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1、电力系统基础知识介绍 课件你现在浏览的是第一页，共55页1.电力系统的概念和组成电力系统电力系统由发、输、变、配组成（生产、输送、分配、消费）你现在浏览的是第二页，共55页从调度、管理、控制的角度看你现在浏览的是第三页，共55页从电压等级的角度看你现在浏览的是第四页，共55页调 度 大 楼你现在浏览的是第五页，共55页你现在浏览的是第六页，共55页电力调度电力调度：是电力系统内部的一个组织机构 即电网调度机构。也就是电网的 发电、供电、用电运行组织、指 挥、指导和协调中心。你现在浏览的是第七页，共55页从发电到用户的供电过程你现在浏览的是第八页，共55页发 电 厂你现在浏览的是第九页，共55页
2、输 电 网 络你现在浏览的是第十页，共55页我 国 电 网 介 绍你现在浏览的是第十一页，共55页你现在浏览的是第十二页，共55页 目前我国基本上进入大电网、大电厂、大机组、高电压输电、目前我国基本上进入大电网、大电厂、大机组、高电压输电、高度自动控制的新时代高度自动控制的新时代 。截止。截止20082008年年7 7月装机总容量突破月装机总容量突破7.007.00亿千瓦。亿千瓦。我国现有发电装机容量在我国现有发电装机容量在20000MW20000MW以上的电力系统以上的电力系统1111个，个，其中东北、华北、华东、华中电网装机容量均超其中东北、华北、华东、华中电网装机容量均超30000MW3
3、0000MW，华东、华中电网甚至超过，华东、华中电网甚至超过40000MW40000MW，西北电网的装机容量，西北电网的装机容量也达到也达到20000MW20000MW。南方电力联营系统连结广东、广西、贵。南方电力联营系统连结广东、广西、贵州、云南四省电网，实现了西电东送。其它几个独立省网，州、云南四省电网，实现了西电东送。其它几个独立省网，如四川、山东、福建等电网和装机容量也超过或接近如四川、山东、福建等电网和装机容量也超过或接近10000MW10000MW。各电网中各电网中500KV500KV（包括（包括330KV330KV）主网架逐步形成和壮大。）主网架逐步形成和壮大。220KV220K
4、V电网不断完善和扩充。电网不断完善和扩充。从从19881988年起连续每年新增投产大中型发电机组超过年起连续每年新增投产大中型发电机组超过10000MW10000MW。19901990年我国第一条从葛洲坝水电站至上海南桥换流站的年我国第一条从葛洲坝水电站至上海南桥换流站的500KV500KV直流输电线路实现双极运行，使华中和华东两大区直流输电线路实现双极运行，使华中和华东两大区电网实现非同期联网。电网实现非同期联网。你现在浏览的是第十三页，共55页电力体制改革方案：1(1(电监会电监会)+2()+2(电网公司电网公司)+5()+5(发电集团发电集团)+4()+4(辅业集团辅业集团)两家电网公司
5、是国家电网公司、中国南方电网有限责任公两家电网公司是国家电网公司、中国南方电网有限责任公司；司；家发电集团公司是中国华能集团公司、中国大唐集团家发电集团公司是中国华能集团公司、中国大唐集团公司、中国华电集团公司、中国国电集团公司和中国电力公司、中国华电集团公司、中国国电集团公司和中国电力投资集团公司；投资集团公司；家辅业集团公司是中国电力工程顾问集团公司、中国水家辅业集团公司是中国电力工程顾问集团公司、中国水电工程顾问集团公司、中国水利水电建设集团公司和中国葛电工程顾问集团公司、中国水利水电建设集团公司和中国葛洲坝集团公司洲坝集团公司你现在浏览的是第十四页，共55页电 网 图你现在浏览的是第十
