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第一章概论电力工程基础知识2022/12/1812022/12/182第一章概论1.1电力系统的基本概念1.2发电厂的生产过程1.3电力系统的电压与电能质量1.4电力系统中性点的运行方式1.5我国电力工业发展概况及前景2022/12/1831.1电力系统的基本概念

一、电力系统的组成

发电厂电力网电力用户或者说：由发电厂、电力网和电力用户就构成了电力系统。电力系统示意图如图1-1所示。1.电力系统

电力系统是指完成电能生产、输送、分配和消费的统一整体。2022/12/184图1-1电力系统示意图工业企业供电系统2022/12/1851.1电力系统的基本概念

通常将220kV及以上的电力线路称为输电线路，110kV及以下的电力线路称为配电线路。配电线路又分为高压配电线路（110kV）、中压配电线路（6～35kV）和低压配电线路（380/220V）。地方电力网：电压等级在35kV及以下、供电半径在20～50km以内的电力网;区域电力网：电压等级在35kV以上、供电半径超过50km的电力网;超高压远距离输电网：电压等级为330～500kV的电力网，一般由远距离输电线路连接而成。发电厂：生产电能，将一次能源转换成二次能源（电能），分为火、水、核、风、太阳、地热等发电厂。电力网：由不同电压等级的输电线路和变压器组成，可分为地方电力网、区域电力网及超高压远距离输电网三种类型。2022/12/1861.1电力系统的基本概念

变电所：是变换电能电压和接受分配电能的场所。分为区域变电所、地区变电所和终端变电所等。配电所：只接受和分配电能，不变换电压。电力用户：消耗电能，将电能转换成其他形式能量。2．工业企业供电系统

工厂供配电系统由总降压变电所、高压配电线路、车间变电所、低压配电线路及用电设备组成。

总降压变电所：将35～110kV的供电电压变换为6～10kV的高压配电电压，给厂区各车间变电所或高压电动机供电。区域变电所：电压等级高，变压器容量大，进出线回路数多，由大电网供电，高压侧电压为330～500kV，全所停电后，将引起整个系统解列甚至瓦解；地区变电所：由发电厂或区域变电所供电，高压侧电压为110～220kV，全所停电后，将使该地区中断供电；终端变电所：是电网的末端变电所，主要由地区变电所供电，其高压侧为10～110kV，全所停电后，将使用户中断供电。2022/12/1871.1电力系统的基本概念

车间变电所：将6～10kV的电压降为380/220V，再通过车间低压配电线路，给车间用电设备供电。配电线路：分为厂区高压配电线路和车间低压配电线路。车间变电所可分为以下几种类型（图1-2）：附设式变电所（1~4）车间内变电所（5）独立变电所（7）露天变电所（6）地下变电所杆上变电所图1-2车间变电所的类型

2022/12/1881.1电力系统的基本概念

二、建立大型电力系统的优点1．可以减少系统的总装机容量。2．可以减少系统的备用容量。3．可以提高供电可靠性。4．可以安装大容量的机组。5．可以合理利用动力资源，提高系统运行的经济性。2022/12/1891.1电力系统的基本概念

三、电力系统的基本参量1.总装机容量：指系统中所有机组额定有功功率的总和，以MW、GW计。

2.年发电量：指系统中所有发电机组全年实际发出电能的总和，以MW·h、GW·h、TW·h计。3.最大负荷：指规定时间内电力系统总有功功率负荷的最大值，以MW、GW计。4.额定频率：50Hz5.最高电压等级：指系统中最高电压等级线路的额定电压，以kV计。1GW=103MW（10万千瓦）1MW=103kW（1000千瓦）1MW·h=103kW·h（千度），1GW·h=103MW·h（100万度）1TW·h=103GW·h（10亿度），1kW·h=1度2022/12/18101.1电力系统的基本概念

