電力工業(yè)發(fā)展概況與前景

電力工程基礎(chǔ)

張曉英一、關(guān)于電力工程基礎(chǔ)1.設(shè)置背景2.本課程特點(diǎn)、前修課程、后續(xù)課程特點(diǎn)：前修課程：電路理論、電機(jī)學(xué)后續(xù)課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)化3.學(xué)習(xí)方式、要求4.考核方式： 筆試（閉卷，80％），平時(shí)（20％）二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排第一章緒論

（2-3學(xué)時(shí)）

電力系統(tǒng)基本概念、電能質(zhì)量指標(biāo)、電壓等級(jí)、電力負(fù)荷的等級(jí)與分類、電能生產(chǎn)過程、電力系統(tǒng)發(fā)展概況等第二章電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行分析與計(jì)算（8學(xué)時(shí)）

元件一相等值電路的概念、架空輸電線路的正序參數(shù)及等值電路、變壓器的正序參數(shù)及等值電路、電力網(wǎng)的潮流計(jì)算和電能損耗計(jì)算第三章電力系統(tǒng)的短路電流計(jì)算

（12學(xué)時(shí)）

短路故障、無限大功率電源供電網(wǎng)絡(luò)的三相短路、網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化與轉(zhuǎn)移電抗的計(jì)算、有限容量系統(tǒng)供電網(wǎng)絡(luò)三相短路電流的實(shí)用計(jì)算、各序網(wǎng)絡(luò)的建立、不對(duì)稱短路的計(jì)算第四章發(fā)電廠及變電站的一次系統(tǒng)（6學(xué)時(shí)）

一次設(shè)備、主接線、配電裝置第五章電氣設(shè)備的選擇

（4學(xué)時(shí)）

電氣設(shè)備選擇的條件、高壓斷路器、隔離開關(guān)、電抗器、母線選擇第六章

繼電保護(hù) （10學(xué)時(shí)）

基礎(chǔ)知識(shí)、線路的電流保護(hù)、電網(wǎng)的距離保護(hù)、變壓器繼電保護(hù)第七章

過電壓及接地 （4學(xué)時(shí)）

雷電過電壓及防雷、操作過電壓、電力系統(tǒng)接地三、參考書目1、吳希再等《電力工程》華中科技大學(xué)出版社2、何仰贊等.《電力系統(tǒng)分析》.華中科技3、張煒.《電力系統(tǒng)分析》.水利水電出版社4、牟道槐.《發(fā)電廠變電站電氣部分》.重慶大學(xué)出版社5、王安定.《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理》.西安交通大學(xué)出版社6、徐政.《電力系統(tǒng)分析學(xué)習(xí)指導(dǎo)》.機(jī)械工業(yè)出版社第一章緒論

§1-1電力系統(tǒng)基本概念一、什么是電力系統(tǒng)？水庫(kù)G~M~M~電力網(wǎng)電力系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)電廠水輪機(jī)發(fā)電機(jī)變電所升壓變壓器輸電線路變電所降壓變壓器用戶用電設(shè)備第一章緒論

§1-1電力系統(tǒng)基本概念

電力網(wǎng)：由變電所和不同電壓等級(jí)輸電線路組成的網(wǎng)絡(luò)。電力系統(tǒng)：由發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路以及用電設(shè)備（或發(fā)電廠、變電所、輸配電線路以及用戶），按照一定的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)要求組成的統(tǒng)一整體。發(fā)電廠： 生成電能變電所： 變換和分配電能輸配電線路： 輸送電能用戶： 消費(fèi)電能動(dòng)力系統(tǒng)：在電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，把發(fā)電廠的動(dòng)力部分（例如火力發(fā)電廠的鍋爐、汽輪機(jī)和水力發(fā)電廠的水庫(kù)、水輪機(jī)以及核動(dòng)力發(fā)電廠的反應(yīng)堆等）包含在內(nèi)的系統(tǒng)。第一章緒論

§1-1電力系統(tǒng)基本概念超高壓遠(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：中間第一章緒論

§1-1電力系統(tǒng)基本概念電力網(wǎng)：按電壓等級(jí)的高低、供電范圍的大小的分類地方電力網(wǎng)：電壓等級(jí)在35kV及以下，供電半徑在20~50km以內(nèi)區(qū)域電力網(wǎng)：電壓等級(jí)在35kV以上（一般為110kV~220kV），供電半徑超過50km，聯(lián)系較多發(fā)電廠的網(wǎng)絡(luò)超高壓遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)：電壓等級(jí)為330kV~500kV的網(wǎng)絡(luò)，其主要任務(wù)是把遠(yuǎn)處發(fā)電廠生產(chǎn)的電能輸送到負(fù)荷中心，同時(shí)還聯(lián)系若干區(qū)域電力網(wǎng)形成跨省、跨地區(qū)的大型電力系統(tǒng)變電所：按其在電力系統(tǒng)中的地位分類樞紐變電所：中間變電所：地區(qū)變電所：終端變電所：第一章緒論

§1-1電力系統(tǒng)基本概念二、電力系統(tǒng)的特點(diǎn)電能不易存儲(chǔ)：電能的生產(chǎn)、變換、輸送、分配和使用是同時(shí)進(jìn)行的。

P發(fā)

P用＋P頻率fQ發(fā)

