电能“发、输、变、配、用”五环节简介

1、电能电能 “发、输、变、配、用发、输、变、配、用” 五环节简介五环节简介 简介简介1 发电发电2 输电输电3 变电变电4 配电配电5 用电用电6 目录目录 一一简介简介 电能从产生到消费主要经过以下五个环节： 发电发电输电输电 变电变电 用电用电 配电配电 n发电 电能产生的最初环节 n输电 将电能传输向远方的环节 n变电 将电能电压等价调高或降低的环节 n配电 将电能分配给用户的环节 n用电 消费电能的环节 简介简介1 发电发电2 输电输电3 变电变电4 配电配电5 用电用电6 1.发电概述 发电是指利用发电动力装置将水能、石化燃料（煤、油、 天然气）的热能、核能以及太阳能、风能、地热能、海

2、洋能等 转换为电能的生产过程称为发电。用以供应国民经济各部门与 人民生活之需。 2.发电类型 发电动力装置按能源的种类分为火电动力装量、水电动力 装置、核电动力装置及其他能源发电动力装置。 2.1 火电 利用煤、石油和天然气等化石燃料所含能量发电的方式统称 为火力发电。按发电方式，火力发电分为燃煤汽轮机发电、燃油 汽轮机发电、燃气-蒸汽联合循环发电和内燃机发电。 火力发电是现在电力发展的主力 军，在现在提出和谐社会，循环经济 的环境中，我们在提高火电技术的方 向上要着重考虑电力对环境的影响， 对不可再生能源的影响，虽然现在在 中国已有部分核电机组，但火电仍占 领电力的大部分市场。 2.2 水电

3、 水电是将水能转换为电能的综合工程设施 。一般包括由挡水、泄水 建筑物形成的水库和水电站引水系统、发电厂房、机电设备等。水库的高 水位水经引水系统流入厂房推动水轮发电机组发出电能，再经升压变压器、 开关站和输电线路输入电网。 截至2007年，中国水电总装机容 量已达到1.45亿千瓦，水电能源开 发利用率从改革开放前的不足10%提 高到25%。水电事业的快速发展为国 民经济和社会发展作出了重要的贡 献，同时还带动了中国电力装备制 造业的繁荣。三峡机组全部国产化， 迈出了自主研发和创新的可喜一步。 2.3 风电 风电是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度 提升，来促使发电机发电。依据

4、目前的风车技术，大约是每秒三公里 的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。 风力发电是新能源领域中 技术最成熟、最具规模、开发 商业化发展前景的发电方式之 一。发展风电对于保障能源安 全，调整能源结构，减轻环境 污染，实现可持续发展等都具 有非常重要的意义。 2.4 核电 核电站是利用原子核内部蕴藏的能量产生电能的新型发 电站核电 站大体可分为两部分：一部分是利用核能生产蒸 汽的核岛、包括反应 堆装置和一回路系统；另一部分是利用蒸汽发电的常规岛，包括汽轮 发电机系统。 我国的核工业已也已有40多年发展历 史，建立了从地质勘察、采矿到元件加工、 后处理等相当完整的核燃料循环体系，已 建成多种类

5、型的核反应堆并有多年的安全 管理和运行经验，拥有一支专业齐全、技 术过硬的队伍。核电站的建设和运行是一 项复杂的技术。我国目前已经能够设计、 建造和运行自己的核电站。 2.5 其他能源发电 除了上述的4种发电类型外，还存在其他的 能源发电： 生物质能发电生物质能发电：人类利用能够产生强生物电的生物，并收集、转化 利用其产生的生物电的一种发电方式。 潮汐能发电潮汐能发电：利用海水潮涨和潮落形成的水的势能进行发电。 太阳能热发电太阳能热发电：利用汇聚的太阳光，把水烧至沸腾变为水蒸气，然 后用来发电。 3. 各种发电的优缺点 火电火电 火电需要燃烧煤、石油等化石燃料。一 方面化石燃料蕴藏量有限、越烧

6、越少，正面 临着枯竭的危险。据估计，全世界石油资源 再有30年便将枯竭。另一方面燃烧燃料将排 出二氧化碳和硫的氧化物，因此会导致温室 效应和酸雨，恶化地球环境。 水电水电 水电要淹没大量土地，有可能导致生态 环境破坏，而且大型水库一旦塌崩，后果将 不堪设想。另外，一个国家的水力资源也是 有限的，而且还要受季节的影响 核电核电 核电在正常情况下固然是干净的，但万 一发生核泄漏，后果同样是可怕的。前苏联 切尔诺贝利核电站事故，已使900万人受到 了不同程度的损害，而且这一影响并未终止。 火电火电 只需要有燃料就可以发电，因此 不受气候和环境因素的影响，而 且发电功率比较大，技术成熟 水电水电 水电

