电力工程幻灯片

我国电力工业开展简况■1882～1937：从1882年上海第一台发电机组发电到抗日战争迸发前夕，全国共有461座发电厂，总装机容量为630MW,年发电量为17亿千瓦时，初步构成北京﹑天津﹑上海﹑南京﹑武汉﹑广州﹑南通等大中城市的配电系统。■1937～1949：1937年抗日战争开场后，日本帝国主义以东北为基地，为战争消费和提供军需物资，从而使东北电力系统也有了一定的开展。1949年新中国成立时，全国发电装机容量为1848.6MW，年发电量约43亿千瓦时，居世界第25位。当时中国已构成的电力系统有：东北中部电力系统﹑东北南部电力系统﹑东北东部电力系统﹑冀北电力系统。■1949年以来，中国的电力工业有了很大的开展，特别是改革开发以来，我国的电力工业有了飞速的开展，平均每年以10％的速度在增长，到2002年底，全国发电装机容量曾经突破3.5亿千瓦大关，年发电量已到达16400亿千瓦时，均跃居世界第2位，但人均用电量﹑电力系统自动化程度与兴隆国家还有很大的差距。■输电线路建立：1954年，第一条220KV线路投入运转，全长369.25千米；1972年，第一条330KV线路投入运转，全长534千米；1981年，第一条500KV线路投入运转，全长595千米；1989年，第一条500KV直流输电线路投入运转，全长1080千米，实现了华中电网和华东电网的互联。2005年，第一条750KV线路投入运转，全长140千米。■我国电力系统现状：我国电网已根本上构成500KV和330KV的骨干网架；我国电网曾经进入了远间隔﹑超高压﹑跨大地域输电的阶段。目前我国已构成东北﹑华北﹑华中﹑华东﹑西北﹑川渝﹑南方共七个跨省电网以及山东﹑福建﹑西疆﹑西藏四个独立省网。我国电力工业开展简况我国电力工业开展简况■我国电力工业开展前景※高参数〔高温﹑高压﹑超临界﹑单机容量〕；※大容量远间隔高压输电﹑大系统互联；※高度自动化；※电力市场化；※分布式发电。■21世纪开展目的：2021年全国装机容量到达650GW,2020年到达950GW。■电网互联：※2021年：构成以三峡电站为中心，衔接华中﹑华东﹑川渝三个地域电网的中部电网。届时，全国将构成北﹑中﹑南三大互联电网的格局。※2020年：构成除西疆﹑西藏﹑台湾之外，以三峡电网为中心的全国一致结合电网。※21世纪：在北﹑中﹑南三大电网的根本格局下，逐渐构成全国结合大电网，与此同时，在21世纪将构成与周边国家互联的亚洲东部结合电网。电力系统的功能与作用

■电力系统是由发﹑输﹑配﹑用电等设备和相应的辅助设备组成。电力系统的根本义务是平安﹑可靠﹑优质经济地消费﹑保送与分配电能，满足国民经济和人民生活的需求。

■我国电力系统主要由东北华北华中华东川渝西北南方五省等区域电力网组成，初步规划到2021年全国电网互联。

■全国电网互联优越性主要有：

■1﹑能更经济合理的开发利用各种一次能源，能处理能源资源和负荷分布地域间的不平衡问题。

■2﹑可以错开用电顶峰和低谷，减少装机和备用。

■3﹑有利于采用规范化大型设备，节省投资和提高经济运转。

■4﹑便于缺点时相互援助，提高运转平安性。

■5﹑便于集中管理，实现经济调度和电力合理分配。

■发﹑变﹑输﹑配﹑用电等设备称为电力主设备，主要有发电机﹑变压器﹑架空线路﹑电缆﹑断路器﹑母线﹑电动机﹑照明设备等。主设备构成的系统称为主系统，也称一次系统。用于监视﹑维护﹑通讯等各种自动化系统用于保证主系统平安稳定正常运转的称为二次系统。