四、电力系统的特点1．电能不能大量储存。2．电力系统的过渡过程十分短暂。3．与国民经济各部门的关系密切。1．保证供电的可靠性。2．保证良好的电能质量。

五、对电力系统的基本要求3．为用户提供充足的电能。4．提高电力系统运行的经济性。112022/12/131.2发电电厂厂的的生生产产过过程程一、、火火力力发发电电厂厂1．火火电电厂厂的的燃燃料料：：煤煤炭炭、、石石油油、、天天然然气气等等。。2．能能量量转转换换过过程程：：燃燃料料的的化化学学能能→→热热能能→→机机械械能能→→电电能能。。3．分分类类：：汽汽轮轮机机发发电电厂厂、、蒸蒸汽汽机机发发电电厂厂、、内内燃燃机机发发电电厂厂等等。。4．火火电电厂厂的的组组成成：：燃烧烧系系统统（（锅锅炉炉））：：燃燃料料→→灰灰渣渣，，风风（（空空气气））→→烟烟气气电力力系系统统：：发发电电机机、、变变压压器器、、输输电电线线路路等等。。5．火火电电厂厂的的生生产产过过程程（（见见图1-3）汽水系统（汽轮机）：水蒸汽、循环水（冷水热水）2022/12/1312图1-3凝气气式式火火电电厂厂生生产产过过程程示示意意图图2022/12/13136．火火电电厂厂是是我我国国目目前前最最主主要要的的电电源源，，比比例例大大于于75%。1.2发电电厂厂的的生生产产过过程程江苏苏谏谏壁壁发发电电厂厂7．火火力力发发电电存存在在的的问问题题8．今今后后火火电电建建设设的的重重点点采用用高高参参数数、、大大容容量量、、高高效效率率的的设设备备。。开发发清清洁洁煤煤燃燃烧烧发发电电、、天天然然气气蒸蒸汽汽联联合合循循环环发发电电。。鼓励励热热电电联联产产。。加强强煤煤炭炭基基地地的的矿矿口口电电厂厂建建设设。。安全全问问题题：：采采矿矿和和运运输输中中的的安安全全性性灾灾难难等等。。环境境问问题题：：酸酸雨雨、、温温室室效效应应、、可可吸吸入入颗颗粒粒物物等等。。效率率问问题题：：凝凝汽汽式式火火电电厂厂效效率率为为40%，热热电电厂厂为为60%~70%。张家家口口发发电电总总厂厂浙江江北北仑仑发发电电厂厂2022/12/13141.2发电电厂厂的的生生产产过过程程二、、水水力力发发电电厂厂1．水水电电厂厂的的能能量量转转换换过过程程：：水水的的位位能能→→机机械械能能→→电电能能。。2．水水电电厂厂的的总总发发电电功功率率：：3．水水电电厂厂的的分分类类堤坝坝式式水水电电厂厂引水水式式水水电电厂厂抽水水蓄蓄能能电电站站坝后后式式：：如如三三门门峡峡、、刘刘家家峡峡、、丹丹江江口口、、三三峡峡水水电电站站河床床式式：：如如葛葛洲洲坝坝水水电电站站4．水水电电厂厂的的组组成成：：水水库库、、水水轮轮机机、、电电力力系系统统2022/12/13151.2发电电厂厂的的生生产产过过程程5．水水电电厂厂的的生生产产过过程程（（见见图图1-4）图1-4堤坝坝式式水水电电厂厂生生产产过过程程示示意意图图2022/12/13161.2发电厂的生生产过程6．水电厂是是我国目前前最重要的的电源之一一，比例大大于10%。葛洲坝水电电站南美伊泰普普水电站长江三峡水水电站广州抽水蓄蓄能电站7．水力发电电的优点是最干净的的能源之一一。是最廉价的的能源之一一：无需燃燃料、无环环境污染、、生产效率率高、发电电成本低、、运行维护护简单。综合水利工工程：可同同时解决发发电、防洪洪、灌溉、、航运、水水产养殖等等问题。特殊的水电电厂：抽水水蓄能电厂厂，起“削峰填谷”作用。2022/12/13178．水力发电电存在的问问题1.2发电厂的生生产过程建设问题：：投资大、、工期长，，存在库区区移民、淹淹没耕地、、破坏人文文景观、破破坏自然生生态平衡等等问题。运行问题：：发电量受受气象、水水文、季节节水量变化化的影响较较大，分丰丰水期和枯枯水期，出出力不稳定定，增加电电力系统运运行的复杂杂性。三、核电厂厂1．核电厂的的能量转换换过程：核核燃料的裂裂变能→热热能→机械械能→电能能。2．核电厂的的组成：核核反应堆、、汽水系统统（汽轮机机）、电力力系统2022/12/13181.2发电厂的生生产过程3．核反应堆堆的分类：：轻水堆（（包括沸水水堆和压水水堆）、重重水堆和石石墨冷气堆堆等。轻水堆核电电厂的生产产过程示意意图如图1-5所示。图1-5轻水碓核电电厂生产过过程示意图图a）沸水碓b）压水碓热力系统由由单回路构构成，有可可能使汽轮轮机等设备备受放射性性污染由双回路系系统构成，，两个回路路各自独立立循环，不不会造成设设备的放射射性污染。。2022/12/13194．核电厂是是我国目前前最重要的的电源之一一，比例大大于10%。秦山核电站站大亚湾核电电站1.2发电厂的生生产过程5．核电迅速速发展的原原因核电是一种种新型的巨巨大能源。。煤、石油等等火电燃料料储量有限限，不可再再生。