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1、2 2/51/51第一章第一章 概述概述第二章第二章 载流导体的发热和电动力载流导体的发热和电动力第三章第三章 灭弧原理及主要开关电器灭弧原理及主要开关电器 第四章第四章 电气主接线及其设计电气主接线及其设计第五章第五章 厂用电接线及设计厂用电接线及设计第六章第六章 导体和电气设备的原理与选择导体和电气设备的原理与选择第七章第七章 配电装置配电装置 教学内容教学内容3 3/51/51第一章第一章 概述概述一、世界电力工业发展简况一、世界电力工业发展简况世界电力工业的起源p1831年法拉第发现电磁感应定律年法拉第发现电磁感应定律；p1875年年巴巴黎黎北北火火车车站站发发电电厂厂的的建建立立，电
2、电真真正正进进入入了了实实用用的的阶阶段段。第第一一台台火火力力发发电电机机组组（直直流流发发电电机机），用用于于照照明供电明供电；p1879年年，美美国国旧旧金金山山实实验验电电厂厂开开始始发发电，这是世界上最早出售电力的电厂电，这是世界上最早出售电力的电厂。5 5/48/48世界上第一台发电机世界上第一台发电机6 6/48/48世界上第一台发电机世界上第一台发电机7 7/51/51我国电力工业的起源p1879年年 10马马力力直直流流发发电电机机点点亮亮上上海海第第一盏电灯一盏电灯；p1882年年英英国国商商人人立立得得尔尔创创办办上上海海电电气气公司建一台公司建一台16马力蒸汽发电机组马
3、力蒸汽发电机组；p1912年年我我国国第第一一座座水水电电站站云云南南石石龙龙坝坝水电站：水电站：240kW 2。8 8/48/481912年建成的云南石龙坝水电站年建成的云南石龙坝水电站(2 240kW)我国电力工业的发展我国电力工业的发展p1949年年 全国装机全国装机185万万kW（21位）位）发电量发电量43亿亿kWh （25位）位）。p1995年年，我我国国年年发发电电量量达达到到10000亿亿kWh，仅仅次次于于美美国国位位居居世世界界第第2，全全国国发发电电设设备备总总装装机机容容量达到量达到2.1亿亿kW，居世界第，居世界第3。p1996年年，我我国国的的年年发发电电量量和和发
4、发电电设设备备装装机机容容量量均仅次于美国，位居世界第均仅次于美国，位居世界第2。p截截至至2013年年底底，我我国国发发电电装装机机容容量量达达到到12.5亿亿kW，首首次次超超过过美美国国位位居居世世界界第第1。全全国国火火电电机机组组供供电电标标准准煤煤耗耗321g/kWh，提提前前实实现现国国家家“十十二二五五”规规划划目目标标，煤煤电电机机组组供供电电标标准准煤煤耗耗居居世界先进水平。世界先进水平。1010/51/51我国电力工业的发展我国电力工业的发展全球和中美两国的发电量及增幅（单位：全球和中美两国的发电量及增幅（单位：TWh）20072008200920102011201220
5、1320142015美国美国发电量发电量4365.44326.14147.84332.84305.24253.54275.14306.94303.0增幅增幅/%2.3-0.9-4.24.5-0.6-1.20.50.7-0.1中国中国发电量发电量3281.63495.83714.74207.24713.04987.65431.65794.55810.6增幅增幅/%14.56.56.213.312.05.88.96.70.3世界世界发电量发电量19955.320350.420183.921493.822184.622753.423336.323893.624097.7增幅增幅/%4.72.0-0.