■为了充分发扬电力系统功能和作用，应满足以下要求：

■1﹑满足用户需求；2﹑平安性要求；

■3﹑经济性要求；4﹑环保和生态要求。电力系统的根本组成■电力网：发电设备和用电设备之间保送和分配电能的网络。变压器＋输电线路■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宽广用户的用电设备所组成的一致整体。发电厂＋变电所＋输电线路＋用户■动力系统：电力系统加上带动发电机转动的动力部分。电力系统＋动力安装■一个详细的电力系统由以下的一些根本参量来描画：■总装机容量：系统中一切发电机额定有功功率的总和，以千瓦计。■年发电量：系统中一切发电机组全年所发电能的总和，以千瓦时计。■最大负荷：指在规定的时间内电力系统总有功功率负荷的最大值，以千瓦计。■年用电量：接在系统上一切用户全年所用电能的总和，以千瓦计。■额定频率：我国规定交流电力系统的额定频率为50赫兹。■最高电压等级：指系统中最高电压等级的电力线路的额定电压，以千伏计。电力工业在国民经济中的位置▲电力工业的开展程度是反映一个国家经济兴隆程度的重要标志。人均用电量是衡量现代生活程度的重要标志。▲电力工业是国民经济开展的先行根底行业。电力系统的电压等级▲保送功率▲保送间隔▲一致系统中电压等级不宜过多或过少，极差不宜过大。▲电力系统的额定电压能保证电气设备正常运转，且具有最正确技术目的和经济目的的电压称为额定电压。电力网的分类超高压电力网电力网区域电力网地方电力网■超高压电力网：电压等级在330～750KV，输电间隔在300～1000km。■区域电力网：电压等级在110～220KV,输电间隔在50～300km。■地方电力网：电压等级在33～110KV,输电间隔在50km以内。发电厂和变电所的类型及特点■发电厂的根本型式：火电厂﹑水电站、核电站、抽水蓄能电站、风力电站等。▲火电厂§〔煤、石油、天然气〕熄灭使汽轮机转动。化学能→热能→机械能→电能§分为：凝汽式发电厂〔专供发电厂〕热电厂〔发电兼供热〕§火电厂发电量占全部发电量的70％，其中燃煤的约占70％，燃油的约占25％，利用其他能源的电厂约占5％。火电厂的特点1、火电厂规划灵敏，装机容量大小可按需求决议。2、火电厂的一次性建造投资少，建造工期短，发电设备利用小时数较高。3、火电厂煤耗量大，单位发电本钱比水电厂高3—4倍。4、动力设备繁多，控制操作复杂。5、大型机组停机到开机并带满负荷时间长，附加耗用大量燃料。6、担负急剧升降负荷时，需求付出附加燃料耗费的代价。7、假设担任调峰、调频、事故备用，那么相应事故增多，强迫停机率最高，厂用电率增高，故应尽量担负均匀负荷。8、对空气、环境污染大。水电站■将水的势能和动能转换为电能的发电厂就叫水电站〔厂〕。■根本消费过程：从河流较高处或水库内引水，利用水的压力或流速冲击水轮机旋转，将水能转变为机械能，然后由水轮机带动发电机旋转，将机械能转换为电能。◆优点：消费过程简单、污染小、发电本钱底。◆缺陷：建立投资大、工期长、受气候、水文条件影响大，分丰水期和枯水期。■水电站的特点1、可合理利用水能资源。2、发电本钱低、效率高。3、运转灵敏。4、可存储和调理。5、不污染环境。6、投资较大、工期较长。7、受水文条件制约。8、淹没土地，生态环境受影响。抽水蓄能电站本质相当于一个极大容量的交流蓄电安装，改善系统运转调度。§利用系统低谷负荷〔或丰水期〕时的富余电力抽水到上游水库存储；在顶峰负荷〔或枯水期〕时，放水发电的水电站。§填谷调峰电源。§在以火电、核电为主的系统中，建立适当比例的抽水蓄能电站可以提高系统运转的经济性和可靠性。