发达国家的的水资源已已基本殆尽尽。一些资源贫贫乏国家““能源危机机”，不得得不发展核核电。6.核能发电的的优缺点节省大量煤煤炭、石油油等燃料，，避免燃料料运输。不需空气助助燃，可建建在地下、、水下、山山洞或空气气稀薄地区区。2022/12/13201.2发电厂的生生产过程比火电厂造造价高，但但发电成本本低30%～50%，且规模越越大越合算算。存在问题：：放射性污污染。四、其它新新能源发电电1．太阳能发发电：太阳阳光能或太太阳热能→→电能太阳能发电电系统的组组成太阳能发电电的优点是一种取之之不尽、用用之不竭的的廉价能源源。不需要燃料料、生产成成本低、不不产生污染染受季节、昼昼夜、地理理和气象条条件的影响响较大。。2022/12/13211.2发电厂的的生产过过程太阳能光光伏电源源在西部部地区应应用广泛泛。（青青海、新新疆）我国首座座太阳能能发电厂厂：2005年10月29日在南京京江宁发发电成功功，发电电量只有有70kW。2．风力发发电：风风力的动动能→机机械能能→电能能风力发电电的优点点西部地区区的风能能资源占占全国的的50%以上。（青海海、甘肃肃、新疆疆、内蒙蒙、云南南、西藏藏等）新疆达板板城风电电厂是一种取取之不尽尽、用之之不竭的的自然能能源。不需要燃燃料、没没有污染染、运行行成本低低。有一定的的随机性性和不稳稳定性，，因此必必须配有有蓄能装装置。2022/12/13221.2发电厂的的生产过过程3．地热发发电：地地热能→→电能电能生产产过程：：与火电电厂相似似，用地地热井取取代锅炉炉设备。地热资源源的开发发利用在在西部地地区已取取得了良良好的效效益。西藏羊八八井电厂厂4．潮汐发发电：海海水涨潮潮或落潮潮的动能能或势能能→电能能。潮汐发电电示意图图江厦潮汐汐电站法国郎斯斯潮汐电电站我国正在在运行发发电的潮潮汐电站站共有8座（浙江江4座，山东东、江苏苏、广西西、福建建各1座）2022/12/13235．新能源源发电的的优缺点点太阳能、、风能、、地热能能、潮汐汐能等新新能源都都属于清清洁、廉廉价和可可再生能能源，是是未来的的能源主主要形式式。其他新能能源：燃燃料电池池、垃圾圾燃料、、核聚变变能、生生物质能能等。太阳能、、风能发发电容量量小，分分散性大大，属于于分布式式能源，，互联后后在运行行安全和和管理方方面存在在很多问问题。1.2发电厂的的生产过过程用电设备备的额定定电压：：与同级电电网的额额定电压压相同。。发电机的的额定电电压：比同级电电网的额额定电压压高出5%，用于补补偿线路路上的电电压损失失。242022/12/131.3电力系统统的电压压与电能能质量一、电力力系统的的额定电电压电力网的的额定电电压：我国高压压电网的的额定电电压等级级有3kV、6kV、10kV、35kV、63kV、110kV、220kV、330kV、500kV等。图1-6供电线路路上的电电压变化化示意图图图1-6为供电线线路上的的电压变变化示意意图。2022/12/1325变压器的的二次绕组组：对于用电电设备而而言，相相当于电电源。变压器的的额定电电压1.3电力系统统的电压压与电能能质量我国公布布的三相相交流系系统的额额定电压压见表1-1。变压器的的一次绕组组：相当于是是用电设设备，其其额定电电压应与与电网的的额定电电压相同同。注意：当变压器器一次绕绕组直接接与发电电机相连连时，其其额定电电压应与与发电机机的额定定电压相相同。当变压器器二次侧侧供电线线路较长长时：应应比同级级电网额额定电压压高10%当变压器器二次侧侧供电线线路较短短时：应应比同级级电网额额定电压压高5%其中5%用于补偿偿变压器器满载供供电时一一、二次次绕组上上的电压压损失；；另外外5%用于补偿偿线路上上的电压压损失，，用于35kV及以上线线路。可以不考考虑线路路上的电电压损失失，只需需要补偿偿满载时时变压器器绕组上上的电压压损失即即可，用用于10kV及以下线线路。2022/12/1326例1-1已知下图图所示系系统中电电网的额额定电压压，试确确定发电电机和变变压器的的额定电电压。发电机G的额定电电压：UN·G=1.05×10=10.5（kV）变压器T1的额定电电压：U1N=10.5（kV）U2N=1.1×110=121（kV）变压器T1的变比为为：10.5/121kV变压器T2的额定电电压：U1N=110（kV）U2N=1.05×6=6.3（kV）变压器T2的变比为为：110/6.3kV~T1GT2110kV10kV6kV变压器T1的一次绕绕组与发发电机直直接相连连，其一一次侧的的额定电电压应与与发电机机的额定定电压相相同变压器T1的二次侧侧供电距距离较长长，其额额定电压压应比线线路额定定电压高高10%变压器T2的二次侧侧供电距距离较短短，可不不考虑线线路上的的电压损损失2022/12/13271.3电力系统的的电压与电电能质量二、电压等等级的选择择220kV及以上：用于大型电电力系统的的主干线。。