6、86.53.22.62.62.40.91111/51/51我国电力工业的发展我国电力工业的发展2009-2015年全球电力生产年全球电力生产结构结构：2009201020112012201320142015全球总发电量全球总发电量/TWh20183.921493.822184.622753.423336.323893.624097.7化石燃料化石燃料/%6982.067.780.679.778.377.977.276.3核核能能/%1313.0再生能源发电再生能源发电/%18.019.420.321.722.122.823.7水力发电水力发电/%15.016.115.316.516.416.6
7、16.6风电场风电场/%3.03.35.05.22.95.83.16.23.77.3生物发电生物发电/%1.81.82.0光伏发电光伏发电/%0.70.91.2地热发电地热发电/%0.40.40.4聚热发电聚热发电/%海洋能发电海洋能发电/%1212/51/51我国电力工业的发展我国电力工业的发展世界世界上上在运的在运的最大最大9个发电个发电站：站：序序号号发电站名称发电站名称国家国家总装机容量总装机容量MW年发电量年发电量TWh能源类型能源类型1三峡大坝三峡大坝/ThreeGorges中国中国2250098.8（2014）水力发电水力发电2伊泰普大坝伊泰普大坝/ItaipuDam巴西巴西巴拉
8、圭巴拉圭1400098.63（2013）水力发电水力发电3溪洛渡大坝溪洛渡大坝/Xiluodu中国中国1386055.2（2015）水力发电水力发电4古里大坝古里大坝/Guri委内瑞拉委内瑞拉1023547（平均）（平均）水力发电水力发电5图库鲁伊大坝图库鲁伊大坝/Tucurui巴西巴西837021.4（1999）水力发电水力发电6柏崎刈羽核电站柏崎刈羽核电站/Kashiwasaki-Kariwa日本日本796560.3（1999）核能发电核能发电7大古力大坝大古力大坝美国美国680921（2008）水力发电水力发电8向家坝向家坝中国中国644830.7（2015）水力发电水力发电9龙滩大坝龙
9、滩大坝中国中国642618.7水力发电水力发电1313/48/482000年建成的浙江北仑发电厂年建成的浙江北仑发电厂300万万kW 60 51414/48/48上海外高桥发电厂上海外高桥发电厂30 4+90 21515/48/481980年投运第一台机组江厦潮汐电站年投运第一台机组江厦潮汐电站3200kW 1616/51/51我国电力工业的发展我国电力工业的发展p截截至至2013年年底底，我我国国的的非非化化石石能能源源发发电电也也有有了了长长足足发发展展，非非化化石石能能源源发发电电装装机机达达到到了了3.9亿亿kW，占总装机容量的，占总装机容量的31.6%。p截截至至2013年年底底，我
10、我国国水水电电装装机机容容量量达达2.6亿亿kW，抽抽水水蓄蓄能能装装机机容容量量达达2151万万kW，太太阳阳能能并并网网发发电电装装机机容容量量达达1479万万kW，风风电电并并网网装装机机容容量量达达7548万万kW。1717/48/482000年建成的广州抽水蓄能电站上坝库年建成的广州抽水蓄能电站上坝库(240万万kW 30 8)1818/48/481977年投运西藏羊八井地热电站年投运西藏羊八井地热电站 1919/48/48世界上最大的光伏电站是中国龙羊峡水世界上最大的光伏电站是中国龙羊峡水光互补光伏电站，装机容量达光互补光伏电站，装机容量达850MWp2020/48/48世界上最大
