电气设备-开篇绪论汇编

1、电气设备共七十七页看图说话(shu hu)共七十七页 1、我国电力工业发展简史2、发电厂、变电站简介(jin ji) 3、电力系统组成 4、电气设备主要参数第一章 发电厂、变电站概述(i sh)共七十七页第一节 我国电力工业(din l n y)发展简史电能是工业农业、国防、交通等国民经济的动力，是现代生活(shnghu)中不可缺少的一种能源。电力工业的发展水平是国民经济发达程度的重要标志之一。一次能源：由自然界演化生成的动力资源（煤炭、石油、天然气、水利、太阳能、风能、核能等）。二次能源：由一次能源转换而成的能源（如电能、热能等）。共七十七页第一节 我国电力工业(din l n y)发展简史

2、1882年我国第一台发电机发电1912年我国第一个水利发电厂建成1949年后我国电力(dinl)快速发展1995年我国电力位居世界第三2006年我国电力位居世界第二共七十七页第一节 我国电力工业(din l n y)发展简史我国电力系统输电电压(diny)等级： 西北电网：330、220、110KV 其余电网：500、220、110KV 各省电网已形成220KV网架 500KV、750KV、800KV 直流输电已建成投运共七十七页第一节 我国电力工业(din l n y)发展简史南网与华中电网互联西电东送南北(nnbi)互供全国联网共七十七页广东省划分为21个市（2个副省级市，19个地级市），

3、土地面积179756.5km2。2010年全省生产总值达到45472.83亿元（当年价，下同），比2009年增长(zngzhng)12.2%。据初步核算，2011年全省生产总值达到53000亿元，比2010年增长10%。据初步统计，截至2011年底，广东省发电装机总容量76300MW（不含铜鼓、靖海、海门未核先建5000MW），同比增长约9.3%。其中火电56390MW，水电8140MW，风电846MW，抽水蓄能4800MW，核电6120MW。共七十七页共七十七页2011年广东全社会用电最高负荷达到80000MW，同比增长11.9%，其中统调最高负荷74750MW，比2010年增长7.5%。2

4、011年，广东全社会用电最高负荷年利用小时数高达5499小时，比2010年减少180小时。截至(jizh)2011年底，广东电力系统有500kV变电站43座（含南网调度3座，容量5000MVA），500kV变压器总容量86750MVA，500kV线路总长度约8255km；220kV变电站318座，220kV变压器总容量145250MVA，220kV线路总长度约19746km（含电缆）；110kV变电站1603座，110kV变压器总容量153960MVA，线路总长度约33899km（含电缆）。截至2011年底，广东电网已覆盖广东全省21个地市，全面建成服务于珠江三角洲范围的双回路内环网，并部分建

5、成双回路外环网，向东延伸至潮州和梅州、向西辐射到湛江、向北辐射到韶关。共七十七页与外区电网联络方面，截至2011年底，广东(gung dng)电网通过“八交四直”500kV及以上线路与西南地区电网互联，包括罗洞梧州双回、茂名玉林双回、罗洞贺州双回、贤令山桂林双回500kV交流线路以及天广500kV直流线路1回、贵广500kV直流线路2回和云广800kV直流线路1回；2回500kV线路至湖南鲤鱼江电厂；1回500kV直流线路与华中电网相联；1回500kV海底电缆与海南电网相联；另有4回400kV线路及9回132kV线路与香港中华电力系统互联；通过3回220kV电缆线路和4回110kV线路与澳门电

6、网相联，还通过110kV向湘南供电。共七十七页共七十七页共七十七页第二节 发电厂变电站简介(jin ji)发电厂: 是将各种自然能源转换成电能的工厂。 按一次能源的不同(b tn)分为： 火电厂、 水电厂、核电厂、风力发电厂。共七十七页第二节 发电厂变电站简介(jin ji)火力发电厂 :利用石油、煤炭(mitn)、天然气等燃料的化学能来生产电能，简称火电厂。共七十七页火力发电的基本原理： 利用煤、石油、天然气或其他燃料燃烧时产生的热能(rnng)来加热水，使水变成高温高压水蒸气，然后再由水蒸汽推动发电机发电。 第二节 发电厂变电站简介(jin ji)共七十七页第二节 发电厂变电站简介(jin