6、五页，共55页电力系统为什么要互联并网运行1.采用高效率大容量机组采用高效率大容量机组减少备用容量2.合理利用动力资源合理利用动力资源水、火电互补水、火电互补3.提高供电可靠性提高供电可靠性系统越大，抗干扰能力系统越大，抗干扰能力 越强越强4.4.提高运行的经济性装高效率大容量机组、合理利用动力资源、合理分配负荷、削峰填谷。合理利用动力资源、合理分配负荷、削峰填谷。你现在浏览的是第十六页，共55页全国联网势在必行现在：7个跨省电网，5个独立省网2015年全国联网：以三峡电站为中心，东西南北四方向联网东西以送电和联网效益并重南北以获得联网效益为主，兼顾送电联网方案：首先建成三峡电网（华东、华中、
7、四川、重庆）中部电网：以三峡电站为中心沿长江展开北部电网：以华北为中心，与东北、山东联网，开发 黄河上游拉西瓦等水电站，实现与西北联网南部电网：红水河、澜沧江、乌江流域、贵州煤炭基地你现在浏览的是第十七页，共55页全国联网势在必行全国联网势在必行北部和中部三纵：西线：西北与川渝以直流方式相联西线：西北与川渝以直流方式相联中线：华北与华中以直流背靠背相联中线：华北与华中以直流背靠背相联东线：山东与华东以直流背靠背相联东线：山东与华东以直流背靠背相联南部和中部：南部和中部：提高水电利用容量，减少弃水提高水电利用容量，减少弃水湖南衡阳到广东韶关湖南衡阳到广东韶关500KV500KV交直流输电交直流输
8、电三峡到广东的远距离直流输电三峡到广东的远距离直流输电你现在浏览的是第十八页，共55页近年来停电事故频发近年来停电事故频发8.148.14美加大停电美加大停电8.288.28伦敦大停电伦敦大停电9.19.1悉尼和马来西亚大停电悉尼和马来西亚大停电9.289.28意大利大停电意大利大停电近年来面临严重缺电近年来面临严重缺电 去年缺电3500万KW，今年缺电2500万KW。电力建设滞后于电力需求增长，电力供应总量不足，是造成电力供应逐步紧张的根本原因。你现在浏览的是第十九页，共55页 2.电能变换和电源构成电 能 变 换你现在浏览的是第二十页，共55页电源构成及展望 火电火电70%、水电、水电20
9、%20%、核电10%10%燃料电池、太阳光、太阳能（分散型）21世纪新能源纪新能源 热核反应热核反应不使用放射性材料的核能，不使用放射性材料的核能，20302030年后实用化后实用化 2050 2050年时，电力供应是现在的23倍（倍（1500015000亿KW.h)KW.h)核能约占54%54%，燃料电池等分散型电源和电力储存系统约占储存系统约占15%20%15%20%你现在浏览的是第二十一页，共55页我国的能源结构极不合理我国的能源结构极不合理目前电源配置情况目前电源配置情况20202020年电源配置情况年电源配置情况你现在浏览的是第二十二页，共55页电源构成及展望你现在浏览的是第二十三页
10、，共55页火力发电:火电厂:是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂，它的基本生产过程是：燃料在锅炉中燃烧加热水使成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，烧加热水使成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能；火电发电 燃料燃烧 水 蒸汽 机械能 发电 你现在浏览的是第二十四页，共55页火 电 厂分类：按燃料分：燃煤发电厂、燃油发电厂、燃气发电厂、余热发电厂、圾及工按燃料分：燃煤发电厂、燃油发电厂、燃气发电厂、余热发电厂、圾及工业废料为燃料的电厂业废料为燃料的电厂 按蒸汽压力和温度分：中低压发电（按蒸汽压力和温度分：中低