11、的陆地风电场世界上最大的陆地风电场-中国甘肃酒泉风电基地，中国甘肃酒泉风电基地，2009年开始建造，额定装机容量年开始建造，额定装机容量7965MW，最终计，最终计划划20000MW。2121/51/51我国电力工业的发展我国电力工业的发展p1972年年，我我国国建建成成了了第第一一条条330kV超超高高压压输输电电线路，从甘肃刘家峡水电厂到陕西关中地区。线路，从甘肃刘家峡水电厂到陕西关中地区。p1981年年，我我国国建建成成了了第第一一条条500kV超超高高压压输输电电线路，由河南姚孟火电厂到湖北武汉。线路，由河南姚孟火电厂到湖北武汉。p1988年年，我我国国建建成成了了从从葛葛洲洲坝坝到到
12、上上海海南南桥桥的的500kV高高压压直直流流输输电电线线路路，全全长长1080km，输输送容量达送容量达120万万kW，连接了华中、华东电网。，连接了华中、华东电网。p2005年年，我我国国建建成成了了第第一一条条750kV特特高高压压输输电电线路，从官厅到兰州东。线路，从官厅到兰州东。p2006年年，我我国国特特高高压压实实验验示示范范工工程程1000kV晋晋东东南南-南阳南阳-荆门工程正式奠基。荆门工程正式奠基。2222/48/48第一条第一条500kV输电线路（平顶山输电线路（平顶山-武汉）武汉）2323/48/48第一条第一条500kV直流输电线路（葛洲坝直流输电线路（葛洲坝-上海）
13、上海）2424/51/51我国电力工业的发展我国电力工业的发展p2006年年，云云广广800kV特特高高压压直直流流输输电电工工程程开开工工（世界首个（世界首个800kV特高压直流输电工程）。特高压直流输电工程）。p2014年年，溪溪洛洛渡渡左左岸岸-浙浙江江金金华华800kV特特高高压压直直流流输输电电线线路路正正式式投投运运，在在世世界界上上首首次次实实现现了了单单回回直直流流工工程程800万万kW连连续续运运行行和和840万万kW过过负荷输电运行。负荷输电运行。p溪溪浙浙工工程程建建成成投投运运后后，我我国国已已经经拥拥有有“两两交交四四直直”六六条条特特高高压压线线路路，初初步步构构建
14、建形形成成连连接接大大型型煤煤电电、水水电电、新新能能源源基基地地和和东东中中部部负负荷荷中中心心的的能源配置平台。能源配置平台。p截截至至2014年年底底，我我国国特特高高压压电电网网累累计计送送点点1930亿亿kWh，实实现现了了能能源源大大范范围围优优化化配配置置，保保障障了了清洁能源的送出和消纳。清洁能源的送出和消纳。2525/48/48武汉凤凰山武汉凤凰山500kV变电所（变电所（2 75万万kvA）我国电力工业的发展我国电力工业的发展p目目前前，我我国国最最大大的的火火电电机机组组容容量量为为110万万kW（新疆农六师煤电有限公司二期工程）（新疆农六师煤电有限公司二期工程）。p最最
15、大大的的水水电电机机组组容容量量为为80万万kW（向向家家坝坝水水电电站）。站）。p最最大大的的核核电电机机组组容容量量为为175万万kW（台台山山核核电电站站）。p最最大大的的火火力力发发电电厂厂装装机机容容量量为为540kW（内内蒙蒙古古托克托电厂，托克托电厂，860万万+230万万kW）。）。p最最大大的的水水力力发发电电厂厂装装机机容容量量为为2250万万kW（三三峡电厂，峡电厂，3270万万+25万万kW）2727/51/51我国电力工业的发展我国电力工业的发展p最最大大的的核核电电发发电电厂厂装装机机容容量量为为380万万kW（大大亚亚湾湾-岭澳核电站，岭澳核电站，290万万+21
16、00万万kW）。p最最大大的的抽抽水水蓄蓄能能发发电电厂厂装装机机容容量量为为240万万kW（广东抽水蓄能电厂，（广东抽水蓄能电厂，830万万kW）。）。p三三峡峡水水电电站站大大坝坝高高程程185米米，蓄蓄水水高高程程175米米，水水库库长长2335米米，静静态态投投资资1352.66亿亿元元人人民民币币，2012年年7月月4日日全全部部投投产产后后，已已成成为为全全世世界界最最大大的水力发电站和清洁能源生产基地。的水力发电站和清洁能源生产基地。2828/48/481997年开工的三峡水电站年开工的三峡水电站(2250万万kW 70 26+70 6+2 5)2929/48/481997年开工