110kV：用于中小型型电力系统统的主干线线。35kV：用于大型工工业企业内内部电力网网。10kV：常用的高压压配电电压压，当6kV高压用电设设备较多时时，也可考考虑用6kV配电。3kV：仅限于工业业企业内部部采用。。380/220V：工业企业内内部的低压压配电电压压。电力网的额额定电压、、传输功率率和传输距距离之间的的关系见表表1-22022/12/13281.3电力系统的的电压与电电能质量三、电能质质量电压偏差是是指用电设设备的实际际电压与额额定电压之之差，用占占额定电压压的百分数数来表示电能质量是是指通过公公用电网供供给用户端端的交流电电能的品质质。频率偏差额定频率：：50Hz允许偏差：：电网容量量3000MW及以上者，，±0.2Hz；电网容量3000MW以下者，±0.5Hz。电压偏差2022/12/13291.3电力系统的的电压与电电能质量电压偏差的的危害白炽灯：电电压低时，，寿命延长长，但发光光效率降低低，照度下下降；电压高时，，发光效率率增加，但但使用寿命命大大缩短短。，电压低时时，转矩将将急剧减小小，电流由于电动机：增大，使电电动机绕组组绝缘过热热受损，缩缩短使用寿寿命。电压偏差的的允许值35kV及以上电压压供电的用用户：±5%10kV及以下高压压供电和低低压电力用用户：±7%低压照明用用户：+5%～–10%2022/12/13301.3电力系统的的电压与电电能质量电压波动与与闪变电压波动是是指电网电电压短时、、快速的变变动，用电电压最大值值与最小值值之差对电电网额定电电压的百分分比表示，，即正确选择变变压器的电电压分接头头或采用有有载调压变变压器；合理减少系系统的阻抗抗；尽量保持系系统三相负负荷平衡；；改变系统的的运行方式式；采用无功功功率补偿设设备等。电压调整的的措施2022/12/13311.3电力系统的的电压与电电能质量电压波动产产生的原因因：是由负荷急急剧变动引引起的。闪变是指人人眼对因电电压波动引引起灯闪的的一种主观观感觉，引引起灯闪的的电压称为为闪变电压压。电压波动的的允许值使电动机无无法正常起起动，引起起同步电动动机转子振振动；使某些电子子设备无法法正常工作作；使照明灯发发生明显的的闪烁现象象等。10kV及以下电网网：2.5%35～110kV电网：2%电压波动的的危害2022/12/13321.3电力系统的的电压与电电能质量谐波谐波是指对对周期性非非正弦交流流量进行傅傅里叶级数数分解后所所得到的频频率为基波波频率整数数倍的各次次分量，通通常称为高高次谐波。。对负荷变动动剧烈的大大型电气设设备，采用用专线或专专用变压器器供电；；增大供电容容量，减小小系统阻抗抗；增加系统的的短路容量量或提高供供电电压；；在电压波动动严重时减减少或切除除引起电压压波动的负负荷；对大型冲击击性负荷，，可装设能能吸收冲击击无功功率率的静止型型无功补偿偿装置（SVC）。电压波动的的抑制2022/12/13331.3电力系统的的电压与电电能质量谐波产生的的原因：是由于电力力系统中存存在各种非非线性元件件。波形畸变程程度的几个个特征量第h次谐波电压压含有率：：第h次谐波电流流含有率：：谐波电压总总含量：：谐波电流总总含量：：电压总谐波波畸变率：：电流总谐波波畸变率：：2022/12/13341.3电力系统的的电压与电电能质量使变压器和和电动机的的铁芯损耗耗增加，引引起局部过过热，同时时振动和噪噪声增大，，缩短使用用寿命；使线路的功功率损耗和和电能损耗耗增加，并并有可能使使电力线路路出现电压压谐振，产产生过电压压，击穿电电气设备的的绝缘；使电容器产生生过负荷而影影响其使用寿寿命；使继电保护及及自动装置产产生误动作；；使变压器使计计算电费用的的感应式电能能表的计量不不准；对附近的通信信线路产生信信号干扰，使使数据传输失失真等。谐波的危害2022/12/13351.3电力系统的电电压与电能质质量三相整流变压压器采用Y，d或D，y接线；增加整流器的的相数；在谐波源处装装设专用滤波波器；限制晶闸管整整流设备投入入电网的容量量；在大型整流设设备附近装设设静止型无功功补偿装置等等。三相电压不平平衡度指三相系统中中三相电压的的不平衡程度度，用电压负负序分量有效效值与正序分分量有效值的的百分比来表表示，即谐波电压限值值和谐波电流流允许值：见教材表1-3和表1-4。谐波的抑制2022/12/13361.3电力系统的电电压与电能质质量影响变换器及及其控制系统统的正常工作作并改变其设设计性能，产产生附加的非非特征谐波分分量；使旋转电机的的转子受到反反方向的负序序旋转磁场的的作用，产生生双倍频率的的附加电流，，使电机发热热甚至烧毁；使继电保护装装置产生误动动和拒动。