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1、1电力系统概述电力系统概述&陈丽丹陈丽丹2电力系统及其自动化电力系统及其自动化 电电力力系系统统及及其其自自动动化化学学科科主主要要涉涉及及电电能能的的产产生生、变变换换、输输送送、分分配配、控控制制的的理理论论，电电力力系系统统的的规规划划、运运行行规规律律、以以及及相相应应的的测测量量、保保护护、调调节节、控制系统的理论和技术。控制系统的理论和技术。&火电&核电&太阳能&风电&输电线路&变电站&工业负荷&农业负荷&商业负荷&居民负荷q电力系统的构成&发电厂&输电线路&变电站&用户&水电41882年9月第一个完整的直流电力系统由Thomas Edison在纽约建成并投入使用，电压110V,输
2、送距离1.5km。1、电力系统、电力网及动力系统1889年9月第一个单相交流输电系统在美国俄勒冈州（Oregon)投入运行，电压4000V,输送距离21km。1893年第一个三相交流输电系统在美国南加州投入运行，电压2300V,输送距离12km。5热力网热力网水水库库23kV锅锅炉炉10kV10kV工业用户工业用户220/380V商业用户商业用户反反应应堆堆23kV220kV110kV500kV电力系统电力网动力系统动力系统6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广大用户的用电设备所组成的统一整体。电力网：发电设备和用电设备之间输送和分配电能的网络。动力系统：电力系统加上带
3、动发电机转动的动力部分。72.电力网的电压等级及确定原则确定原则：输送功率 输送距离 同系统中电压等级不宜过多或过少，级差不宜过大8架空输电线路的额定电压与输送功率和输送距离架空输电线路的额定电压与输送功率和输送距离的关系的关系 9q输电技术及特点 限制短路电流限制短路电流适用于海底电缆输电适用于海底电缆输电直流输电调节灵活直流输电调节灵活实现交流系统异步连接实现交流系统异步连接无系统稳定问题无系统稳定问题 交流电可高压发出交流电可高压发出交流变电站维护容易交流变电站维护容易&费用低费用低 交流电压可用变压器交流电压可用变压器简单有效地升压、降压简单有效地升压、降压&交流输电特点&直流直流输电
4、特点特点VS&输输电电技技术术103 3、电力网和变电所的分类、电力网和变电所的分类电力网超高压电力网地方电力网区域电力网超高压电力网：电压等级在330750kV，输电距离在3001000km。区域电力网：电压等级在110220kV，输电距离在50300km。11变电所地方电力网：电压等级在35110kV，输电距离在50km以内的中压电力网。枢纽变电所中间变电所终端变电所v枢纽变电站：处于电力系统的中枢地位，连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，并具有多条联络线路。12v中间变电站：将发电厂或枢纽变电站与负荷中心联系，一般汇集23个电源，起系统交换功率或使长距离输电线路分段的作用。v
5、终端变电站：处于电力网的末端，直接向本地负荷供电，而不再向其他地区输送电能。13热力网热力网水水库库23kV锅锅炉炉10kV10kV工业用户工业用户220/380V商业用户商业用户反反应应堆堆23kV220kV110kV500kV超高压电网地方电力网区域电力网枢纽变电站中间变电站终端变电站14l变电站是联系发电厂和用户之间的中间环节，它通过变压器将各个电压等级的电网联系起来，用于变换电压、接受和分配电能，控制电力的流向和调整电压。&变电变电站设施站设施&变压器变压器&开关设开关设备备&母线母线&互感器互感器&并联电容器并联电容器&并联电抗器并联电抗器q变电站介绍15煤炭、石油、天然气 火力发电
6、厂将一次能源转换为电能的工厂。三、发电厂水能水力发电厂核能核电厂新能源(风能、潮汐、地热、太阳能)新能源电厂16火力发电厂：利用固体、液体、气体燃料的化学能来生产电能的工厂1.火力发电厂原动机：凝汽式汽轮机、燃气轮机、内燃机 我国大部分火电厂为凝汽式火力发电厂 化学能热能机械能电能燃烧原动机发电机1718192021222324252.水力发电厂水力发电厂：利用水库、河流所蕴藏的水力资源来生产电能的工厂水电厂的类型堤坝式引水式抽水蓄能电站 势能机械能电能水轮机发电机26堤坝式水电厂:利用修筑拦河堤坝来抬高上游水位，形成发电水头的水电厂。分类坝后式河床式27坝后式水力发电厂示意图上游水库大坝变压
7、器发电机下游28河床式水力发电厂示意图进水口厂房溢流坝29引水式水力发电厂堰引水渠压力水管厂房30抽水蓄能电站（发电）水坝压力水管厂房蓄水池31 抽水蓄能电站（蓄能）323.核电厂核电厂：利用核能发电的工厂分类轻水堆重水堆石墨冷气堆沸水堆压水堆33沸水堆型核电厂示意图混凝土防护壳主循环泵控制棒反应堆汽轮机发电机凝结器凝结水泵34压水堆型核电厂示意图混凝土防护壳控制棒反应堆加压器主循环泵蒸汽发生器354.其它能源发电其它能源发电 风力发电地热发电潮汐发电太阳能发电36风力发电示意图373839地热发电示意图火山地下水蒸汽包汽轮机发电机冷却塔循环水泵4041潮汐发电潮汐发电：利用海水涨潮、落潮中的
8、动能和势能来发电42太阳能发电示意图43额定电压:能保证电气设备正常运行，且具有最佳技术指标和经济指标的电压，称为额定电压。我国公布的额定电压 注意：其中3kV及以上的高电压均指三相交流系统的线电压。四、电力系统的额定电压44 五、电力系统运行的基本要求1、保证供电的安全可靠性“安全、可靠、优质、经济”电力用户的分类一类用户：煤矿、大型医院；大型冶炼厂，军事基地；国家重要机关，城市公用照明等452、保证电能质量二类用户：大型影剧院及商场三类用户：小城镇、小加工厂、农村用电等。电能质量指标频率电压波形 正弦波的畸变率是指各次谐波有效值平方和的方根值占基波有效值的百分比。46v 我国规定的额定频率
9、值为50Hz，大容量系统允许频率偏差0.2Hz，中小容量系统允许频率偏差0.5Hz；v 35kV及以上的线路额定电压允许偏差5%；10kV线路额定电压允许偏差7；v220V单相供电电压允许偏差范围-10+7%。473、保证电力系统的稳定性 稳定问题是影响大型电力系统运行可靠性的一个重要因素。4、保证运行人员和电气设备工作的安全设计合理、维护及时、严格遵守规章制度5、保证电力系统运行的经济性规划设计合理、提高系统调度和管理水平48六、我国电力现状和发展前景&1.历史及现状（略）&2.中国电力工业展望（略）&3.电力前沿技术 493.电力前沿技术分布式电源液体或气体燃料的内燃机微型燃气轮机 工程用的燃料电池 50大功率电力电子技术的应用 灵活交流输电技术(FACTS)定质电力技术 新型直流输电技术 同步开断技术 全可控的电力系统 51电磁兼容技术 电磁环境评价 电磁干扰耦合路径 电磁抗扰性评价 抗干扰措施 电能质量系统