17、的三峡水电站年开工的三峡水电站(2250万万kW 70 26+70 6+2 5)3030/48/481988年建成的葛洲坝水电站年建成的葛洲坝水电站(271.5万万kW 17 2+12.5 19)3131/48/481999年建成的二滩水电站年建成的二滩水电站(330万万kW 55 6)3232/48/488台机组，总台机组，总装机容量装机容量640万千瓦万千瓦18台机组，总台机组，总装机容量装机容量1386万千瓦万千瓦16台机组，总台机组，总装机容量装机容量1600万千瓦万千瓦10台机组，总台机组，总装机容量装机容量870万千瓦万千瓦3333/48/483434/48/483535/48/4
18、8我国电力工业的发展我国电力工业的发展p我我国国核核电电工工业业于于20世世纪纪70年年代代初初开开始始起起步步，1984年年开开始始修修建建的的30万万kW浙浙江江秦秦山山核核电电厂厂是是我我国国第第一一座座自自行行设设计计、制制造造、安安装装和和调调试试的的核核电电厂厂，该该电电厂厂于于1991年年12月月15日日成成功功并并网网，实实现现了了我我国国核核电电零零的突破。的突破。3737/48/481993年建成的秦山核电厂年建成的秦山核电厂30万万kW 3838/51/51我国电力工业的发展我国电力工业的发展p目目前前我我国国其其它它投投运运的的核核电电站站有有：广广东东省省大大亚亚湾湾
19、核核电电站站、广广东东省省岭岭澳澳核核电电站站、江江苏苏省省田田湾湾核核电电站。站。p我我国国在在建建的的最最大大核核电电厂厂是是山山东东海海阳阳核核电电，计计划划建建设设8台台125万万千千瓦瓦机机组组，总总装装机机容容量量达达到到1000万万千千瓦瓦。一一期期工工程程建建设设两两台台125万万千千瓦瓦机机组组，首首台机组计划于台机组计划于2014年投产。年投产。3939/48/481994年建成的大亚湾核电厂年建成的大亚湾核电厂180万万kW 90 2我国电力工业的发展我国电力工业的发展p世世界界上上第第一一台台核核电电机机组组于于1954年年4月月在在莫莫斯斯科科市市近近郊奥勃宁斯克核电
20、厂投运。郊奥勃宁斯克核电厂投运。p1969年年后后，核核电电进进入入工工业业推推广广阶阶段段，许许多多发发展展中中国国家家也也开开始始发发展展核核动动力力，到到2008年年，全全世世界界已已有有30多多个个国国家家和和地地区区共共450多多座座核核反反应应投投入入运运行行，核核电电总总装装机机容容量量为为3.5亿亿kW以以上上，年年发发电电量量占占全全世世界界总总发发电量的电量的17%。p最最大大核核电电厂厂是是日日本本柏柏崎崎刈刈羽羽核核电电厂厂，总总装装机机7台台，容容量量达达821.2万万kw，单单机机容容量量最最大大的的是是原原苏苏联联的的1,500MW石墨沸水堆机组。石墨沸水堆机组。
21、p目目前前在在建建的的单单机机容容量量最最大大的的核核电电机机组组是是由由德德阳阳东东方方电电机机制制造造的的ERP型型台台山山核核电电一一号号机机，单单机机容容量量达达175万万kW，投运日期为，投运日期为2017年底到年底到2018年初。年初。4141/51/51二、电力系统发展前景二、电力系统发展前景1、节能减排，世纪之约、节能减排，世纪之约2、做好电力规划，加强电网建设、做好电力规划，加强电网建设3、电力工业现代化、电力工业现代化4、联合电力系统、联合电力系统5、电力市场、电力市场6、IT技术技术7、洁净煤发电技术、洁净煤发电技术8、绿色能源的开发和利用、绿色能源的开发和利用4242/