电力系统公共共连接点：2%接于公共连接接点的用户：：1.3%产生三相电压压不平衡的原原因：三相负荷不对对称。三相电压不平平衡的危害三相电压不平平衡的允许值值2022/12/13371.3电力系统的电电压与电能质质量四、电能质量量的监测与控控制1．电能质量的的测量方式定期巡检：用于需要掌握握电能质量但但不需要连续续检测或不具具备连续在线线监测条件的的场合。专项检测：用于负荷容量量变化大或有有干扰源设备备接人电网的的场合。在线监测：用于重要变电电站、无人值值班变电站的的公共配电点点或重要电力力用户的配电电点。2022/12/13381.3电力系统的电电压与电能质质量2．电能质量的的控制与治理理措施提高发电、供供电和配电系系统的电能质质量和可靠性性。提高电力用户户终端设备的的抗干扰能力力。传统的控制和和改善电能质质量措施利用有载调压压变压器调整整电压——可保证电压质质量，但不能能改变系统无无功需求平衡衡利用并联电容容器补偿系统统无功功率——可提高系统电电压，但不能能解决轻载时时系统电压偏偏高的问题。。利用无源滤波波器抑制谐波波电流——只能抑制固定定频率的谐波波，还有可能能引起系统谐谐振。2022/12/13391.3电力系统的电电压与电能质质量现代电能质量量的控制与治治理措施利用基于电力力电子技术的的柔性交流输电电技术（FACTS）和柔性配电技术术（DFACTS），将电力电电子、计算机机和控制等高高新技术运用用于中低压配配用电系统，，形成一系列列电能质量补补偿控制设备备，能够有效效地解决谐波波影响、电压压波动与闪变变、三相电压压不对称等问问题，从而可可大大提高电电能质量。FACTS系统的设备：：串联补偿装置置、并联补偿偿装置和综合合控制装置。。其设备功能能见表1-5。柔性交流输电电技术：又称为基于电电力电子技术术的灵活交流输电电系统，通过控制电电力系统的基基本参数来灵灵活控制系统统潮流，使电电力传输容量量更接近线路路的热稳定极极限。2022/12/1340FACTS设备综合补偿装置：统一潮流控制器（UPFC）串联补偿装置晶闸管控制串联电容器（TCSC）静止同步串联补偿器（SSSC）晶闸管控制串联电抗器（TCSR）并联补偿装置静止无功补偿器（SVC）静止同步补偿器（STATCOM）晶闸管控制制动电阻器（TCBR）1.3电力系统的电电压与电能质质量DFACTS装置：有源电电力滤波器（（APF）、动态电压压恢复器（DVR）和固态断路路器（SSCB）等。柔性配电技术术：将柔性交流输输电系统中的的现代电力电电子技术及相相关的检测和和控制设备延延伸应用于配配电领域。2022/12/13411.3电力系统的电电压与电能质质量3．控制和治理理电能质量的的手段实施电网网调度自自动化、、无功优优化、负负荷控制制及许多多新型调调频、调调压装置置的开发发和应用用，减少少频率和和电压的的偏差。。加强城乡乡电网的的建设和和改造，，提高电电压质量量。利用无源源滤波器器、静止止无功补补偿装置置等，抑抑制谐波波干扰、、降低电电压波动动和闪变变等。利用柔性性交流输输电技术术，提高高系统输输电容量量和提高高暂态稳稳定性，，对线路路电压、、阻抗、、相位进进行控制制，实现现控制潮潮流、阻阻尼振荡荡、提高高系统稳稳定性。。利用柔性性配电技技术，实实现补偿偿谐波、、抑制电电压下跌跌等。2022/12/1342我国电力力系统中中性点有有三种运运行方式式：二、中性性点不接接地的电电力系统统正常运行行时，系系统的三三相电压压对称，，三相导导线对地地电容电电流也对对称，其其电路图图和相量量图如图1-7所示。当系统发生A相接地故障时，A相对地电压降为零，相当于在中性点叠加上一个零序电压。其电路图和相量图如图1-8所示。中性点不不接地中性点经经消弧线线圈接地地中性点直直接接地地1.4电力系统统中性点点运行方方式小电流接接地系统统大电流接接地系统统一、概述述2022/12/1343中性点对对地电压压图1-7中性点不不接地系系统正常常运行时时的电路路图和相相量图a）电路图图b）相量图图1.4电力系统统中性点点运行方方式442022/12/13在数数值值上上图1-8中性性点点不不接接地地系系统统发发生生A相接接地地故故障障时时的的电电路路图图和和相相量量图图a）电电路路图图b）相相量量图图1.4电力力系系统统中中性性点点运运行行方方式式1.4电力力系系统统中中性性点点运运行行方方式式452022/12/13流过过故故障障点点的的接地地电电流流为：：数值值上上：：单相相接接地地电电流流（（电电容容电电流流））的的经经验验公公式式：：式中，、分别为架空线路和电缆线路的总长度（km）。特点点中性点不接地系统发生单相接地故障时，线电压不变，而非故障相对地电压升高到原来相电压的倍。单相接地电流等于正常时单相对地电容电流的3倍。2022/12/13461.4电力系统中中性点运行行方式

