第1章绪论 教学要求:了解我国电力工业发展概况:掌握电力系统的基本概念及发电厂、变电站的常见类型:了解发 电厂、变电站常用电气设备:掌握额定电压的确定方法。 1.1电力工业发展概况及前景 电的发明:1831年(英)法拉第→电磁感应→右手螺旋定则→电力系统 电能优点:①易于将其它形式的能转化为电能 便于远距离输送(输电线路、电缆) 电能集中,分配自由,能够满足各生产过程的工艺过程 速度快(30万km/s),能量大,能做到约时停送电 电力系统发展方向:大容量、超高压、远距离 到2001年底,全国水电装机达到8301万kw,火电达到25314万kw,核电达到210 万kw,风力和新能源发电达到37万kws 长江三峡工程是世界上最大的电站,总装机容量为18200MW。 广州抽水蓄能电站是世界最大的抽水蓄能电站,总装机容量为240万kw 西藏的羊卓雍湖水电站是世界上海拔最高的电站。 广东电网:90.7总装机容量为600万kw,向香港(650万kw)买电7~15万kw50港币/度。 92.12总装机容量为750万kw 广东 香港 贵州 云南 澳门 广东大电厂380万kw水电站75万kw、小水电150万kw 夜间 大亚湾核电站2X90万kw 从化广州抽水蓄能电站240万kW 增城500kV变电站 广东网电压骨架220kw→500kv 日本:1000kv 西欧:750k
第 1 章 绪论 教学要求：了解我国电力工业发展概况：掌握电力系统的基本概念及发电厂、变电站的常见类型；了解发 电厂、变电站常用电气设备；掌握额定电压的确定方法。 1.1 电力工业发展概况及前景 电的发明：1831 年（英）法拉第→电磁感应→右手螺旋定则→电力系统 电能优点： ①易于将其它形式的能转化为电能 ②便于远距离输送（输电线路、电缆） ③电能集中，分配自由，能够满足各生产过程的工艺过程 ④速度快（30 万 km/s），能量大，能做到约时停送电 电力系统发展方向：大容量、超高压、远距离 到 2001 年底，全国水电装机达到 8301 万 kw，火电达到 25314 万 kw，核电达到 210 万 kw，风力和新能源发电达到 37 万 kw。 长江三峡工程是世界上最大的电站，总装机容量为 18200MW。； 广州抽水蓄能电站是世界最大的抽水蓄能电站，总装机容量为 240 万 kw。 西藏的羊卓雍湖水电站是世界上海拔最高的电站。 广东电网：90.7 总装机容量为 600 万 kw，向香港（650 万 kw）买电 7～15 万 kw50 港币/度。 92.12 总装机容量为 750 万 kw 广西 广东 香港 云南 澳门 贵州 广东大电厂 380 万 kw 水电站 75 万 kw、小水电 150 万 kw 夜间 大亚湾核电站 2X90 万 kw————→从化广州抽水蓄能电站 240 万 kw 增城 500kv 变电站 广东网电压骨架 220kv→500kv 日本：1000kv 西欧：750kv
美国:750k 目前,我国电力工业已开始进入“大机组”“大电网”、“超高压”、“高自动化”的发展 新阶段,科技水平不断提高,调度自动化、光纤通信、计算机控制等高新技术,已在电力系 统中得到了广泛应用 1.2电力系统基本概念 基本概念 1、电力系统=发电厂+变电所+输电线路+用户 2、动力系统=电力系统+动力装置 3、电力网=变压+输电线路+用户 4、发电厂 燃烧 汽轮机 ①火电厂 石油 热能 电能 天然气化学能 机械能 分为凝汽式发电厂(专供发电) 热电厂(发电兼供热)一—如广州电厂、利用率高 如:黄埔电厂:4台12.5万kvA2台30万kvA机组 1号~4号机烧油5号、6号机烧煤 水轮机 ②水电站 水(落差流量) 机械能 电能 其生产过程简单、污染小、发电成本低 但建设投资大、工期长、受气候、水文条件影响大,分丰水,枯水 反应堆核裂变 机械能 ③核电站一—铀 热能 →电能 汽轮机 如:浙江秦山核电站(2X60万kw) 大亚湾核电站(2X90万kw) 阳江核电站 (2X90万kw) 特点:a消耗燃烧少,如容量为50万kw的大电厂,需燃烧150万吨/年 容量为50万kw的大电厂,需铀燃料20吨/ b燃烧时不需要空气助燃