7、是将水的势能转变成电能的 过程，故绿色环保，节约一次能 源 核电核电 通过核反应堆将原子裂变的能量 转变成电能，污染小，能量转换 率高，受环境影响小 优优 点点 缺缺 点点 简介简介1 发电发电2 输电输电3 变电变电4 配电配电5 用电用电6 1.输电概述输电概述 输电即电能的传输。它和变电、配电、用电一起，构成电力系统的 整体功能。通过输电，把相距甚远的（可达数千千米）发电厂和负荷中 心联系起来，使电能的开发和利用超越地域的限制。和其他能源的传输 （如输煤、输油等）相比，输电的损耗小、效益高、灵活方便、易于调损耗小、效益高、灵活方便、易于调 控、环境污染少控、环境污染少；输电还可以将不同地

8、点的发电厂连接起来，实行峰谷 调节。输电是电能利用优越性的重要体现，在现代化社会中，它是重要 的能源动脉。 输电线路相对于变电设备而言较为简单，构成也较为单一。按 照设备状态检修规定，输电线路主要划分为7个单位+1个环境， 7个单元分别是杆塔、导地线、绝缘子、金具、杆塔基础、接 地装置、附属设施，一个环境是指通道环境。 2. 输电线路设备构成输电线路设备构成 3.输电种类输电种类 按照输送电流的性质，输电分为交流输电交流输电和直流输电直流输电。 19世纪80年代首先成功地实现了直流输电。但由于直流输电的电压 在当时技术条件下难于继续提高，以致输电能力和效益受到限制。19世 纪末，直流输电逐步为

9、交流输电所代替。交流输电的成功，迎来了20世 纪电气化社会的新时代。目前广泛应用三相交流输电，频率为50赫（或 60赫）。20世纪60年代以来直流输电又有新发展，与交流输电相配合， 组成交直流混合的电力系统。 4. 输电电压等级 输电电压的高低是输电技术发展水平的主要标志。我国输电线路 的主要电压等级有： 0.4千伏 10千伏 20千伏 60千伏 110千伏 220千伏 330千伏 500千伏 750千伏 1000千伏 1000千伏 800千伏 660千伏 500千伏 400千伏 一般地说，输送电能容量越大，线路采用的电压等级就越高。 采用超高压输电，可有效的减少线损减少线损，降低线路单位造价

10、降低线路单位造价，少占少占 耕地，使线路走廊得到充分利用耕地，使线路走廊得到充分利用。 减小输电线路上的电能损耗及线路阻抗压降原因： 根据上述公式，在功率不变的前提下，增大电压可以减小电流， 从而减小输电线路的热损耗。 简介简介1 发电发电2 输电输电3 变电变电4 配电配电5 用电用电6 1.变电概述变电概述 变电即为电力系统中，通过一定设备将电压由低等级转变为高等级 （升压）或由高等级转变为低等级（降压）的过程。电力系统中发电机 的额定电压一般为（1520）千伏以下。常用的输电电压等级有765千 伏、500千伏、220110千伏、3560千伏等；配电电压等级有3560 千伏、3 10千伏等

11、；用电部门的用电器具有额定电压为 315 千伏的 高压用电设备和110 伏、220伏、380伏等低压用电设备。想要把各不同 电压等级部分联接起来形成一个整体，就需要通过变电。 2.变电分类变电分类 变压分为升压和降压两种； u升压升压 电力系统中，发电厂将天然的一次能源转变成电能， 向远方的电力用户送电，为了减小输电线路上的电 能损耗及线路阻抗压降，需要将电压升高； u降压降压 为了满足电力用户安全的需要，又要将电压降低， 并分配给各个用户。 3. 3. 变压器件及原理变压器件及原理 实现变电的主要元器 件为变压器。其的主要原 理是电磁感应原理。当变 压器一次侧施加交流电压 U1，流过一次绕组