7、 ji)化 学 能热 能机 械 能电 能共七十七页火力发电厂分类(fn li)：第二节 发电厂变电站简介(jin ji)按燃料分类燃煤发电厂燃油发电厂燃气发电厂垃圾发电厂共七十七页燃煤发电厂燃油发电厂第二节 发电厂变电站简介(jin ji)共七十七页第二节 发电厂变电站简介(jin ji)燃气发电厂垃圾(l j)发电厂共七十七页按功能(gngnng)分类发 电 厂热 电 厂第二节 发电厂变电站简介(jin ji)共七十七页火电厂第二节 发电厂变电站简介(jin ji)共七十七页第二节 发电厂变电站简介(jin ji)热 电 厂共七十七页火电厂基本生产过程：燃料在锅炉(gul)中燃烧，将其热量释

8、放出来，传给锅炉(gul)中的水，从而产生高温高压蒸汽；蒸汽通过汽轮机又将热能转化为旋转动力，以驱动发电机发电输出电能。 第二节 发电厂变电站简介(jin ji)共七十七页水力发电(shu l f din)厂：利用水流的动能和势能来生产电能，简称水电厂。第二节 发电厂变电站简介(jin ji)共七十七页以具有位能或动能的水冲水轮机，水轮机开始转动，将发电机连接到水轮机，发电机即可开始发电。水位(shuwi)差愈大则水轮机所得动能愈大，可转换之电能愈高。这就是水力发电的基本原理。 1、水力发电(shu l f din)基本原理 第二节 发电厂变电站简介共七十七页2.水力发电(shu l f di

9、n)厂分类： 按水能源(nngyun)分 常规水电站 抽水蓄能电站 潮汐电站 波浪能电站 第二节 发电厂变电站简介共七十七页按对天然径流(jngli)的调节方式分径流(jngli)式水电站 蓄水式水电站 第二节 发电厂变电站简介共七十七页按取得(qd)水头的方式分 堤坝(db)式水电站 引水式水电站 混合堤坝式水电站 第二节 发电厂变电站简介共七十七页水 能机 械 能电 能 3.水电厂生产(shngchn)过程：第二节 发电厂变电站简介(jin ji)共七十七页4、水力发电的特点： 优点： 清洁、无污染； 水能可再生，水能蕴藏总量大； 后期运行成本低； 可担任系统调频、调峰及负荷备用； 有利于

10、提高资源利用率 促进区域(qy)经济的协调和可持续发展第二节 发电厂变电站简介(jin ji)共七十七页缺点： 固定资产投资大，建设(jinsh)费用高 对地理环境要求高，建设困难 如果大坝垮塌容易引发水灾， 生态环境易被破坏第二节 发电厂变电站简介(jin ji)共七十七页抽水(chu shu)蓄能发电站第二节 发电厂变电站简介(jin ji)共七十七页抽水蓄能发电站： 抽水蓄能电站利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库(shuk)，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站。又称蓄能式水电站。抽水蓄能电厂在电力系统中主要起调峰、填谷、调频、调相和备用的作用。 第二节 发电厂变电站简介(jin

11、 ji)共七十七页广州抽水蓄能电站共七十七页北京(bi jn)十三陵抽水蓄能电站共七十七页原子能（核）发电厂： 利用(lyng)核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式称核电厂。 共七十七页1、原子能发电原理：利用铀235被中子轰击发生原子核裂变放出的能量作为热源(ryun)，由水或气体作为冷却剂带出热能，在蒸汽发生器中把水加热变为蒸汽，推动汽轮发电机作功发出电能共七十七页2、核电站的分类(fn li)压水堆核电站：以压水堆为热源沸水堆核电站：以沸水堆为热源 重水堆核电站：以重水堆为热源 快堆核电站：由快中子引起链式裂变反应所释放出来的热能转换为电能 共七十七页3.核电站的发电(fdin)