绝缘投资大。单相故障时，非故障相对地电压升为相电压的倍，为确保设备的绝缘安全，系统相对地绝缘按线电压设计，中性点绝缘按相电压设计。单相接地电电流小于30A的3~10kV电力网；单相接地电电流小于10A的35kV电力网。运行可靠性性高。发生单相故故障时，电电力网的线线电压仍然然对称，用用户的三相相用电设备备仍能照常常运行一段段时间。但但运行时间间不能太长长，以免另另一相又发发生接地故故障时形成成两相接地地短路。。优点缺点适用范围2022/12/1347当中性点不不接地系统统的单相接接地电流较较大时，将将产生间歇歇性电弧而而引起弧光光接地过电电压，甚至至发展成多多相短路。。为此，可可采用中性性点经消弧弧线圈接地地的方式，，如图1-9所示。1.4电力系统中中性点运行行方式三、中性点点经消弧线线圈接地的的电力系统统图1-9中性点经消消弧线圈接接地系统发发生单相接接地故障时时的电路图图和相量图图a）电路图b）相量图消弧线圈2022/12/1348特点：运行可靠性性高，但绝绝缘投资大大。补偿度与脱脱谐度消弧线圈的的补偿容量量：适用范围：：单相接地电电流大于30A的3~10kV电力网；单相接地电电流大于10A的35kV电力网。补偿度（调调谐度）：：脱谐度：1.4电力系统中中性点运行行方式在电力系统统中一般采采用过补偿偿运行方式式Why?消弧线圈的的补偿方式式全补偿:欠补偿:过补偿:492022/12/13特点：中性点始终终保持零电电位。优点节约绝缘投投资。发生单相短短路时，非非故障相对对地电压不不变，电气气设备绝缘缘水平可按按相电压考考虑。因此此，我国110kV及以上的电电力系统基基本上都采采用中性点点直接接地地的方式。。1.4电力系统中中性点运行行方式四、中性点点直接接地地的电力系系统图1-10中性点直接接接地系统统的电力系系统示意图图2022/12/1350针对缺缺点应应采取取的措措施加装自自动重重合闸闸装置置，以以提高高供电电可靠靠性。。适用范范围110kV及以上上电网网和380/220V电力网网。说明：：110kV及以上上电网网采用用中性性点直直接接接地方方式是是为了了降低低工程程造价价，而而在380/220V低压电电网中中是为为了保保证人人身安安全。。缺点供电可可靠性性不高高。单相短短路时时，接接地相相短路路电流流很大大，保保护装装置迅迅速跳跳闸，，因此此系统统不能能继续续运行行。1.4电力系系统中中性点点运行行方式式2022/12/13511.5我国电电力发发展概概况及及前景景一、我我国电电力工工业发发展概概况中国电电力工工业发发展史史年份总装机容量/GW年发电量/TW·h人均用电量/kW·h世界排序1882上海第一台12kW机组发电19491.854.3小于10251979522807198580400519982771150220003001300100022004440210022022/12/13521.5我国电电力发发展概概况及及前景景中国电电力工工业的的发展展可分分为三三个以以下阶阶段1882~1937年。从1982年上海海第一一台机机组发发电到到抗日日战争争爆发发前夕夕，全全国共共有461个发电电厂，，总装装机容容量630MW，年发发电量量为17亿kW··h，初步步形成成北京京、天天津、、上海海、南南京、、武汉汉、广广州、、南通通等大大、中中城市市的配配电系系统。。1937~1949年。1937年抗日日战争争开始始后，，日本本帝国国主义义以东东北为为基地地，为为战争争生产产和提提拱军军需物物资，，从而而使东东北电电力系系统也也有一一定的的发展展。1949年新中中国成成立时时，全全国发发电装装机容容量为为1848.6MW，年发发电量量约43亿kW··h，居世界界第25位。当时中中国已已形成成的电电力系系统有有：东东北中中部电电力系系统；；东北北南部部电力力系统统；东东北东东部电电力系系统；；冀冀北电电力系系统。。2022/12/13531.5我国电电力发发展概概况及及前景景输电线线路建建设1949年以来来，中国的的电力力工业业有很很大的的发展展。特特别是是改革革开放放以来来，我我国的的电力力工业业有了了飞速速的发发展，，平均均每年年以10%以上的的速度度在增增长，，到1998年全国国装机机容量量已达达到277GW，年发发电量量已达达到1150TW··h，均跃居世世界第第2位。但人均均用电电量、、电力力系统统自动动化水水平还还与发发达国国家有有差距距。