电气工程概论-4章-电力系统20121127.ppt

1,电力系统及其自动化电能的产生、变换、输送、分配、控制的理论，电力系统的规划、运行规律相应的测量、保护、调节、控制系统的理论和技术。,2,一、电力工业在国民经济中的地位,人均用电量是衡量现代生活水平的重要标志。,电力工业的发展水平是反映国家经济发达程度的重要标志。,3,世界人均消费电能（2000年）,4,2003年8月14日北美大停电,电力工业是国民经济发展的先行基础行业。,5,2003年8月28日英国停电,6,我国发生的重大停电事故,湖北1972年7月27日大面积停电事故，造成武汉、黄石、黄冈地区全部停电，经济损失2400余万元华中1982年8月7日电网稳定破坏事故，造成湖北地区大面积停电，武钢、冶钢等重要用户严重受损，部分设备损坏，10小时后恢复正常,7,2004全国电荒,武汉遇7年来最严重电荒110被拉闸红绿灯停电湖北电荒闹得凶，一季度拉闸7199次上半年24个省市拉闸限电严峻形势贯穿全年杭州野生动物园停电百余猛兽伺机要“越狱”浙江义乌4万多工业企业停电10天,8,二、电力系统概述,1882年9月第一个完整的直流电力系统由ThomasEdison在纽约建成并投入使用，电压110V,输送距离1.5km。,1、电力系统、电力网及动力系统,1889年9月第一个单相交流输电系统在美国俄勒冈州（Oregon)投入运行，电压4000V,输送距离21km。,1893年第一个三相交流输电系统在美国南加州投入运行，电压2300V,输送距离12km。,9,电力系统：由发电机、升降压变压器、各种电压等级的输电线路和广大用户的用电设备所组成的统一整体。,电力网：发电设备和用电设备之间输送和分配电能的网络。,动力系统：电力系统加上带动发电机转动的动力部分。,10,11,2.电力网的电压等级及确定原则,确定原则：输送功率输送距离同系统中电压等级不宜过多或过少，级差不宜过大,12,架空输电线路的额定电压与输送功率和输送距离的关系,13,3、电力网和变电所的分类,电力网,超高压电力网,地方电力网,区域电力网,超高压电力网：电压等级在330750kV，输电距离在3001000km。,区域电力网：电压等级在110220kV，输电距离在50300km。,14,变电所,地方电力网：电压等级在35110kV，输电距离在50km以内的中压电力网。,枢纽变电所,中间变电所,终端变电所,枢纽变电站：处于电力系统的中枢地位，连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，并具有多条联络线路。,15,中间变电站：将发电厂或枢纽变电站与负荷中心联系，一般汇集2-3个电源，起系统交换功率或使长距离输电线路分段的作用。,终端变电站：处于电力网的末端，直接向本地负荷供电，而不再向其他地区输送电能。,16,枢纽变电站,中间变电站,终端变电站,17,将一次能源转换为电能的工厂。,三、发电厂,18,19,1.额定电压的定义,额定电压:能保证电气设备正常运行，且具有最佳技术指标和经济指标的电压，称为额定电压。我国公布的额定电压注意：其中3kV及以上的高电压均指三相交流系统的线电压。,四、电力系统的额定电压,20,21,2.电气设备的额定电压,（1）用电设备的额定电压（2）发电机的额定电压（3）变压器的额定电压,22,用电设备的额定电压和电网的额定电压相等国家规定，用户处的电压偏移一般不得超过5,（1）用电设备的额定电压,（2）发电机的额定电压,发电机的额定电压比所连接线路的额定电压高5，用于补偿电网上的电压损失,23,（3）变压器的额定电压,功率流动方向,一次绕组接受电能，相当于用电设备二次绕组输出电能，相当于发电机,24,一次绕组的额定电压降压变压器一次绕组的额定电压与用电设备的相同，等于电网的额定电压升压变压器一次绕组的额定电压与发电机的额定电压相同,25,二次绕组的额定电压升、降压变压器二次绕组的额定电压一般比同级电网的额定电压高10当变压器二次侧输电距离较短，或变压器阻抗较小（小于7）时，二次绕组的额定电压可只比同级电网的额定电压高5,26,五、电力系统运行的基本要求,1、保证供电的安全可靠性,“安全、可靠、优质、经济”,电力用户的分类一类用户：煤矿、大型医院；大型冶炼厂，军事基地；国家重要机关，城市公用照明等,27,2、保证电能质量,二类用户：大型影剧院及商场三类用户：小城镇、小加工厂、农村用电等。,电能质量指标,频率,电压,波形,正弦波的畸变率是指各次谐波有效值平方和的方根值占基波有效值的百分比。,28,我国规定的额定频率值为50Hz，大容量系统允许频率偏差0.2Hz，中小容量系统允许频率偏差0.5Hz；35kV及以上的线路额定电压允许偏差5%；10kV线路额定电压允许偏差7；10kV以上波形畸变率不大于4；380V220V线路波形畸变率不大于5。,29,3、保证电力系统的稳定性,稳定问题是影响大型电力系统运行可靠性的一个重要因素。,4、保证运行人员和电气设备工作的安全,设计合理、维护及时、严格遵守规章制度,5、保证电力系统运行的经济性,规划设计合理、提高系统调度和管理水平,30,六、我国电力现状和发展前景,1.历史及现状2.中国电力工业展望3.电力前沿技术,31,1.历史及现状,1949年，全国装机容量累计只有1850MW，年发电量为4.3109kWh，分别列世界第21位和第25位,新中国成立后，电力工业发展经过的2个阶段：19501978年期间东北、京津唐、华东、华中电网形成了220kV主干网架,32,建成中国第1条330kV刘天关线路，将陕、甘、青电网互联，初步形成了西北电网至1978年底，全国发电装机容量达到5712万kW，年发电量达到2566亿kW.h,1978年后形成了华北、东北、华东、华中、西北、川渝和南方联营等7个跨省区电网以及及5个独立的省级电网除西北电网最高电压等级为330kV外，其它跨省电网和山东电网均以500kV为主网架,33,到2000年3月，全国发电装机容量达到3亿kW，年发电量达到11039亿kW.h，装机容量和发电量跃居世界第2位,34,三峡输变电工程的建成，加上华东、华中、重庆和四川的500kV骨干网架，将形成稳固的三峡电网金沙江下游的巨型电站溪洛渡和向家坝电站及其外送输变电工程建成后，与三峡电网相联，将形成以三峡电站为中心沿长江展开的我国中部电网,35,我国电网网架结构日趋完善中国能源报（2010年08月09日第17版）我国电力工业发展的方针优先开发水电、积极发展火电、稳步发展核电、因地制宜地利用其他可再生能源发电，搞好水电的“西电东送”和火电的“北电南送”建设。,36,2.中国电力工业展望,装机容量成倍增长2020年达到900GW用于发电的能源比重大幅提高发电能源占一次能源消费的比重从目前32%提高到40%加强电源建设继续发展火电大力发展水电加速核电国产化加强新能源的开发力度,37,发电能源结构进一步优化开发清洁发电能源，能源结构多元化,38,加强电网建设，实现全国联网，逐步发展跨国电网加快城网、农网改造引入电力市场，建立科学合理的电价