電力行業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)(發(fā)電、變電、輸電)【業(yè)界精制】

1、電力行業(yè)基礎(chǔ)知識(shí) （發(fā)電、變電、輸電） 實(shí)施一部GIS,目錄,一、發(fā)電卷 二、變電卷 三、輸電卷,發(fā)電,1、火力發(fā)電 利用煤、石油、天然氣等自然界蘊(yùn)藏量極其豐富的化石燃料發(fā)電稱為火力發(fā)電。按發(fā)電方式，它可分為汽輪機(jī)發(fā)電、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電、內(nèi)燃機(jī)發(fā)電和燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，還有火電機(jī)組既供電又供熱的“熱電聯(lián)產(chǎn)”。我國(guó)的火電廠以燃煤為主，過去曾建過一批燃油電廠，目前的政策是盡量壓縮燒油電廠，新建電廠全部燒煤,發(fā)電,火力發(fā)電廠,發(fā)電,2、水力發(fā)電 水力是一種寶貴的自然資源，是取之不盡用之不竭的可再生能源，而且是潔凈的能源。利用水能的最普遍的形式是建設(shè)水電站，利用水流的流量和落差發(fā)電，或稱為水力發(fā)電。世

2、界各國(guó)都竟相優(yōu)先開發(fā)水力發(fā)電，作為電力工業(yè)的重要組成部分。我國(guó)幅員遼闊，河川縱橫，是世界上水力資源最豐富的國(guó)家之一，水力資源的蘊(yùn)藏量達(dá)68億kW，約占全世界的16，居世界第一位，可能開發(fā)的容量約4億kW，年發(fā)電量12萬億kWh左右。這相當(dāng)于每年提供48億噸標(biāo)準(zhǔn)煤或36億噸重油的能量,發(fā)電,發(fā)電,3、核能發(fā)電 核能指原子核能，又稱原子能，是原子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)放出的能量。目前，從實(shí)用來講，核能指的是一些重金屬元素鈾、钚的原子核發(fā)生分裂反應(yīng)（又稱裂變）或者輕元素氘、氚的原子核發(fā)生聚合反應(yīng)（又稱聚變）時(shí)，所放出的巨大能量，前者稱為裂變能，后者稱為聚變能。通常所說的核能是指受控核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)產(chǎn)生的能量,

3、發(fā)電,秦山核電站全景,第一座自己研究、設(shè)計(jì)和建造的核電站 目前總裝機(jī)容量為300萬千瓦,發(fā)電,4、風(fēng)力發(fā)電 通常所說的風(fēng)能是空氣流動(dòng)所具有的動(dòng)能。風(fēng)力發(fā)電就是將空氣流動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?發(fā)電,6、太陽能發(fā)電 太陽能就是太陽輻射能。在太陽里，每時(shí)每刻都進(jìn)行著激裂的核裂變和核聚變反應(yīng)，從而產(chǎn)生大量的熱。太陽表面的溫度達(dá)6000左右，內(nèi)部溫度高達(dá)數(shù)百萬度。由于太陽的溫度很高，它不斷地向宇宙空間輻射能量，包括可見光，不可見光和各種微粒，總稱為太陽輻射。 地球上除核能以外的一切能源，無論是煤炭、石油、天然氣、水力或風(fēng)力都來自太陽。全球人類目前每年能源消費(fèi)的總和只相當(dāng)于太陽在40分鐘內(nèi)照射到地球表面的能量

4、。太陽能隨處可得，不必遠(yuǎn)距離輸送，而且是潔凈的能源。由于這些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，太陽能發(fā)電作為新興的產(chǎn)業(yè)正在迅速崛起,發(fā)電,5、地?zé)岚l(fā)電 地?zé)崮芫褪堑厍騼?nèi)部的熱釋放到地表的能量。地球內(nèi)部包含著巨大的熱量，由于這一熱量的影響，地球表層以下的溫度隨深度逐漸增高，大部分地區(qū)每深入100m，溫度增加3度，以后其增長(zhǎng)速度又逐漸減慢，到一定深度就不再升高了。估計(jì)地核的溫度在5000以上?，F(xiàn)在能被我們控制利用的地?zé)崮苤饕堑叵聼崴?、地?zé)嵴羝蜔釒r層。我國(guó)地?zé)豳Y源相當(dāng)豐富，但溫度偏低，可以用來發(fā)電的主要集中在西藏和滇西一帶,發(fā)電,5、海洋能發(fā)電 海洋能是海流動(dòng)能、海洋熱能、潮汐能和波浪能等的總稱。海洋能用于發(fā)電有海流

