng)：輸煤系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)、煙風系統(tǒng)和除灰除塵系

7、統(tǒng) 3）其它輔助熱力系統(tǒng) 4）電氣系統(tǒng),電廠基本汽水系統(tǒng)流程（朗肯循環(huán)）：給水鍋爐過熱蒸汽汽輪機凝汽器給水泵給水送入鍋爐。,單元1 電力系統(tǒng)基本知識,把水的位能轉換成電能 水能 機械能 電能,（2）水電廠,堤壩式水電廠、引水式水電廠、抽水蓄能式水電廠,單元1 電力系統(tǒng)基本知識,優(yōu)點：過程簡單、污染小、發(fā)電成本低； 可以調節(jié)電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行方式； 水資源可以發(fā)電、航運、灌溉、 防洪、水產(chǎn)等。,缺點：投資大、工期長、受氣候及水文 條件影響大，分豐水期和枯水期。,單元1 電力系統(tǒng)基本知識,長江三峽水利樞紐模型,（3）核 電 站,利用鈾(或钚）在反應堆核裂變 熱能（汽輪機）機械能 電能 如：浙江秦山核

8、電站（290萬kW） 大亞灣核電站 （2X98.4萬kW） 特點： a.消耗燃料少-如容量為50萬kW的火電廠，需燃燒煤150萬噸/年;而同容量的核電站，需鈾燃料20噸/年。 b.燃燒時不需要空氣助燃 c.容量越大越經(jīng)濟 d.有放射性污染,單元1 電力系統(tǒng)基本知識,秦山核電站,日 本 核 電 站,（4）潮 汐 電 站,潮汐能是地球在自轉過程中，海水受月流重力牽引產(chǎn)生的。還有小部分潮汐是受太陽引力牽引形成的。海水漲落的周期為12小時25分鐘，同時在海底造成三角流。 世界最大的潮汐發(fā)電站：法國北部LaRance河， PN=240MW 世界最高的潮汐發(fā)電站：加拿大Fundy，高達39英 尺、PN=2

9、0MW 世界首座海底潮汐發(fā)電站：挪威北部Kvalsund PN=300KW，（無生態(tài)污染，無噪音、不占地）投資1億美元。,單元1 電力系統(tǒng)基本知識,（5）太陽能發(fā)電廠,（6）風力發(fā)電場,風電行業(yè)制造業(yè)企業(yè),風電場運營集團公司,中國華電集團公司 中國華能集團公司 中國國電集團公司 中國電力投資集團公司 中國大唐集團公司,水平軸風機,WTS-3 Maglarp (3000 kW, D=78m, 1982, Sweden),Monopterus (640 kW, D = 56 m, Germany, Jade 1989),水平軸風機,GE 3.6 3600kW,NORDEX N80 2500kW,垂

10、直軸風機,按升降壓 分為,降壓變電所,升壓變電所,按地位 分為,樞紐變電所：3301000kV,中間變電所：220330kV,終端變電所：35110kV,地區(qū)變電所：110220kV,二、變電站（substation）,對電能的電壓電流進行變換、集中和分配的場所,單元1 電力系統(tǒng)基本知識,樞紐變電所：位于電力系統(tǒng)的樞紐點，一般為3301000kV。一旦停電，將造成大范圍停電，引起系統(tǒng)解列，甚至整個系統(tǒng)癱瘓。因此，對電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定和可靠性起著重要作用。,中間變電所：一般為220330kV，高壓側起交換功率的作用，或使長距離輸電線路分段，同時降壓對一個區(qū)域供電。全所停電后，將引起區(qū)域電網(wǎng)的解列

11、。,單元1 電力系統(tǒng)基本知識,地區(qū)變電所：一般為110220kV，主要向一個地區(qū)用戶供電，是一個地區(qū)或一個中小城市的主要變電所，一旦停電，將造成該地區(qū)或城市供電的紊亂，甚至中斷供電。,終端變電所：位于配電線路的末端，接近負荷，電壓等級一般為35110kV，經(jīng)降壓后直接向用戶供電。降壓后的電壓一般為10kV和0.4kV，分別向不同的用戶供電。,單元1 電力系統(tǒng)基本知識,500kV北郊變電站,北京城北500kV變電站,作業(yè) 設備P8/1.,電力系統(tǒng) = 發(fā)電廠 + 變電站 + 輸電線路 + 用戶 動力系統(tǒng) = 電力系統(tǒng) + 動力裝置 電力網(wǎng) = 變電站 + 輸電線路,單元1 電力系統(tǒng)基本知識,電力

12、系統(tǒng)與電力網(wǎng)示意圖,back,學習內容1 電力系統(tǒng)基本知識,緒論,企業(yè)變電所,單元1 電力系統(tǒng)基本知識,一次設備 直接生產(chǎn)、輸送、分配和使用電能的設備,二次設備 對一次設備和系統(tǒng)的運行狀況進行測量、控制、保護和監(jiān)察的設備,單元1 電力系統(tǒng)基本知識,生產(chǎn)和轉換設備：G、T等,開關設備：QF、QS、QL、FU等,載流導體：母線、架空線路、電纜線路等,互感器：TA、TV等,保護電器：電抗器、避雷器等,接地裝置：接地體、接地網(wǎng)等,重點,單元1 電力系統(tǒng)基本知識,500KV組合電器,220kV電氣設備,500kV線路塔架,測量表計：電壓表、電流表、功率表、電能 表、頻率表等,繼電保護：繼電器,自動裝置：

13、自動重合閘、備自投等,直流設備：直流發(fā)電機、蓄電池組、硅整流 裝置等,單元1 電力系統(tǒng)基本知識,1.額定電壓（V、kV） 根據(jù)經(jīng)濟發(fā)展的需要、技術經(jīng)濟的合理性、制造能力和產(chǎn)品系列性等各種因素所規(guī)定的電氣設備的標準電壓等級。,額定電壓-衡量設備的絕緣能力。,如抽油機：660V、1140V、2000V等,單元1 電力系統(tǒng)基本知識,3）第三類額定電壓：1000V。用于電力系統(tǒng)中的發(fā)電機、變壓器、輸配電設備和用電設備。 見下表,2）第二類額定電壓：1001000V。應用最廣、數(shù)量最多，如動力、照明、家用電器和控制設備等。 見表1-2,1）第一類額定電壓：100V。用于安全照明、蓄電池及開關設備的直流操作電壓。 直流：6、12、24、48V 交流：單相12、36V 三相36V,單元1 電力系統(tǒng)基本知識,單元1 電力系統(tǒng)基本知識,額定電壓的確定:,線路壓降最大10%,單元1 電力系統(tǒng)基本知識,1）用電設備的額定電壓：,2）發(fā)電機的額定電壓：,3）變壓器的額定電壓：,一次側：,與發(fā)電機直接相連的：,降壓變：,二次側：,10kV及以下：,單元1 電力系統(tǒng)基本知識,2.額定電流（A、kA）,指在規(guī)定的周圍環(huán)