1954年，第第一条条220kV线路投投入运运行，，全长长369.25km；1972年，第第一条条330kV线路投投入运运行，，全长长534km；1981年，第第一条条500kV线路投投入运运行，，全长长595km；1989年，第第一条条500kV直流输输电线线路投投入运运行，，全长长1080km，实现现了华华中电电网与与华东东电网网的互互联。。2022/12/13541.5我国电电力发发展概概况及及前景景我国电电网已已基本本上形形成500kV和330kV的骨干干网架架；我我国电电网进进入了了远距离离、超超高压压、跨跨大地地区输电的的阶段段。目目前，，我国国已形形成东东北、、华北北、华华东、、华中中、西西北、、川渝渝、南南方共共7个跨省省电网网以及山山东、、福建建、新新疆、、海南南和西西藏5个独立立省网网。我国电电力系系统现现状1998年，成成立了了国家家电力力公司司，提提出““厂网分分开”，建建立电电力市市场，，实行行“竞价上上网”的改改革方方案。。上海海、浙浙江、、山东东作为为首批批改革革试点点，东东北三三省紧紧随其其后，，到2010年，全全面实实行““厂网网分开开、竟竟价上上网””。2010年后，，实现现发、、输、、配三三个环环节分分开，，建立立规范范有序序的电电力市市场，，在更更大范范围内内引入入竞争争机制制。商业化化运行行（电电力市市场））2022/12/13551.5我国电电力发发展概概况及及前景景2010年全国国装机机容量量达到到650GW，2020年达到到950GW。二、我我国电电力工工业发发展前前景21世纪发发展目目标高参数数（高高温、、高压压、超临界界、单机机容量量）；；大容量量远距距离高高压输输电、、大系系统互互联；；高度自自动化化；电力市市场化化；分布式式发电电。2022/12/13561.5我国电电力发发展概概况及及前景景电网互互联2010年：形成以以三峡峡电站站为中中心，，连接接华中中、华华东、、川渝渝三个个地区区电网网的中中部电电网。。届时时，全全国将将形成成北、、中、、南三三大互互联电电网的的格局局。2020年：形成除除新疆疆、西西藏、、台湾湾之外外的，，以三三峡电电网为为中心心的全全国统统一联联合电电网。。21世纪：：在北、、中、、南三三大电电网的的基本本格局局下，，逐步步形成成全国国联合合大电电网。。与此此同时时，在在21世纪将将形成成与周周边国国家互互联的的亚洲洲东部部联合合电网网。2022/12/1357江苏谏壁壁发电厂厂始建于1959年，于1987年9月全部建建成，共共安装10台机组，，总容量量162.5万千瓦，，年发电电量在100亿度左右右，成为为80年代末到到90年代初国国内最大大的火力力发电厂厂。2022/12/1358浙江北仑发电电厂是我国目前最大的现代化化火力发电厂厂，总装机容量量为300万千瓦(5×600MW)，工程于1988年1月正式开工建建设，2000年9月全部建成发发电。年发电电量167亿度，为浙江江省各类发电电厂发电总量量的四分之一一，其中两台机组的发发电量就能满满足宁波市全全部用电所需需。2022/12/1359北仑发电厂主主控制室北仑发电厂汽汽轮机房2022/12/1360张家口发电总总厂成立于1988年8月，由下花园园发电厂和沙岭子发发电厂合并而而成，位于张家家口市东南14km，距首都北京170km，距煤都大同同180km。发电厂总装机容量240万千瓦（8×300MW），通过500kV双回线向北京京供电，同时时兼顾地方用用电，担负着北京地地区1/4电力负荷的供供电任务。张家口发电总总厂夜景厂区景色汽轮机房2022/12/1361葛洲坝27孔泄洪闸葛洲坝水电站站葛洲坝水电站站是长江干流流上修建的第第一座大型水水电工程，是是三峡工程的的反调节和航航运梯级。电电站始建于1970年，共有机21台机组，总装装机容量271.5万千瓦，年发电电量157亿度。电站以以500kV和220kV输电线路并入入华中电网，并通过500kV直流输电线路路向距离1000km的上海输电120万千瓦。2022/12/1362南美伊泰普水水电站是二十世纪最最大的水电站站，位于巴西和和巴拉圭交界界处的巴拉那那河上，从1974年5月开始修建，，于1991年5月竣工，由巴巴西与巴拉圭圭共建。总装装机容量12.6GW（18×700MW），年发电量量790亿度。水电站站坝身长7.7公里，坝高196米（相当于65层楼的高度））。2022/12/1363三峡水电站效效果图长江三峡水电电站坝长2309m，坝高185m，水头175m，总库容393亿立方米，总总装机容量18.2GW（26×700MW），年发电量量86.5TW·h；库区将淹没没耕地36万亩，淹没城城镇129座，需安置迁迁移人口113万；电站于93年起步，首批批机组于2003年10月发电，以后后每年投产4台机组（280MW），2009年全部机组建建成投产。