5、發(fā)電、海洋溫差發(fā)電、波浪發(fā)電和潮汐發(fā)電等幾種方式。目前成熟的只有潮汐發(fā)電,發(fā)電,目錄,一、發(fā)電卷 二、變電卷 三、輸電卷,變電,變電站 變電站是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)施，它通過其變壓器將各級(jí)電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來。 變電站起變換電壓作用的設(shè)備是變壓器，除此之外，變電站的設(shè)備還有開閉電路的開關(guān)設(shè)備，匯集電流的母線，計(jì)量和控制用互感器、儀表、繼電保護(hù)裝置和防雷保護(hù)裝置、調(diào)度通信裝置等，有的變電站還有無功補(bǔ)償設(shè)備,變電站 變換電能電壓、接受、匯集和分配電能,變電,變電站一次結(jié)線圖結(jié)線方式（單母線,變電,變電站一次結(jié)線圖結(jié)線方式（雙母線,變電,變電站設(shè)施,配電

6、裝置是變電站中交換功率和匯集、分配電能的電氣裝置，包括變壓器、母線、斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器（PT）、電流互感器（CT）和避雷器等,母線,變電,變電站設(shè)施,電力變壓器，就是變換電壓的設(shè)備，它連接著不同電壓 等級(jí)的配電裝置，一般又稱為變電站的主變壓器。 控制、測(cè)量、信號(hào)、保護(hù)和自動(dòng)裝置統(tǒng)稱二次設(shè)備，是 保證電氣設(shè)備（一次設(shè)備）安全運(yùn)行的監(jiān)控和保護(hù)手段。 補(bǔ)償裝置：電力網(wǎng)內(nèi)無功功率要求就地平衡。為了平衡變 電站所供電范圍內(nèi)的無功功率，在變電站內(nèi)裝設(shè)同步調(diào)相 機(jī)或并聯(lián)電容器組；為了補(bǔ)償遠(yuǎn)距離輸電線路的充電功率， 往往需要在變電所內(nèi)裝設(shè)并聯(lián)電抗器；有時(shí)還需要在變電 站中裝設(shè)串聯(lián)電容器組,變電,變壓

7、器 按其作用，可分為升壓變壓器和降壓變壓器，前者用于電力系統(tǒng)送端變電站，后者用于受端變電站。 變壓器的電壓需與電力系統(tǒng)的電壓相適應(yīng)。為了在不同負(fù)荷情況下保持合格的電壓，有時(shí)需要切換變壓器的分接頭,變電,電壓互感器和電流互感器 工作原理和變壓器相似，它們把高電壓（設(shè)備和母線的運(yùn)行電壓）、大電流（即設(shè)備和母線的負(fù)荷或短路電流）按規(guī)定比例變成測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)及控制設(shè)備的低電壓和小電流。在額定運(yùn)行情況下，電壓互感器二次電壓為100V，電流互感器二次電流為5A或1A,變電,開關(guān)設(shè)備 包括斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、高壓熔斷器等，都是斷開和合上電路的設(shè)備。 斷路器在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下用來合上和斷開電

8、路，故障時(shí)，在繼電保護(hù)裝置控制下自動(dòng)把故障設(shè)備和線路斷開，還可以有自動(dòng)重合閘功能。在我國(guó)，220kV以上變電站使用較多的是空氣斷路器和六氟化硫斷路器,變電,隔離開關(guān)（刀閘）的主要作用是在設(shè)備或線路檢修時(shí)隔離電壓，以保證安全。它不能斷開負(fù)荷電流和短路電流，應(yīng)與斷路器配合使用。在停電時(shí)，應(yīng)先拉斷路器，后拉隔離開關(guān)；送電時(shí)，應(yīng)先合隔離開關(guān)，后合斷路器。如果誤操作，將引起設(shè)備損壞和人身傷亡。 負(fù)荷開關(guān)能在正常運(yùn)行時(shí)斷開負(fù)荷電流，沒有斷開故障電流的能力，一般與高壓熔斷器配合用于10kV及以上電壓且不經(jīng)常操作的變壓器或出線上,變電,斷 路 器,隔 離 開 關(guān),熔 斷 器,變電,為了減少變電站的占地面積，近