核电站■利用铀〔或钚〕在反响堆里核裂变。§过程：原子能→热能→〔汽轮机〕机械能→电能〔如：浙江秦山核电站、大亚湾核电站等〕§核电站的特点1、耗费燃料少—如容量为50万KW的火电厂，需熄灭煤150万吨/年，而同容量的核电站，只需铀燃料20吨/年。2、熄灭时不需求空气助燃。3、容量越大约经济。4、有放射性污染。核电厂与火电厂的区别1、核电厂与火电厂都是由两部分组成的，一部分是蒸汽供应系统，另一部分是汽轮发电机系统。两种电厂的汽轮发电机系统根本上是一样的，不同的是蒸汽供应系统。2、核电厂的蒸汽供应系统是由核燃料在反响堆内发生链式裂变反响，放出原子核能产生蒸汽；而火电厂的蒸汽供应系统是由煤或石油在锅炉内熄灭，放出热能来产生蒸汽。3、核电厂在环境上优于火电厂，这是由于不放处二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物，不会呵斥温室效应和酸雨，从而维护了人类赖以生存的生态环境。变电所的类型■变电所按照其容量和重要程度可分为：▲枢纽变电所：处于电力系统的中枢位置，衔接电力系统高压和中压的几个部分，聚集电源多，电压等级较高，如330KV～500KV等，假设枢纽变电所发生缺点出现全所停电，将导致系统解裂，甚至出现系统解体的灾难局面。▲中间变电所：将发电厂或枢纽变电所与负荷中心联络，普通聚集2～3个电源，起系统交换功率或使长间隔输电分段的作用，同时还降压供应所在地域用户用电。电压等级多为220KV～330KV，当全所停电时，将引起区域网络解裂，影响较大。▲地域变电所：对地域用户供电，起高压侧普通为110～220KV。全所停电时，仅使该地域停电。▲终端变电所：处于电力网的末端，直接向本地域负荷供电，而不再向其他地域保送电能。高压侧多为110KV或更低，种类变电所假设全所停电，影响更小，只是用户遭到损失。发电厂和变电所的电气设备■根据电气设备的作用不同，可以分为一次设备和二次设备。▲一次设备：直接与发输配电电路相衔接的设备。1、发电机：产生电能的设备。2、变压器：改动电压等级的设备。3、电动机：耗费电能的设备。4、载流导体：传输电能的裸导体、电缆等。5、母线：专门用来接受和分配电能的导体。6、电抗器：限制短路电流的设备。7、避雷器：防止过电压的设备。8、接地安装：任务接地、维护接地等都与地中的接地安装相连，以保证电力系统正常运转和保证人身平安。9、断路器：具有开合电路的公用灭弧安装，可以开断或闭合负荷电流和开断短路电流，故用来作为接通或开断电路的控制电器。10、隔分开关：没有灭弧安装，用来在切断电路时建立明显可见的空气绝缘间隙，将电源与停运设备可靠隔离，以保证检修平安。隔分开关主要分为母线隔分开关、线路隔分开关、接地开关。11、负荷开关：只能接通和断开正常的负荷电流，而不能断开短路电流。12、电压互感器：用来将高电压按照一定的比例变为小电压的设备。13、电流互感器：用来将大电流按照一定的比例变为小电流的设备。二次设备■二次设备：对一次设备的任务进展监测、维护和控制的设备。1、继电维护和自动安装：用于反响缺点和不正常任务形状的设备。2、电压表、电流表、电能表：丈量电气参数的设备。3、直流电源设备：供应控制、维护用的直流电源。4、操作电器、信号设备以及控制电缆等。电气主接线■电气主接线的概念电气主接线是指发电厂和变电所中的一次设备按照设计要求衔接而成的电路，而这种设计要求通常是指一次设备按照其功能要求组成接受和分配电能的电路。也称作一次系统。■电气主接线可以分为有母线的主接线和无母线的主接线。▲有母线的主接线§单母线类：单母线不分段、分段、分段带旁路母线等。