22、51/51前景前景-节能减排，世纪之约节能减排，世纪之约p“十十一一五五”期期间间，全全国国关关停停小小火火电电机机组组容容量量共共7682.5万万kW，每每年年可可节节约约燃燃煤煤8700万万t，减减少少CO2排放排放17700万万t。p“十十二二五五”规规划划指指出出，要要加加快快转转变变电电力力发发展展方方式式，保保障障供供应应安安全全、优优化化能能源源结结构构、促促进进节节能能减排、实现和谐发展。减排、实现和谐发展。p规规划划2015年年全全国国水水电电增增加加1700万万kW，煤煤电电减减少少500万万kW，气气电电增增加加1000万万kW，太太阳阳能能发发电电增增加加300万万kW
23、，生生物物质质能能发发电电及及其其他他增增加加200万万kW。4343/51/51p电电能能是是发发展展国国家家国国民民经经济济的的基基础础，是是一一种种无无形形的、不能大量存储的二次清洁能源。的、不能大量存储的二次清洁能源。p电电能能的的发发、变变、送送、配配和和用用电电，几几乎乎是是在在同同一一瞬间完成的，须随时保持功率平衡。瞬间完成的，须随时保持功率平衡。p要要满满足足国国民民经经济济发发展展的的要要求求，电电力力工工业业必必须须超超前发展。前发展。p电电力力规规划划就就是是根根据据社社会会经经济济发发展展的的要要求求、能能源源资资源源和和负负荷荷的的分分布布，确确定定合合理理的的电电源
24、源结结构构和和战战略略布布局局，确确立立电电网网电电压压等等级级、输输电电方方式式和和合合理理的网架结构等。的网架结构等。p电电力力规规划划的的合合理理性性直直接接影影响响电电力力系系统统今今后后运运行行的稳定性、经济性、电能质量和未来的发展。的稳定性、经济性、电能质量和未来的发展。前景前景-做好电力规划，加强电网建设做好电力规划，加强电网建设4444/51/51p目目前前电电力力技技术术的的先先进进水水平平主主要要表表现现在在特特高高压压、大大系系统统、大大电电厂厂、大大机机组组、高高度度自自动动化化以以及及核核电技术。电技术。特特高高压压、大大系系统统：系系统统容容量量在在4000万万80
25、00万万kW以以上上，输输电电电电压压等等级级500、750、1000kV，500、800 kV。大电厂、大机组。大电厂、大机组。高高度度自自动动化化：火火电电厂厂实实行行单单元元集集中中控控制制，水水电电厂和变电站实行无人值班和远方集中控制。厂和变电站实行无人值班和远方集中控制。前景前景-电力工业现代化电力工业现代化4545/51/51p各各系系统统间间用用电电负负荷荷的的错错峰峰效效益益：减减少少总总装装机机容容量、节约电力建设投资。量、节约电力建设投资。p提高供电可靠性、减少系统备用容量。提高供电可靠性、减少系统备用容量。p有利于安装单机容量较大的机组。有利于安装单机容量较大的机组。p可
26、可进进行行电电力力系系统统的的经经济济调调度度：宏宏观观上上是是水水、火火电的经济调度，微观上是机组之间的经济调度。电的经济调度，微观上是机组之间的经济调度。p调峰能力互相支援：可减少系统调峰机组容量。调峰能力互相支援：可减少系统调峰机组容量。p还还具具有有提提高高高高效效率率机机组组利利用用率率和和使使用用廉廉价价燃燃料料，能能承承受受较较大大的的冲冲击击负负荷荷，有有利利于于改改善善电电能能质质量量等作用。等作用。前景前景-联合电力系统联合电力系统-效益效益4646/51/51p增增加加联联络络线线和和电电力力系系统统内内部部加加强强所所需需的的投投资资及及联络线的运行费用。联络线的运行费