9、年來，積極發(fā)展六氟化硫全封閉組合電器。它把斷路器、隔離開關(guān)、母線、接地開關(guān)、互感器、出線套管或電纜終端頭等分別裝在各自密封間中，集中組成一個(gè)整體外殼，充以的六氟化硫氣體作為絕緣介質(zhì)。這種組合電器具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，不受大氣條件影響，檢修間隔長(zhǎng)，無觸電事故和電噪聲干擾等優(yōu)點(diǎn)，具有發(fā)展前途。在國(guó)外，這種設(shè)備的最高電壓已發(fā)到765kV，已在變電站投入運(yùn)行。目前，它的缺點(diǎn)是價(jià)格貴，制造和檢修工藝要求高,變電,變電站還裝有防雷設(shè)備，主要有避雷針和避雷器。避雷針是為了防止變電站遭受直接雷擊，將雷電對(duì)其自身放電，把雷電流引入大地。在變電站附近的線路上落雷時(shí)，雷電波會(huì)沿導(dǎo)線進(jìn)入變電站，產(chǎn)生過電壓。另

10、外，斷路器操作等也會(huì)引起過電壓。避雷器的作用是當(dāng)過電壓超過一定限值時(shí)，自動(dòng)對(duì)地放電，降低電壓，保護(hù)設(shè)備，放電后又迅速自動(dòng)滅弧，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。目前，使用最多的是氧化鋅避雷器,變電,避 雷 線,避 雷 針,變電,自動(dòng)空氣開關(guān),簡(jiǎn)稱自動(dòng)開關(guān)，是低壓開關(guān)中性能最完善的開關(guān)，它不僅可以切斷電路的負(fù)荷電流，而且可以斷開短路電流，常用在低壓大功率電路中作主要控制電器，如低壓配電中變電所的總開關(guān)，大負(fù)荷電路和大功率電動(dòng)機(jī)的控制等。 當(dāng)電路發(fā)生過負(fù)荷、短路、電壓降低或失壓時(shí)，自動(dòng)開關(guān)都能自動(dòng)切斷電路。但不適用于頻繁操作的電路,變電,熔斷器,熔斷器是最簡(jiǎn)單和最早使用的一種保護(hù)電器，用來保護(hù)電路中的電氣設(shè)備使其

11、免受過載和短路電流的危害。 熔斷器不能用來正常地切斷和接通電路，必須與其他電器（隔離開關(guān)、接觸器、負(fù)荷開關(guān)等）配合使用。 廣泛用于1000V及以下的裝置中；在電壓為335kV高壓裝置中，主要作為小功率電力線路、配電變壓器、電力電容器、電壓互感器等設(shè)備的保護(hù),變電,低壓熔斷器,無填充材料封閉管式熔斷器 RM10型,有填充材料封閉管式熔斷器 RTO型,變電,電抗器-限制短路電流；減少諧波電流和母線電壓畸變，同時(shí)也為減少電容器投切的涌流和操作過電壓,限流電器,變電,載流導(dǎo)體,母 線,架 空 線,電 力 電 纜,變電,作用：匯集、分配和 傳送電能,母線,特點(diǎn)：裸導(dǎo)體裝置、通過的功率大、要承受很大的動(dòng)、

12、熱穩(wěn)定,變電,補(bǔ)償設(shè)備,調(diào) 相 機(jī),電力電容器,靜止補(bǔ)償器,變電,消弧線圈,調(diào)匝式消弧線圈,變電,互感器,將電路中的大電流變?yōu)樾‰娏鳎?A或1A），將高電壓為低電壓（100V）的電氣設(shè)備，作為測(cè)量?jī)x表和繼電器的交流電源，以便實(shí)現(xiàn)測(cè)量?jī)x表、保護(hù)設(shè)備及自動(dòng)控制設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、小型化。 互感器還可用來隔開高電壓系統(tǒng)，以保證人身和設(shè)備的安全,變電,互感器分類,電流互感器,電壓互感器,變電,8、絕緣子,1作用: 支持支持及固定帶電裸導(dǎo)體，并使之與地絕緣 絕緣帶電導(dǎo)體之間的絕緣 2技術(shù)要求： 絕緣性能好+機(jī)械性能好 （絕緣強(qiáng)度、機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性和防潮性,變電,二次設(shè)備,1）測(cè)量表計(jì)：電壓表、電流表、功率表、

13、頻率表、溫度表等,變電,2）控制和信號(hào)裝置：如控制開關(guān)、按鈕、信號(hào)燈、光字牌等,二次設(shè)備,變電,接地:把設(shè)備的某一部分通過接地電極與大地緊密連接起來。 接地作用：保障電力系統(tǒng)正常運(yùn)行 防止人身遭受電擊 防止設(shè)備和線路遭受損壞 預(yù)防火災(zāi)和防止雷擊 防止靜電損害,電力系統(tǒng)接地概述,變電,目錄,一、發(fā)電卷 二、變電卷 三、輸電卷,輸電指的是從發(fā)電廠或發(fā)電中心向消費(fèi)電能地區(qū)輸送大量電力的主干渠道或不同電網(wǎng)之間互送電力的聯(lián)絡(luò)渠道 。 所有輸電設(shè)備連接起來組成輸電網(wǎng),輸電,輸電線路的輸送容量及輸送距離均與電壓有關(guān)。線路電壓越高，輸送距離越遠(yuǎn)。線路及系統(tǒng)的電壓需根據(jù)其輸送的距離和容量來確定,輸電,高壓直流輸