美国：750kv 目前，我国电力工业已开始进入“大机组”、“大电网”、“超高压”、“高自动化”的发展 新阶段，科技水平不断提高,调度自动化、光纤通信、计算机控制等高新技术，已在电力系 统中得到了广泛应用。 1.2 电力系统基本概念 一、 基本概念 1、电力系统=发电厂+变电所+输电线路+用户 2、动力系统=电力系统+动力装置 3、电力网=变压+输电线路+用户 4、发电厂 煤 燃烧 汽轮机 ① 火电厂—— 石油 ———→ 热能———→ 电能 天然气 化学能 机械能 分为 凝汽式发电厂（专供发电） 热电厂（发电兼供热）——如广州电厂、利用率高 如：黄埔电厂：4 台 12.5 万 kvA 2 台 30 万 kvA 机组 1 号~4 号机烧油 5 号、6 号机烧煤 水轮机 ②水电站 —— 水（落差流量）————→ 机械能 ——→ 电能 其生产过程简单、污染小、发电成本低 但建设投资大、工期长、受气候、水文条件影响大，分丰水，枯水。 反应堆核裂变 机械能 ③核电站——铀 ——————→ 热能 ———→ 电能 钚 汽轮机 如：浙江秦山核电站（2X60 万 kw） 大亚湾核电站 （2X90 万 kw） 阳江核电站 （2X90 万 kw） 特点：a 消耗燃烧少，如容量为 50 万 kw 的大电厂，需燃烧 150 万吨/年 容量为 50 万 kw 的大电厂，需铀燃料 20 吨/年。 b.燃烧时不需要空气助燃
c.容量越大越经济 d有放射性污染 ④潮汐电站:潮汐能是地球在自转过程中,海水受月流重力牵引产生的。还有小部分潮汐是 受太阳引力牵引形成的。海水涨落的周期为12小时25分钟,同时在海底造成三 角流 世界最大的潮汐发电站:法国北部 LaUrance河,Pe=240MW 世界最高的潮汐发电站:加拿大 Fundy高达39英尺Pe=20M 世界首座海底潮汐发电站:挪威北部 Kvalsund Pe=300KW(无生态污染,无噪音、不占地) 投资1亿美元 5、变电所:升压、降压 区域变电所、地方变电所、终端变电所 枢纽变电所、中间变电所、地区变电所 6、电力线路:输电线路、配电线路 二、电力系统的优越性 可靠、稳定、经济 对电力系统运行的基本要求 1、保证供电的安全可靠——减少事故率 2、保证电能质量—一波形、频率、电压\随时调频、调压 我国规定的电力系统的额定频率为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。 电压的允许变化范围见表1-4 电力系统的频率主要取决于有功功率的平衡,电压主要取决于无功功率的平衡,可通过 调频、调压和无功补偿等措施来保证频率和电压的稳定 电力系统的供电电压(或电流)的波形为严格的正弦形。 表1-4电压的允许变化范围 线路额定电压 正常运行电压允许变化范围 35kV及以上 ±5%Ue 10kⅴ及以下 ±7%Ue 低压照明及农业用电|(+5%-10%U
c.容量越大越经济 d.有放射性污染 ④潮汐电站：潮汐能是地球在自转过程中，海水受月流重力牵引产生的。还有小部分潮汐是 受太阳引力牵引形成的。海水涨落的周期为 12 小时 25 分钟，同时在海底造成三 角流。 世界最大的潮汐发电站：法国北部 LaRance 河，Pe=240MW 世界最高的潮汐发电站：加拿大 Fundy 高达 39 英尺 Pe=20MW 世界首座海底潮汐发电站：挪威北部 Kvalsund Pe=300KW（无生态污染，无噪音、不占地） 投资 1 亿美元。 5、变电所：升压、降压 区域变电所、地方变电所、终端变电所 枢纽变电所、中间变电所、地区变电所 6、电力线路：输电线路、配电线路 二、 电力系统的优越性 可靠、稳定、经济 三、 对电力系统运行的基本要求 1、 保证供电的安全可靠——减少事故率 2、 保证电能质量——波形、频率、电压\ 随时调频、调压 我国规定的电力系统的额定频率为 50HZ，大容量系统允许频率偏差±0.2 HZ，中小容 量系统允许频率偏差±0.5 HZ。 电压的允许变化范围见表 1-4。 电力系统的频率主要取决于有功功率的平衡，电压主要取决于无功功率的平衡，可通过 调频、调压和无功补偿等措施来保证频率和电压的稳定。 电力系统的供电电压（或电流）的波形为严格的正弦形。 表 1-4 电压的允许变化范围 线路额定电压 正常运行电压允许变化范围 35kv 及以上 ±5%Ue 10kv 及以下 ±7%Ue 低压照明及农业用电 (+5%~ -10%)Ue