27、用。p系系统统的的弱弱联联系系可可能能引引起起调调度度的的复复杂杂性性和和出出现现低低频振荡。频振荡。p增增加加了了系系统统的的短短路路容容量量，可可能能导导致致增增加加或或更更换换已有设备。已有设备。p增增加加了了联联合合电电力力系系统统的的通通信信和和高高度度自自动动化化的的复复杂性。杂性。前景前景-联合电力系统联合电力系统-问题问题4747/51/51p电电力力市市场场即即是是电电能能生生产产与与运运营营的的组组织织、指指挥挥、控控制制和和管管理理中中心心，也也是是电电能能商商品品集集中中交交易易与与结结算的场所。算的场所。p电电力力市市场场是是依依法法成成立立的的，采采用用经经济济手手
28、段段，本本着着公公平平竞竞争争、自自愿愿互互利利的的原原则则，对对电电力力系系统统中中发发电电、输输电电、供供电电和和用用户户等等进进行行协协调调和和运运行行管管理理的机构。的机构。p我我国国电电力力体体制制改改革革的的总总体体目目标标是是建建立立全全国国统统一一、竞竞争争开开放放、规规范范有有序序的的电电力力市市场场，这这必必将将引引起起调调度度、运运行行、自自动动化化、财财务务、规规划划和和用用户户等等方方面一系列重大改革。面一系列重大改革。前景前景-电力市场电力市场4848/51/51pIT技技术术在在电电力力系系统统的的成成果果体体现现主主要要在在于于：1、各各类类电电气气设设备备的的
29、微微机机化化和和智智能能化化（交交流流采采样样、数数字字滤滤波波、抗抗干干扰扰能能力力、计计算算速速度度、传传感感技技术术等等），2、电力系统各类复杂计算由计算机完成。、电力系统各类复杂计算由计算机完成。p现现有有成成功功系系统统：SCADA监监视视控控制制与与数数据据采采集集、EMS能能量量管管理理系系统统、DMS配配电电管管理理系系统统、MIS管管理理信信息息系系统统、数数字字化化变变电电站站、数数字字化化发发电电厂厂等。等。前景前景-IT技术技术4949/51/51p洁洁净净煤煤发发电电技技术术是是指指最最大大限限度度的的发发挥挥煤煤作作为为发发电电能能源源的的潜潜能能，同同时时实实现现
30、最最少少的的污污染染物物排排放放，以以达达到到煤煤的的高高效效、清清洁洁利利用用和和发发电电，具具体体体体现现在：在：煤炭利用前的净化技术。煤炭利用前的净化技术。煤煤炭炭燃燃烧烧过过程程中中的的洁洁净净煤煤技技术术（高高效效洁洁净净燃燃烧烧），是洁净煤发电技术的核心。，是洁净煤发电技术的核心。烟气净化技术，主要是烟气脱硫、脱氮技术。烟气净化技术，主要是烟气脱硫、脱氮技术。煤的转化，主要是指煤的气化和液化。煤的转化，主要是指煤的气化和液化。前景前景-洁净煤发电技术洁净煤发电技术5050/51/51p绿绿色色能能源源是是指指通通过过特特定定的的发发电电设设备备，将将风风能能、太太阳阳能能、生生物物
31、质质能能、海海洋洋能能和和地地热热能能等等可可再再生生能源转化得来的电能。能源转化得来的电能。p风力发电。风力发电。p太阳能发电。太阳能发电。前景前景-绿色能源的开发和利用绿色能源的开发和利用5151/51/51本课程的目的和任务本课程的目的和任务 通过课堂讲授、电化教学、课程设计、实验通过课堂讲授、电化教学、课程设计、实验及生产实习等教学环节，使学生树立工程观及生产实习等教学环节，使学生树立工程观点，掌握发电厂电气主系统的设计方法，并点，掌握发电厂电气主系统的设计方法，并在分析、计算和解决实际工程问题的能力等在分析、计算和解决实际工程问题的能力等方面得到训练，为从事电力系统中的设计、方面得到训练，为从事电力系统中的设计、运行和科研工作，奠定必要的理论基础。运行和科研工作，奠定必要的理论基础。5252/51/515353/51/51演讲完毕，谢谢观看！