電力系統(tǒng)分析第1章課件

一、電力系統(tǒng)的組成電能是最重要、最方便的能源。電力系統(tǒng)：由發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路、用電設(shè)備組成用來生產(chǎn)、變換分配、輸送和消費(fèi)電能的各種電氣設(shè)備有機(jī)連接而成的整體。電力網(wǎng)：輸送、分配電能。包括升、降壓變壓器和各種電壓等級(jí)的輸電線路。參看P2系統(tǒng)接線圖。電力系統(tǒng)簡(jiǎn)單示意圖：鍋爐水庫(kù)核反應(yīng)堆G~M~M~電力網(wǎng)電力系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)汽輪機(jī)水輪機(jī)發(fā)電機(jī)升壓變壓器輸電線路變電所降壓變壓器用戶用電設(shè)備貼近實(shí)際系統(tǒng)超高壓遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)地方電力網(wǎng)區(qū)域電力網(wǎng)110kV~35kV~35kV500kV220kV110kV10kV水力發(fā)電廠火力發(fā)電廠變電所A：樞紐變電所C：地方變電所D：終端變電所B：中間發(fā)電廠利用自然界蘊(yùn)藏的各種能源來生產(chǎn)電能。按所使用能源的不同，發(fā)電廠可以分為：火力、水力、原子能、地?zé)?、潮汐、風(fēng)力以及太陽(yáng)能發(fā)電廠等。目前在電力系統(tǒng)中起主導(dǎo)作用的是火力、水力和原子能發(fā)電廠火力發(fā)電廠：將煤、油、天然氣或其它燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的工廠。主要由燃燒、汽水、電氣系統(tǒng)三部分組成；可分為凝氣式火電廠和熱電廠兩類通常運(yùn)行壽命25年?；痣姀S外景涼水塔汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)外觀水電廠：利用水能發(fā)電，可分為堤壩式、徑流式（如葛洲壩）、抽水畜能三類；水輪機(jī)組工作靈活，能迅速適應(yīng)負(fù)荷急劇變化，一般從機(jī)組啟動(dòng)、并網(wǎng)到帶負(fù)荷只需幾分鐘即可完成；通常運(yùn)行壽命50年。

伊泰普水電站阿斯旺大壩核電廠：均采用原子核裂變時(shí)釋放出來的能量發(fā)電。16能量轉(zhuǎn)換過程水力發(fā)電廠

利用水流的動(dòng)能和勢(shì)能來生產(chǎn)電能。水驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，與水輪機(jī)直接相連的發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。水能→機(jī)械能→電能

火力發(fā)電廠利用煤、石油、天燃?xì)饣蚱渌剂纤a(chǎn)生的熱能,在鍋爐中將水變成高溫高壓蒸汽,推動(dòng)汽輪機(jī),帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能原子能發(fā)電廠利用核燃料在反應(yīng)堆中產(chǎn)生的熱能,將水變成高溫高壓蒸汽,推動(dòng)汽輪機(jī),帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。核能→機(jī)械能→電能電力傳輸電壓傳輸相同功率的電力,電壓越高輸電損耗越小,但是電壓越高,輸變電設(shè)備的絕緣要求要求增高.因此要綜合考慮計(jì)算輸電電壓的Still公式，因此線路越長(zhǎng)，傳輸功率越大，要求的傳輸電壓越高.交流電力傳輸輸電系統(tǒng)采用3相3線制產(chǎn)生交流電動(dòng)機(jī)需要的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相同電壓時(shí),每條線路傳輸?shù)墓β适菃蜗?線制的1.15倍可以獲得單相交流電低壓配電系統(tǒng)采用3相4線制直流電力傳輸直流輸電優(yōu)點(diǎn)相同電壓有效值時(shí)，有利于絕緣線路電感為零，無無功功率，損耗小無電容電流，不產(chǎn)生介質(zhì)損耗，有利于電纜輸電傳輸容量不受穩(wěn)定極限的限制一般架空線路500~700km以上，電纜30~40km以上可以考慮采用直流輸電直流輸電電壓變換難以實(shí)現(xiàn),切斷直流比交流難常采用單極和雙極方式輸電技術(shù)的發(fā)展輸電技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)是努力減少線路損失，經(jīng)濟(jì)合理的減少線損的方法是提高輸電電壓，輸電技術(shù)的全部發(fā)展史就是持續(xù)不斷地提高電壓等級(jí)，同時(shí)提高輸送功率和輸送距離，解決線路走廊問題（美國(guó)１條765kV線路的輸送能力相當(dāng)于５條345kV線路，而所需走廊寬度分別為60m和225m)提高輸電電壓，與線路，變壓器和斷路器等的絕緣密切相關(guān)高壓架空輸電線路1898年美國(guó)33kV120km輸電線路,針式絕緣子1906年美國(guó)發(fā)明懸式絕緣子(11~500kV)，1908和1923年分別建成110kV和220kV輸變電工程1959年前蘇聯(lián)500kV輸變電工程1965年加拿大760kV輸變電工程1985年前蘇聯(lián)1150kV輸變電工程（降壓運(yùn)行）1910~1914美國(guó)和前蘇聯(lián)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)電暈臨界電壓與導(dǎo)線直徑成比例,促使了鋁線，鋼芯鋁絞線，擴(kuò)經(jīng)或分裂導(dǎo)線的使用高壓電纜線路1879年，愛迪生，銅棒上繞包黃麻穿入鐵管，紐約地下輸電．1908年，英國(guó)20kV．1911年，德國(guó)60kV．1965年，美國(guó)345kV．1970年，500kV直流電纜聚乙烯絕緣電纜<275kV;油侵紙質(zhì)絕緣電纜＞275kV;高壓油管式電纜電壓等級(jí)與輸配電網(wǎng)絡(luò)電壓等級(jí)(線路及用電設(shè)備額定電壓):3kV,6kV,10kV,35kV,110kV,220kV,330kV,500kV,735kV,1000kV輸電網(wǎng):220kV級(jí)以上主干電力線路二級(jí)輸電網(wǎng):110kV~220kV,連接區(qū)域性的發(fā)電廠和大用戶高壓配電網(wǎng):6kV~35kV低壓配電網(wǎng):1kV及以下電網(wǎng)絡(luò)主變壓器側(cè)面主變壓器正面輸電線路廠用變壓器我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展概況跨省電力系統(tǒng)5個(gè)，獨(dú)立省電力系統(tǒng)若干個(gè)我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展概況我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展概況☆電力工業(yè)發(fā)展史上的第一：火電：1882年上海楊樹浦；水電：1912年云南石龍壩240kW；核電：1991年浙江秦山300MW；輸電線路：1974年甘肅劉家峽水電站陜西關(guān)中地區(qū)330kV交流， 1981年河南姚孟火電廠到武漢500kV交流， 1988年葛州壩水電站到上海南橋變電站±500kV直流?！铍娏ο到y(tǒng)之最