14、電（HVDC） 高壓直流輸電是將三相交流電通過換流站整流變成直流電，然后通過直流輸電線路送往另一個(gè)換流站逆變成三相交流電的輸電方式。它基本上由兩個(gè)換流站和直流輸電線組成，兩個(gè)換流站與兩端的交流系統(tǒng)相連接。 直流輸電線造價(jià)低于交流輸電線路，但換流站造價(jià)卻比交流變電站高得多,輸電,1990，我國(guó)第一項(xiàng)+/-500kV直流輸電工程線路雙極建成投產(chǎn)，將華東,華中兩大電網(wǎng)聯(lián)在一起,標(biāo)志著我國(guó)進(jìn)入大電網(wǎng)、大機(jī)組、交直流高壓輸電的新階段,500kV湖北荊州換流站,輸電,輸電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)形式,輸電網(wǎng)是由若干輸電線路組成的將許多電源點(diǎn)與許多供點(diǎn)連接起來的網(wǎng)絡(luò)體系,輸電,輸電線路 輸電線路有兩種，一種是電力電纜，電力

15、電纜一般由導(dǎo)線、絕緣層和保護(hù)層組成，有單芯、雙芯和三芯電纜，采用特殊加工制造而成的電纜線，埋沒于地下或敷設(shè)在電纜隧道中； 另一種是最常見的架空線路，它一般使用無絕緣的裸導(dǎo)線，通過立于地面的桿塔作為支持物，將導(dǎo)線用絕緣子懸架于桿塔上。高壓架空線路一般由導(dǎo)線、絕緣子、金具、桿塔及其基礎(chǔ)、避雷線、接地裝置和防振錘等構(gòu)成。 由于電纜價(jià)格較貴，目前大部分配電線路、絕大部分高壓輸電線路和全部超高壓及特高壓輸電線路都采用架空線路,輸電,架 空 線,電 力 電 纜,輸電,輸電線路設(shè)施,輸電線路、又稱送電線路，組成輸電線路的設(shè)施主要包括架空線（導(dǎo)線、架空地線）、絕緣子、金具、桿塔基礎(chǔ)以及接地裝置等部分組成。 1

16、、架空線：在電力系統(tǒng)中架空敷設(shè)的用以輸送電力的導(dǎo)線和用以防雷的架空地線的統(tǒng)稱。最常用的架空線有鋁絞線（LJ）、鋼芯鋁絞線（LGJ）、銅絞線（TJ）等，架空線的型號(hào)標(biāo)識(shí)有兩種形式： LJ150 標(biāo)稱截而積為150mm2； LJ36/2.42 由36根直徑為2.42mm鋁線組成的絞線,輸電,輸電線路設(shè)施,2、絕緣子：由固體絕緣材料制成的，安裝在不同電位的導(dǎo)體或?qū)w與接地構(gòu)件之間，能夠耐受電壓和機(jī)械應(yīng)力作用的部件，絕緣子按照安裝方式不同，可分為懸式絕緣子和支柱絕緣子兩大類；按照使用的絕緣材料不同可分為瓷絕緣子、玻璃絕緣子和合成絕緣子。分別為懸式、蝴蝶型、橫擔(dān),輸電,輸電線路設(shè)施,3、金具：在架空輸電線路上用于懸掛、固定、保護(hù)、連接、接續(xù)架空線或絕緣子的以及在掛線桿塔的拉線結(jié)構(gòu)上用于連接拉線的金屬器件。一般分為懸重線夾。耐張線夾，連接金具、接續(xù)金具、保護(hù)金具和接線金具六類,輸電,輸電線路設(shè)施,4、桿塔：支承架空輸電線路導(dǎo)線和架空地線，并使它們之間以及與大地之間保持一定距離的桿形成塔形建筑物。 桿塔按其在輸電線路中的用途和功能分為直線、耐張、轉(zhuǎn)角、終端、換位跨越等六種類別的桿塔。 直線桿：a、只承受導(dǎo)線、架空地線的重力，不承受線條張力； b、導(dǎo)線和架空地線在直線桿塔處不開斷 耐張桿：a、除支撐導(dǎo)線和架空地線的重力和風(fēng)力外，還承受這 些線條張力；b、