三三峡电站发出出的强大电力力将送往华中中、华东地区区和广东省。。电站将引出出15条超高压交流流输电线路，，其中3条线路通过换换流站将交流流电转换成直直流电后，再再通过500kＶ直流输电线线路，2条送往华东、、1条送往广东。。2022/12/1364三期导流图三峡大坝模型型三峡大坝由多多个功能模块块组成，从左左至右（面向向下游）依次次为永久船闸闸、升船机、、泄沙通道（（临时船闸））、左岸大坝坝及电站、泄泄洪坝段、右右岸大坝及电电站、山体地地下电站等。。升船机的最大提升高高度为113米，供3000吨以下船只通通过大坝，用用时约40分钟；永久船闸是双线五级船闸闸，供3000吨以上船只从从这里翻过大大坝，用时约约3.5小时。2022/12/1365三峡工程综合合效益防洪：三峡水库正常常蓄水位175米，总库容393亿立方米，防防洪库容221.5亿立方米，能能有效地控制制长江上游洪洪水，保护长长江中下游荆荆江地区1500万人口、2300万亩土地，是是世界上防洪洪效益最为显显著水利工程程。发电：三峡水电站装装机总容量为为1820万kW，年均发电量量847亿kW·h。以直线距离离1000公里为半径，，全国除辽宁宁、吉林、黑黑龙江、新疆疆、西藏、海海南、台湾7省区外，其余余地区的主要要城市和工业业基地都在这这个范围内。。如图所示航运：它将改善航运运里程660公里，使重庆庆至宜昌航道道通行的船队队吨位由现在在的3000吨级提高至万万吨级，年单单向通过能力力由1000万吨提高到5000万吨。2022/12/1366三峡双线五级级船闸三峡船闸全长长6.4公里，可通过过万吨级船队队，单向年通通过能力5000万吨。船闸主主体段闸首和和闸室分南北北两线，每线线船闸主体段段由6个闸首和5个闸室组成，，每个闸室长长280米、宽34米。而船闸人人字门是名副副其实的“天天下第一门””，单扇门宽宽20.2米，高38.5米，厚度3米，面积有两两个篮球场那那么大，重达达850多吨。2022/12/1367广州抽水蓄能能电站为目前世界上上最大的抽水水蓄能电站，，是为大亚亚湾核电站安安全经济运行行而建设的配配套工程，同同时还承担着着广东、香港港电网的调峰峰填谷和事故故备用的任务务。电站总装装机总装机容容量2.4GW（8×300MW），分两期建建设，每期4台，设计水头头535m，电站一期工工程于1989年5月25日开工且1993年6月29日1号机投产，二二期工程于1994年9月12日开工，至2000年3月14日8号机投产。2022/12/1368三峡的供电范范围2022/12/1369秦山核电站位位于东海之滨美美丽富饶的杭杭州湾畔，是是中国第一座座依靠自己的的力量设计、、建造和运营营管理的压水水堆核电站，，总装机容量2×300MW。1985年3月动工，1991年12月首次并网发发电。它的建建成使我国成成为继美、英英、法、前苏苏联、加拿大大、瑞典之后后世界上第七七个能够自行行设计、建造造核电站的国国家。2022/12/1370秦山核电站主主控制室秦山核电站汽汽轮机房2022/12/1371大亚湾核电站站位于深圳市东东部大亚湾畔畔，为我国目目前最大的核核电站。大亚亚湾核电站是是我国引进国国外资金、设设备和技术建建设的第一座座大型商用核核电站。核电电站安装有两台单机容量量为900MW的压水堆反应应堆机组。1987年8月7日工程正式开开工，1994年2月1日和5月6日两台机组先先后投入商业业营运。大亚亚湾核电站每每年发电量超超过100亿度，其中七成电力供应应香港，三成成电力供应广广东电网。大亚湾核电站站电站设备2022/12/1372太阳能发电系系统的组成太阳能电池板板：将太阳的的辐射能转换换为电能。太阳能控制器器：控制整个个系统的工作作状态，对蓄蓄电池起到过过充电保护、、过放电保护护的作用。蓄电池：在有有光照时将太太阳能电池板板所发出的电电能储存起来来，到需要的的时候再释放放出来。逆变器：将太太阳能发电系系统所发出的的直流电能转转换成交流电电能。光电板控制器逆变器配电线路负载蓄电池2022/12/1373达板城风力发发电厂装机容量7.23万千瓦，占全全国的30%。2022/12/1374羊八井电厂是我国最大的的地热电厂，，总装机容量量为25.18MW，水温约150℃，担负拉萨地地区50%的供电任务。。电站由5眼地热井供水水，单井产量量为75～160立方米／小时时。羊八井地热电电厂羊八井地热温温泉2022/12/1375潮汐发电示示意图2022/12/1376法国郎斯潮潮汐电站示示意图法国朗斯潮潮汐电站法国郎斯电电站1967年建成，位位于法国圣圣马洛湾郎