12、的电流 为I1,则该电流在铁芯中 会产生交变磁通，使一次 绕组和二次绕组发生电磁 联系，根据电磁感应原理， 交变磁通穿过这两个绕组就 会感应出电动势，其大小与 绕组匝数以及主磁通的最大 值成正比，绕组匝数多的一 侧电压高，绕组匝数少的一 侧电压低，当变压器二次侧 开路，即变压器空载时，一 二次端电压与一二次绕组匝 数成正比，变压器起到变换 电压的目的。 14 2 23 UUUUR I F 用 线 r I1 I3I4 n1n2n3n4 P1P2 P3P4 升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器 32 4 3 4 3 2 1 2 1 ,UUU n n U U n n U U r 32 3 4 4

13、 3 1 2 2 1 ,III n n I I n n I I r 电压之间的关系是： 功率之间的关系是： 电流之间的关系是： P1=P2，P3=P4，P2=Pr+P3 4. 变电场所变电站 变电站就是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分 配的场所，它是联系发电厂和电力用户的中间环节，同时通过变电站 将各电压等级的电网联系起来。为保证电能的质量以及设备的安全， 在变电站中还需进行电压调整、潮流（电力系统中各节点和支路中的 电压、电流和功率的流向及分布）控制以及输配电线路和主要电工设 备的保护。 简介简介1 发电发电2 输电输电3 变电变电4 配电配电5 用电用电6 1. 配电概述 配

14、电是指在电力网中起电能分配作用的网络。通常是指电力系统 中二次降压变压器低压侧直接或降压后用户供电的网络，它是电力系 统中直接与用户相连并向用户分配电能的环节。 2. 配网组成 配电系统由配电变电所（通常是将电网的输电电压降为配电电 压）、高压配电线路（即1千伏以上电压）、配电变压器、低压配电 线路（1千伏以下电压）以及相应的控制保护设备组成。 3. 配网分类 配电按电压一般分为高压配电、中压配电和低压配电： 高压配电电压高压配电电压：35KV、63KV，又称地方电力网； 中压配电电压中压配电电压：10kv； 低压配电电压低压配电电压：380220v 配电按供电区域分为城市配电网、农村配电网、

15、工厂配电网： 城市配电网城市配电网：提供城市居民工作生活，负荷相对集中 农村配电网农村配电网：提供农业生产和农村正常生活用电，供电半径大 工厂配电网工厂配电网：提供工业基地生产所需的电能，负荷较大 配电按供电方式分为交流供电方式和直流供电方式： 交流供电方式： u三相三线制：分为三角形接线（用于高压配电 ，三相220伏电动机 u 和照明）和星形接线（用于高压配电 、三相380伏电动机）。 u三相四线制：用于380220伏低压动力与照明混合配电 。 u三相二线一地制：多用于农村配电。 u三相单线制：常用于电气铁路牵引供电。 u单相二线制：主要供应居民用电。 直流供电方式： u二线制：用于城市无轨

16、电车、地铁机车、矿山牵引机车等的供电。 u三线制：供应发电厂、变电所、配电所自用电和二次设备用电，电 u 解和电镀用电。 4. 配网的主要指标 配网主要有以下四个指标： 供电可靠性供电可靠性：供电可靠性是指针对用户连续供电的可靠程度。 网损率网损率：网损率可定义为电力网的电能损耗量与总供电量的比，通 常用百分值表示。 电压波动和电压闪变电压波动和电压闪变：电压波动是指电网电压的快速变动或电压包 络先的周期性变动。电压闪变是指人眼对灯闪的主观感觉，引起灯 闪变波动电压，称为闪变电压。 电压合格率电压合格率：电压合格率是指电力系统某点电压在统计时间内电压 合格的时间占总时间的百分比。 5. 配网的

17、发展 高中压配电网架向网格状发展： u闭环运行 u继电保护配置大的变化 u网架的交流方案和轻型直流方案 u交流网架的超导化 u潮流控制器大量应用 6. 配电作用 配电网的主要作用为以下两点： l配电网的主要功能是从输电网接受电能，并逐级分配或就地消费，即将 高压电能降低至方便运行又适合用户需要的各种电压，组成多层次的配 电网，向各种用户供电 。 l10kv及以下配电线路为用户供电，担负着输送和分配电能的任务 。 简介简介1 发电发电2 输电输电3 变电变电4 配电配电5 用电用电6 1.用电概述用电概述 用电即通过电器具消耗电能的过程，是电力环节的最后节点。 日常生活中到处都是用电环节：日光灯、