11、压发电（3.92MPa3.92MPa，450450度）、高压发电厂度）、高压发电厂（9.9MPa9.9MPa，540540度）、超高压发电厂（度）、超高压发电厂（13.83MPa13.83MPa，540540度）、亚临界压力发电度）、亚临界压力发电厂（厂（16.77MPa16.77MPa，540540度）、超临界压力发电厂（度）、超临界压力发电厂（22.11MPa22.11MPa，550550度）度）按发电厂装机容量分：小容量发电厂（按发电厂装机容量分：小容量发电厂（100MW100MW以下）、中容量发电厂以下）、中容量发电厂（100250MW100250MW）、大中容量发电厂（）、大中容量发
12、电厂（2501000MW2501000MW）、大容量发电厂（）、大容量发电厂（1000MW1000MW以上）；以上）；我国目前最大的火电厂：浙江北仑港电厂，装机容量我国目前最大的火电厂：浙江北仑港电厂，装机容量300300万万KWKW（即（即3000MW3000MW），），5 5台台6060万万KWKW（600MW600MW）机组。）机组。按原动机分：凝气式汽轮机发电厂、燃气轮机发电厂、内燃机发电厂、蒸按原动机分：凝气式汽轮机发电厂、燃气轮机发电厂、内燃机发电厂、蒸汽汽燃汽轮机发电厂等燃汽轮机发电厂等 按输出能源分：凝汽式发电厂（只发电）、热电厂（发电兼供热）按输出能源分：凝汽式发电厂（只发电
13、）、热电厂（发电兼供热）你现在浏览的是第二十五页，共55页输出能源：凝汽式效率低（3740%）、容量大，坑口电厂热电厂效率高（6770%）、容量小，城市区火 电 厂 坑口电厂：坑口电厂：是指建设在靠近煤矿坑口附近的发电厂，因为火力发电厂耗煤量非常大，一个中等规模的火力发电厂一年需要消耗标准煤150万吨左右。如果不设在坑口附近，就必须依靠铁路，海运，等途径进行远才来运输来降低生产成本，不在海边，也不在铁路边的电厂，一般会修建专门的配套铁路。你现在浏览的是第二十六页，共55页汽轮机发电厂的构成：你现在浏览的是第二十七页，共55页典型凝气式燃煤电厂生产示意图你现在浏览的是第二十八页，共55页你现在浏
14、览的是第二十九页，共55页火电厂图片你现在浏览的是第三十页，共55页火电厂图片你现在浏览的是第三十一页，共55页 水利发电：水力发电系利用河川、湖泊等位于高处具有位能的水水力发电系利用河川、湖泊等位于高处具有位能的水流至低处，将其中所含之位能转换成水轮机之动能，再流至低处，将其中所含之位能转换成水轮机之动能，再藉水轮机为原动机，推动发电机产生电能。因水力发电藉水轮机为原动机，推动发电机产生电能。因水力发电厂所发出的电力其电压低，要输送到远距离的用户，必厂所发出的电力其电压低，要输送到远距离的用户，必须将电压经过变压器提高后，再由架空输电路输送到用须将电压经过变压器提高后，再由架空输电路输送到用
15、户集中区的变电所，再次降低为适合於家庭用户、工厂户集中区的变电所，再次降低为适合於家庭用户、工厂之用电设备之电压，并由配电线输电到各工厂及家庭用之用电设备之电压，并由配电线输电到各工厂及家庭用户。户。水 冲击水轮机旋转 带动发电机发电 你现在浏览的是第三十二页，共55页水电厂分类：水 电 厂堤坝式引水式：河床坡度较大时混合式：兼有堤坝式与引水式抽水蓄能水电厂坝后式：单独筑坝，厂房在坝后（三门峡）河床式：厂房与坝一起（葛州坝）你现在浏览的是第三十三页，共55页水力发电你现在浏览的是第三十四页，共55页水力发电厂图片你现在浏览的是第三十五页，共55页水资源：水 资 源蕴藏量：6.8亿KW可利用量：
