单元1-电力系统基本知识

1、电气教研室王艳华汽电楼A203,继电保护运行与维护,一、课程的性质、任务,1. 性质：,专业课、核心课,2. 任务：,培养学生阅读电气主接线图、电气设备运行与维护能力。 培养学生的事业心和责任感； 培养学生严谨的科学精神、环境保护意识和安全意识； 培养学生的团队精神。,第三学期开课，66学时，4学分。 主要基础课程：高等数学、电工技术、电机拖动技术等。 后续课程：变电站运行与维护、继电保护运行与维护、高电压技术、毕业实践等。,二、在课程体系中的地位和作用,Page 5,三、考试考核方法,期末考试60%,出勤 态度 10%,提问作业测验等成绩30%,四、教材,电气设备及

2、运行维护（刘增良） 工业企业供电（王艳华）,五、授课方法和手段,1）多媒体教学,2）直观教学：如利用录像、幻灯、实物、参观等。,3）与实践训练环节有机结合：加强学生对课堂内容的理解和巩固，并培养学生的动手能力和协作能力。,电力系统中性点的运行方式,2,电弧与电气触头的基本知识,3,教学单元,高压电气设备的选择,7,配电装置,8,教学单元, 电力工业发展概况 发电厂和变电站的类型 电力系统的基本概念 发电厂和变电站电气设备概述,一、电的概念及特点,1.概念：电是一种能量，二次能源。,电能 光能：电灯,电能 热能：电炉、电热器,电能 机械能：电动机,2.特点：（1）电能 其他形式的能量,单元1 电

3、力系统基本知识,（2）电能可以远距离传输,交流输电：目前应用最广泛的传输方式,直流输电：经济性好，但技术要求高,单元1 电力系统基本知识,（3）电能易实现自动化,能有效地提高产品质量和经济效益,（4）不能大量贮存,电能的生产、输送、消费同时进行,（5）过渡过程极短,设备的投入、退出在瞬间完成,电能传输速度为千分之几至百万分之几秒,运行方式改变时，过渡过程极短,单元1 电力系统基本知识,电力工业的发展水平是衡量一个国家综合国力和现代化水平的重要标志,单元1 电力系统基本知识,二、电力工业发展概况,1831年：（英）法拉第发现电磁感应定律 1882年： 高压输电出现 法国人德普勒将水电厂发出的电输

4、 送至57km的慕尼黑，并驱动水泵 电压：1.52kV P=2kW 第一个电力系统,1.世界电力工业的发展概况,单元1 电力系统基本知识,单元1 电力系统基本知识,1885年：在制成变压器的基础上，出现单 相交流输电,1891年：出现三相交流输电,目前：交流输电最高电压：1000kV 最大系统容量：20000万kW 直流输电最高电压：800kV（云南-广东）,电力系统发展方向： 大容量 超高压 远距离,单元1 电力系统基本知识,1882年：立德尔（英）上海首个电厂、15盏灯,2.我国电力发展概况,1949年：全国总装机容量185万kW、25位 仅东北有两个电力系统,1980年：总装机6050万

5、kW，第8,1998年：总装机2.77亿kW，第2,2006年：总装机6.24亿kW，第2（连续12年）,2009年7月：突破8亿kW， 第1,人均？,单元1 电力系统基本知识,最大的火电厂：国电北仑电厂（宁波） 500万kW、7台燃气轮机组、275亿度/年,我国之最,最大的水电厂：三峡水电站 2250万kW、1000亿度/年,单元1 电力系统基本知识,单元1 电力系统基本知识,三、我国电力工业存在的问题,1998年：人均装机0.22kW、发电927kWh 世界平均水平的1/3 发达国家的1/61/10 2020年：人均装机0.6kW 相当于美国50年代、英国60年代、 法国70年代、西班牙8

6、0年代水平,单元1 电力系统基本知识,四、我国电力工业展望,未来发电、输电、配电的特征： 高效洁净的发电系统 高度可靠的输配电系统 对环境友好的输配电系统 提供可靠、优质、个性化服务的配电系统 灵活开放的输配电系统,单元1 电力系统基本知识,（1）火电厂 将燃料（ 煤、石油、天然气等）化学能变为电能 化学能 热能机械能电能,一、发电厂（power plant）,生产电能 的工厂,单元1 电力系统基本知识,张家口发电厂汽轮机房,凝汽式火电厂生产工程示意图,火电厂的系统构成,1）汽水系统：由锅炉、汽轮机、凝汽器、水泵、加热器及其管路组成 2）燃料、燃烧系统：输煤系统、制粉系统、烟风系统和除灰除尘系

7、统 3）其它辅助热力系统 4）电气系统,电厂基本汽水系统流程（朗肯循环）：给水锅炉过热蒸汽汽轮机凝汽器给水泵给水送入锅炉。,单元1 电力系统基本知识,把水的位能转换成电能 水能 机械能 电能,（2）水电厂,堤坝式水电厂、引水式水电厂、抽水蓄能式水电厂,单元1 电力系统基本知识,优点：过程简单、污染小、发电成本低； 可以调节电力系统经济运行方式； 水资源可以发电、航运、灌溉、 防洪、水产等。,缺点：投资大、工期长、受气候及水文 条件影响大，分丰水期和枯水期。,单元1 电力系统基本知识,长江三峡水利枢纽模型,（3）核 电 站,利用铀(或钚）在反应堆核裂变 热能（汽轮机）机械能 电能 如：浙江秦山核