12、过程 ：核 能 热 能机 械 能 电 能 共七十七页压 水 堆共七十七页4、核电生产的特点：优点： 1.不会造成空气污染。 2.不会产生二氧化碳。 3.使用的铀燃料，只能用于发电 。4.核燃料体积小，运输与储存方便 。5.发电成本较其他(qt)发电方法为稳定 。共七十七页缺点： 1.会产生放射性废料，2.热污染较严重。3. 投资(tu z)成本太大。4.不适宜做尖峰、离峰之随载运转。 5.较易引发政治歧见纷争。 共七十七页大亚湾核电站共七十七页秦山核电站共七十七页岭澳核电站共七十七页新能源要同时符合两个条件：1、蕴藏丰富不会枯竭(kji)；2、安全、干净，不会威胁人类 和破坏环境。新能源：风力

13、发电，太阳能发电，燃料电池。 新能源发电(fdin)：共七十七页风力发电(fdin)厂：以自然界的风为动力，驱动发电(fdin)机发电(fdin)的电厂简称风力发电(fdin)厂。共七十七页利用风力(fngl)带动风车叶片转动，再由增速机将速度提升，利用调速机调成匀速带动发电机发电。风力(fngl)发电的基本原理 ：共七十七页风力(fngl)发电的过程：共七十七页太阳能发电厂：利用(lyng)太阳能和半导体材料的电子学特性实现发电的电厂共七十七页1.太阳能发电的原理（光伏发电）： 太阳(tiyng)光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由

14、p区流向n区，接通电路后就形成电流。 共七十七页*基本(jbn)的太阳能发电系统的组成 ：太阳电池(ti yn din ch)板充电控制器逆变器蓄电池组共七十七页共七十七页变电站：主要作用变换电能电压和分配电能的场所(chn su)，是联系发电厂和电力用户的中间环节共七十七页变电站共七十七页第三节 电力系统(din l x tn)组成1、三个概念(ginin)：动力系统电力系统电力网共七十七页第三节 电力系统(din l x tn)组成动力系统：电力系统加上各类发电厂的动力部分(b fen)，包括热力部分(b fen)、水力部分(b fen)、原子反应堆部分(b fen)等电力系统：由发电厂中

15、的电气部分、各类变电所及输电、配电线路和各种类型的用电器组成的统一体 。电力网：电力系统中各种电压的变电所及输配电线路组成的统一体共七十七页何谓(hwi)电力系统？电力系统是什么(shn me)？什么是系统：由若干要素以一定结构形式联结构成的具有某种功能的有机整体。在这个定义中包括了系统、要素、结构、功能四个概念，表明了要素与要素、要素与系统、系统与环境三方面的关系。整体性、关联性，等级结构性、动态平衡性、时序性等是所有系统的共同的基本特征。包括若干电气元件的复杂的电路系统电力系统分析的本质采用数学物理分析的方法对实际的电力系统进行建模、计算和分析共七十七页 电力系统(din l x tn)的

16、组成电力系统：发电(fdin)、输电、配电、变电、用电动力部分：汽轮机、锅炉、水轮机、水库2022/7/1860GM发电变电变电输电配电用电共七十七页电力系统(din l x tn)运行的特点电力系统运行的特点(tdin)电能不能大量存储电能生产、输送、分配与消费同时进行电力系统的特殊性暂态过程非常短电力的重要性：与国民经济及人民生活关系密切2022/7/1861共七十七页电力系统运行(ynxng)的要求保证安全(nqun)可靠的供电（安全(nqun)）合乎要求的电能质量（优质）良好的经济性（经济）减小对生态环境的有害影响（环保）2022/7/1862共七十七页电能(dinnng)质量要求频率

17、：50 0.2 0.5Hz电压对额定值的偏移：35kV及以上:正负偏差绝对值之和不大于10%10kV以下(yxi)： 7% 电压正弦波形畸变率：谐波有效值平方和的方根值对基波有效值的%610kV:4%0.38kV: 5%措施：f:有功功率平衡； v:无功功率平衡，谐波治理共七十七页谐波(xi b)定义谐波 (harmonic wavelength)，从严格的意义来讲，谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。从广义上讲，由于交流电网有效分量为工频(n pn)单一频率，因此任何与工频(n pn)频率不同的成分