3、完成足够的发生功率和发电量 4、保证电力系统运行的经济性 1.3电气设备概述及额定参数 、主要电气设备简介 1、一次设备一一直接与发配电电路相连接的设备 进行能量转换的设备:发电机、变压器、电动机 接通和开断电路的开关设备:QF、QS、FU、负荷开关 交换电路电气量,隔离高压的设备:PT、CT 限制电流和防止过电压的设备:电抗器、避雷器 2、二次设备一一对一次设备、其它设备的工作进行监测和控制保护的设备 用于反映不正常工作状态—一继电器、信号装置 测量电气参数的设备:仪表、示波器、录波器 控制及自动装置:控制开关,同期及自动装置 连接电路的导体:控制电缆、小母线、连接线 二、电气设备的额定参数 1、额定电压 ☆电力网的额定标准电压(KV):022、0.38、3、6、10、35、60、110、220、 330、500、750 用电设备的额定电压=电力网的额定电压 发电机的额定电压=1.05电力网额定电压 变压器的额定电压: 次侧:Ue·1=Uew但与发电机直接相连的T·Ue1=1.05Ue.w(相当于用户) 1.lUe·w 二次侧:Ue·2=1.05Ue·w(10kv及以下阻抗电压小于75%)
3、 完成足够的发生功率和发电量 4、 保证电力系统运行的经济性 1.3 电气设备概述及额定参数 一、 主要电气设备简介 1、 一次设备——直接与发配电电路相连接的设备 进行能量转换的设备： 发电机、变压器、电动机 接通和开断电路的开关设备：QF、QS、FU、负荷开关 交换电路电气量，隔离高压的设备：PT、CT 限制电流和防止过电压的设备：电抗器、避雷器 2、 二次设备——对一次设备、其它设备的工作进行监测和控制保护的设备 用于反映不正常工作状态——继电器、信号装置 测量电气参数的设备：仪表、示波器、录波器 控制及自动装置：控制开关，同期及自动装置 连接电路的导体：控制电缆、小母线、连接线 二、 电气设备的额定参数 1、额定电压 ☆ 电力网的额定标准电压(KV)：0.22、0.38、3、6、10、35、60、110、220、 330、500、750 用电设备的额定电压=电力网的额定电压 发电机的额定电压=1.05 电力网额定电压 变压器的额定电压： 一次侧： Ue1=Uew 但与发电机直接相连的 T Ue1=1.05Uew （相当于用户） 1.1Uew 二次侧： Ue 2 = 1.05Uew （10kv 及以下阻抗电压小于 7.5%）
表1-5我国交流电力网和电气设备的额定电压(线间电压,单位kv) 变压器额定电压 用电设备额定电压发电机 原边绕组 与电力网额定电压额定电压 接电力网|接发电机 副边绕组 0.23 0.23 0.40 0.38 0.40 0.40 3.15 3.15 3.15及3.3 6 6.3 6 6.3及6.6 10.5 10.5 10.5及11 35 35 38.5 110 110 121 330 330 363 750 750 825 2、额定电流和额定容量 le:额定电流介质的周围环境温度 若周围介质环境温度不等于额定计算温度 +45C 如某变压器+40°C I=le Se=√Uele(伏特KA Pe=√3 Uele cos o(千瓦KW) 习题与思考题 1-1什么是发电厂、变电站、电力系统及电力网? 1-2试述火电厂、水电厂,核电厂的基本生产过程及其特点。 1-3电力系统有哪些优越性?电力系统运行要满足哪些基本要求? 1-4电能质量的主要指标是什么? 1-5什么是一次设备和二次设备?它们各包含哪些内容? 1-6一次设备的额定电压是如何规定的?
表 1-5 我国交流电力网和电气设备的额定电压（线间电压，单位 kv） 2、 额定电流和额定容量 Ie：额定电流介质的周围环境温度 若周围介质环境温度不等于额定计算温度 +450 C IIe Se= 3UeIe(伏特KVA) Pe= 3UeIecos (千瓦 KW) Qe= 3UeIesin (乏 var) 习题与思考题 1-1 什么是发电厂、变电站、电力系统及电力网？ 1-2 试述火电厂、水电厂，核电厂的基本生产过程及其特点。 1-3 电力系统有哪些优越性？电力系统运行要满足哪些基本要求？ 1-4 电能质量的主要指标是什么？ 1-5 什么是一次设备和二次设备？它们各包含哪些内容？ 1-6 一次设备的额定电压是如何规定的？ 用电设备额定电压 与电力网额定电压 发电机 额定电压 变压器额定电压 原边绕组 接电力网 接发电机 副边绕组 0.23 0.22 0.23 0.23 0.40 0.38 0.40 0.40 3 3.15 3 3.15 3.15 及 3.3 6 6.3 6 6.3 6.3 及 6.6 10 10.5 10 10.5 10.5 及 11 35 35 38.5 60 60 66 110 110 121 220 220 242 330 330 363 500 500 550 750 750 825