8、电站（290万kW） 大亚湾核电站 （2X98.4万kW） 特点： a.消耗燃料少-如容量为50万kW的火电厂，需燃烧煤150万吨/年;而同容量的核电站，需铀燃料20吨/年。 b.燃烧时不需要空气助燃 c.容量越大越经济 d.有放射性污染,单元1 电力系统基本知识,秦山核电站,日 本 核 电 站,（4）潮 汐 电 站,潮汐能是地球在自转过程中，海水受月流重力牵引产生的。还有小部分潮汐是受太阳引力牵引形成的。海水涨落的周期为12小时25分钟，同时在海底造成三角流。 世界最大的潮汐发电站：法国北部LaRance河， PN=240MW 世界最高的潮汐发电站：加拿大Fundy，高达39英 尺、PN=2

9、0MW 世界首座海底潮汐发电站：挪威北部Kvalsund PN=300KW，（无生态污染，无噪音、不占地）投资1亿美元。,单元1 电力系统基本知识,（5）太阳能发电厂,（6）风力发电场,风电行业制造业企业,风电场运营集团公司,中国华电集团公司 中国华能集团公司 中国国电集团公司 中国电力投资集团公司 中国大唐集团公司,水平轴风机,WTS-3 Maglarp (3000 kW, D=78m, 1982, Sweden),Monopterus (640 kW, D = 56 m, Germany, Jade 1989),水平轴风机,GE 3.6 3600kW,NORDEX N80 2500kW,垂

10、直轴风机,按升降压 分为,降压变电所,升压变电所,按地位 分为,枢纽变电所：3301000kV,中间变电所：220330kV,终端变电所：35110kV,地区变电所：110220kV,二、变电站（substation）,对电能的电压电流进行变换、集中和分配的场所,单元1 电力系统基本知识,枢纽变电所：位于电力系统的枢纽点，一般为3301000kV。一旦停电，将造成大范围停电，引起系统解列，甚至整个系统瘫痪。因此，对电力系统运行的稳定和可靠性起着重要作用。,中间变电所：一般为220330kV，高压侧起交换功率的作用，或使长距离输电线路分段，同时降压对一个区域供电。全所停电后，将引起区域电网的解列

11、。,单元1 电力系统基本知识,地区变电所：一般为110220kV，主要向一个地区用户供电，是一个地区或一个中小城市的主要变电所，一旦停电，将造成该地区或城市供电的紊乱，甚至中断供电。,终端变电所：位于配电线路的末端，接近负荷，电压等级一般为35110kV，经降压后直接向用户供电。降压后的电压一般为10kV和0.4kV，分别向不同的用户供电。,单元1 电力系统基本知识,500kV北郊变电站,北京城北500kV变电站,作业 设备P8/1.,电力系统 = 发电厂 + 变电站 + 输电线路 + 用户 动力系统 = 电力系统 + 动力装置 电力网 = 变电站 + 输电线路,单元1 电力系统基本知识,电力

12、系统与电力网示意图,back,学习内容1 电力系统基本知识,绪论,企业变电所,单元1 电力系统基本知识,一次设备 直接生产、输送、分配和使用电能的设备,二次设备 对一次设备和系统的运行状况进行测量、控制、保护和监察的设备,单元1 电力系统基本知识,生产和转换设备：G、T等,开关设备：QF、QS、QL、FU等,载流导体：母线、架空线路、电缆线路等,互感器：TA、TV等,保护电器：电抗器、避雷器等,接地装置：接地体、接地网等,重点,单元1 电力系统基本知识,500KV组合电器,220kV电气设备,500kV线路塔架,测量表计：电压表、电流表、功率表、电能 表、频率表等,继电保护：继电器,自动装置：

13、自动重合闸、备自投等,直流设备：直流发电机、蓄电池组、硅整流 装置等,单元1 电力系统基本知识,1.额定电压（V、kV） 根据经济发展的需要、技术经济的合理性、制造能力和产品系列性等各种因素所规定的电气设备的标准电压等级。,额定电压-衡量设备的绝缘能力。,如抽油机：660V、1140V、2000V等,单元1 电力系统基本知识,3）第三类额定电压：1000V。用于电力系统中的发电机、变压器、输配电设备和用电设备。 见下表,2）第二类额定电压：1001000V。应用最广、数量最多，如动力、照明、家用电器和控制设备等。 见表1-2,1）第一类额定电压：100V。用于安全照明、蓄电池及开关设备的直流操作电压。 直流：6、12、24、48V 交流：单相12、36V 三相36V,单元1 电力系统基本知识,单元1 电力系统基本知识,额定电压的确定:,线路压降最大10%,单元1 电力系统基本知识,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：,一次侧：,与发电机直接相连的：,降压变：,二次侧：,10kV及以下：,单元1 电力系统基本知识,2.额定电流（A、kA）,指在规定的周围环