18、都可以称之为谐波，这时“谐波”这个词的意义已经变得与原意有些不符。正是因为广义的谐波概念，才有了“分数谐波”、“间谐波”、“次谐波”等等说法共七十七页影响(yngxing)谐波产生的原因主要有：由于正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变产生谐波。主要非线性负载有UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等。加大企业的电力运行成本在电网中游荡并积累叠加导致线路损耗增加、电力设备过热降低了供电的可靠性谐波电流能使变压器的铜耗增加，大大缩短了变压器、电动机的使用寿命引发供电事故的发生电网中含有大量的谐波源（变频或整流设备）以及电力电容器、变压器、电缆、电动机等负荷，当电网参数配合不利时，形成谐波振

19、荡。降低产品质量由于谐振波的长期存在,电机等设备运行增大了振动， 使生产误差加大,降低产品的加工精度，降低产品质量。影响通讯系统(xtng)的正常工作共七十七页电力系统(din l x tn)主要电气设备一次设备VS二次设备直接用于生产和使用电能，比控制回路（二次设备）电压高的电气设备称为一次设备。“一次”在电力(dinl)生产上主要指的是“主路”，“二次”主要是用来控制“一次”的。用“一次”来修饰设备，主要是为了体现设备属于主路或设备的电压等级比二次设备的电压等级高。共七十七页一次设备(shbi)1、 生产和转换(zhunhun)电能的设备。如将机械能转换(zhunhun)成电能的发电机、变

20、换电压、传输电能的变压器，将电能变成机械能的电动机等。2、接通和断开电路的开关设备。如高低压断路器、负荷开关、熔断器、隔离开 关、接触器、磁力启动器等。3、保护电气。如限制短路电流的电抗器、防御过电压的避雷器等4、载流导体。如传输电能的软、硬导体及电缆等。5、接地装置。6、其他设备。共七十七页二次设备(shbi)对电力系统内一次设备(shbi)进行监察，测量，控制，保护，调节的补助设备，称为二次设备，即不直接和电能产生联系的设备。1 测量表计，如电压表、电流表、功率表、电能表用于测量电路中的电器参数。2 绝缘监察装置3 控制和信号装置4 继电保护及自动装置，如继电器、自动装置等，用于监视一次系

21、统的运行状况，迅速反应异常和事故，然后作用于断路器，进行保护控制。5 直流电源设备，如蓄电池组、直流发电机、硅整流装置等，供给控制保护用的直流电源及用直流负荷和事故照明用电等。6 高频阻波器7备自投装置等等共七十七页第四节 电气设备主要参数电气设备的额定电压与额定频率在额定V、f下具有最好(zu ho)的技术性能和经济效果为什么制定标准的额定电压与额定频率？成批生产设备互换额定频率：50Hz 工频共七十七页第四节 电气设备主要参数配 电 : 0.38 ; 10高 压 : 35 ; 110; 220超高压 : 330 ; 500; 750 500 直流特高压 : 1000 交流(jioli),

22、800 直流我国电压序列:0.38-10-35-110-220-5000.38-10-35-110-330-750共七十七页电力传输(chun sh)电压传输相同(xin tn)功率的电力2022/7/1871电压越高输电损耗越小（为什么）输变电设备绝缘要求增高线路越长传输功率越大要求的传输电压越高输电技术发展史：不断提高电压等级共七十七页输电电压(diny)与输送容量、输送距离的范围输电电压kV输送容量MW输送距离km11010-5050-150220100-500100-300330200-800200-6005001000-1500150-8507502000-25005002022/7/1872共七十七页额定电流电气设备额定电流是指在额定环境条件（环境温度、日照、海拔、安装条件等）下，电气设备的长期连续工作(gngzu)时允许电流。用电器工作时电流不应超过它的额定电流本质：线电流共七十七页额定( dng)容量视在功率：设备容量有功功率：消耗的能量无功功率：用以建立交变的磁场（电场）功率因数(n l yn sh)：衡量用电效率共七十七页无功与有功(yu n)的含义有功功率：保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电