16、3.78亿KW20世纪末，装机3.0亿KW，水电0.9亿KW三 峡水位：200m流量：14300m3/s可装机：2500万kw计划装机：70*26=1820万kw，已投980你现在浏览的是第三十六页，共55页三峡电站：你现在浏览的是第三十七页，共55页三峡电站：你现在浏览的是第三十八页，共55页三峡电站：你现在浏览的是第三十九页，共55页核电厂：用核蒸汽发生系统代替火电厂锅炉生产蒸汽系统核 能反应堆裂变能裂变能：一定能量的中子撞击重金属元素的核（铀、钚）一定能量的中子撞击重金属元素的核（铀、钚）聚变能聚变能：不同轻元素的原子核进行聚合（氘、氚）不同轻元素的原子核进行聚合（氘、氚）热中子反应堆热
17、中子反应堆：铀铀235为燃料，低中子撞击，目前采用为燃料，低中子撞击，目前采用快中子反应堆快中子反应堆：铀铀238、钚、钚239为燃料，高速、高能中子为燃料，高速、高能中子 撞击，效率高撞击，效率高100倍，个别国家使用倍，个别国家使用1kg铀235相当于2700t煤你现在浏览的是第四十页，共55页核电站：核电站：19511951年第一座年第一座100KW100KW核电站在美国核电站在美国 现在全世界有现在全世界有441441座，总装机座，总装机3.53.5亿亿kwkw 我国秦山（我国秦山（30+2*60+2*7030+2*60+2*70），大亚湾（），大亚湾（2*902*90万万KWKW）2
18、020 2020年我国装机达年我国装机达88.588.5亿亿kw,kw,其中核电其中核电40004000万万kwkw 未来未来1515年计划修建年计划修建4040座座100100万万kwkw核电站核电站 核电投资大：核电投资大：1.11.651.11.65万元万元/kw/kw；火电：；火电：40004000元元/kw/kw 建设周期：核电建设周期：核电7070个月；火电：个月；火电：3030个月个月 核电比火电寿命长核电比火电寿命长3030年年你现在浏览的是第四十一页，共55页核电厂：你现在浏览的是第四十二页，共55页核电厂：你现在浏览的是第四十三页，共55页核电厂：你现在浏览的是第四十四页，
19、共55页新能源发电和电力储存你现在浏览的是第四十五页，共55页3.电力系统的负荷一、负荷类型负荷用电设备在某时刻从系统中取用的功率负 荷 类 型异步电动机同步电动机各类电炉整流设备电子仪器电灯负荷变化是随机的规律性用负荷曲线表示你现在浏览的是第四十六页，共55页负荷曲线日负荷曲线安排电能生产计划的基础年负荷曲线安排检修计划、装机计划的依据负 荷 曲 线 及表 示 法你现在浏览的是第四十七页，共55页日负荷曲线日用电量：日平均负荷：负荷率：kp=pav/pmax你现在浏览的是第四十八页，共55页年负荷曲线年负荷曲线年用电量：年用电量：Tmax=W/Pmax你现在浏览的是第四十九页，共55页4.电
20、力系统运行的特点及要求运行特点：电能不能大量储存 过渡过程非常迅速（30万KM/S）电力和国民经济各部门关系密切你现在浏览的是第五十页，共55页运行要求：最大限度地满足用户的用电要求保证供电的可靠性保证电能质量（电压、频率、波形）提高电力系统的经济性你现在浏览的是第五十一页，共55页5.电力系统的电压等级电气设备的额定电压和最高电压额定电压：电气设备在此电压下长期工作，效率和寿命最好最高电压：考虑设备的绝缘性能确定的最高运行电压值你现在浏览的是第五十二页，共55页如何确定电气设备的额定电压同一标称电压下，不同电气的额定电压是不同的同一标称电压下，不同电气的额定电压是不同的1、用电设备允许偏差2、线路首末端允许偏差3、发电机在首端：额定电压高出接入电网电压 5%5%1.05UN0.95UNU2U1UN4、变压器一次侧：用电设备二次侧：发电设备=电网额定电压升压变：=发电机额定电压降压变：=电网额定电压UN额定电压为空载电压内部损耗约5%二次电压高出10%你现在浏览的是第五十三页，共55页如何确定电气设备的额定电压你现在浏览的是第五十四页，共55页不同标称电压下传输距离和传输功率范围你现在浏览的是第五十五页，共55页