§双母线类：双母线不分段、分段、分段带旁路母线、2/3接线等。▲无母线的主接线：桥式接线、角形接线和单元接线等。■电气主接线图§用规定的图形和文字符号将发电机、变压器、母线、开关电器、输电线路等有关电气设备，按照电能流程顺序衔接而成的电路图。§电气主接线图有用单相图和用三相图两种表示方式。对电气主接线的根本要求■一个发电厂或变电所的主接线方式，主要取决于该发电厂或变电所的规模、电压等级及其在电力系统中的位置，取决于出线回路数、电气设备的特点以及负荷的性质等。■但要满足以下根本要求：§可靠性：各种设备缺点时，停顿供电的时间和影响范围尽能够小。§灵敏性：经过切换操作，顺应不同的运转方式，如检修。§经济性：指投资、能耗、占地和运转费用目的。§简单明晰,便于操作。§思索可扩建性。倒闸操作的根本要求▲正确运用电器，如断路器可以接通或断开电路，隔分开关可以隔离电压和切换电路〔即两组隔分开关两侧电位根本一样的条件下，对并联的来年贵族隔分开关拉合时，仅起电流转移的作用，而未断开或接通任何电路，故隔分开关触头不会产生电弧〕等等。▲保证最大平安性，不影响其他支路正常运转，即使发生缺点也应该对整个安装影响最小。▲根据运转方式和操作要求，应使操作步骤最少。▲任何设备不允许在无维护形状下投入运转。▲操作过程中，操作人员行走途径最短。▲倒闸操作必需严厉遵守有关规程规定，仔细执行操作监护制度，准确无误地填写操作票，保证电网平安、稳定、经济运转。倒闸操作必需按照如下操作顺序操作：§线路送电时的操作顺序为：先闭合母线隔分开关，再闭合线路隔分开关，最后合上断路器；§线路停电时的操作顺序为：先断开断路器，再拉开线路隔分开关，最后拉开母线隔分开关；§起用母线，应先充电检查，后接入运用的原那么；§隔分开关操作并联供电电路原那么：先接通并联分支，再拉本分支，遵照等电位操作原那么。电力系统的短路缺点■短路的主要缘由及类型▲短路的主要缘由：§电气设备载流部分的绝缘损坏；§误操作；§机械损坏；§雷击或过电压击穿。▲短路类型§三相短路；§两相短路;§单相接地短路■短路的主要危害▲短路电流>正常任务电流，使导线和开关设备大量发热，绝缘老化，甚至导体熔化，短路会产生电弧。▲短路电流产生强大的电动力，可使导体变形，如母线弯曲，绝缘子断裂；▲使电网电压U降低，且越接近短路点电压U越低；▲不对称短路缺点将会产生零序电流、零序磁通，干扰交通讯号，影响通讯系统的正常任务；▲影响电力系统的稳定，要采用限流措施。■短路电流计算的目的▲为合理选择电气设备提供根据，以保证设备在系统短路时不被损坏；▲为选择和整定继电维护安装提供根据。电力系统的短路缺点电力系统继电维护电力系统继电维护的作用▲电力系统在运转中，能够发生各种缺点和不正常的运转形状〔包括过负荷、频率降低、发电机忽然甩负荷、电力系统发生振荡等〕。除采取措施消除或减少发惹事故的能够性外，缺点一旦发生，必需自动、迅速而有选择性的切除缺点元件〔普通要求在非常之几~百分之几内完成〕。由装设在每个电气元件上的继电维护安装来完成，同时能反映各种不正常运转形状，并根据运转维护的条件，动作于发信、减负荷或跳开断路器，防止不用要的动作和由于干扰而引起的误动作。▲继电维护安装，就是指能反响电力系统中电气元件发生缺点或不正常运转形状，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种安装，它的根本义务是：§自动、迅速而有选择性地将缺点元件从电力系统中切除，使缺点元件免于继续遭到破坏，保证其它无缺点部分迅速恢复运转；§反响电气元件的不正常运转形状，并根据运转维护的条件〔例如有无经常值班人员〕，动作于发出信号、减负荷或