Q用＋Q電壓V過渡過程十分短暫：控制操作自動(dòng)化程度高。必須借助自動(dòng)裝置對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行控制：第一章緒論

§1-1電力系統(tǒng)基本概念結(jié)構(gòu)復(fù)雜、地區(qū)性特點(diǎn)強(qiáng)：各個(gè)電力系統(tǒng)的電源結(jié)構(gòu)與資源分布情況和特點(diǎn)有關(guān)，而負(fù)荷結(jié)構(gòu)卻與工業(yè)布局、城市規(guī)劃、電氣化水平等有關(guān)，至于輸電線路的電壓等級(jí)、線路配置等則與電源與負(fù)荷間的距離、負(fù)荷的集中程度等有關(guān)，因而各個(gè)電力系統(tǒng)的組成也不盡相同。電能生產(chǎn)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門和人民生活有著極為密切的關(guān)系：社會(huì)政治經(jīng)濟(jì)影響巨大。第一章緒論

§1-1電力系統(tǒng)基本概念三、對(duì)電力系統(tǒng)的要求保證供電可靠：保證一定的備用、加強(qiáng)監(jiān)控等

保證良好的電能質(zhì)量：指標(biāo)有電壓、頻率和波形

提高電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性：費(fèi)用低四、電力負(fù)荷（定義、分類、負(fù)荷曲線）（見書6-9頁(yè)）第一章緒論

§1-1電力系統(tǒng)基本概念五、各類發(fā)電廠1.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。（1）.分類：按容量大?。?大型電廠、中型電廠、小型電廠按燃料種類： 燃煤、燃油、燃?xì)獍丛瓌?dòng)機(jī)： 蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)按輸出能量： 凝汽式電廠和熱電聯(lián)產(chǎn)電廠（2）.能量轉(zhuǎn)換過程： 燃料的化學(xué)能熱能機(jī)械能電能（3）.火電廠的組成 火電廠由三大主機(jī)（鍋爐，汽輪機(jī)，發(fā)電機(jī)）及其輔助設(shè)備組成。第一章緒論

§1-2電能的質(zhì)量指標(biāo) 電能的質(zhì)量指標(biāo)主要包括：電壓、頻率、波形電壓：必要性：14012010080608090100110120壽命光通量發(fā)光效率電流電壓/%壽命光通量發(fā)光效率電流/%14012010080608090100110120電壓/%效率cos電流/%電流效率cos

圖1-3照明負(fù)荷（白熾燈）的電壓特性圖1-4異步電動(dòng)機(jī)的電壓特性 （圖中的100%表示額定值） （圖中的100%表示額定值）第一章緒論

§1-2電能的質(zhì)量指標(biāo)電壓質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：第一章緒論

§1-2電能的質(zhì)量指標(biāo)頻率：額定頻率： 50Hz（國(guó)外：50或60Hz）頻率偏差： ±0.2Hz（≥3000MW系統(tǒng)）

±0.5Hz（＜3000MW系統(tǒng)） 國(guó)外： ±(0.1~0.2)Hz或±0.5Hz電鐘時(shí)偏： ±30s（≥3000MW系統(tǒng)）

±1min（＜3000MW系統(tǒng)）波形：質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)： 正弦波電壓和電流諧波的危害與抑制：第一章緒論

§1-3電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)一、電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)

包括電力系統(tǒng)的額定電壓和最高電壓以及電氣設(shè)備的額定電壓和最高電壓。電力系統(tǒng)的額定電壓：由國(guó)家根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件規(guī)定的電壓等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，又稱電力網(wǎng)的額定電壓或線路的額定電壓。電力系統(tǒng)的最高電壓：電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，在任何時(shí)間系統(tǒng)中任何一點(diǎn)上所出現(xiàn)的電壓最高值。電氣設(shè)備的額定電壓：電氣設(shè)備制造廠根據(jù)所規(guī)定的電氣設(shè)備工作條件而確定的電壓。電氣設(shè)備的最高電壓：考慮到設(shè)備的絕緣性能和與最高電壓有關(guān)的其它性能（如變壓器的激磁電流及電容器的損耗等）所確定的允許最高運(yùn)行電壓，其數(shù)值等于所在電力系統(tǒng)的最高電壓值。第一章緒論

§1-3電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)二、額定電壓的規(guī)定1.低于3kV系統(tǒng)的額定電壓低于3kV交流三相/單相電力系統(tǒng)額定電壓和電氣設(shè)備額定電壓注：受電設(shè)備的額定電壓＝電力系統(tǒng)的額定電壓。直流系統(tǒng)的額定電壓：100V以下的額定電壓，受電設(shè)備與供電設(shè)備相同。對(duì)受電設(shè)備為110V、220V和440V的直流系統(tǒng)，供電設(shè)備的額定電壓分別為115V、230V和460V。第一章緒論

§1-3電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)2.3kV及以上系統(tǒng)的額定電壓用電設(shè)備的額定電壓 ＝系統(tǒng)的額定電壓Ue發(fā)電機(jī)的額定電壓 ＝105%Ue變壓器一次繞組 相當(dāng)于用電設(shè)備＝Ue變壓器二次繞組 相當(dāng)于發(fā)電設(shè)備＝110%

Ue特例1：變壓器T直接與發(fā)電機(jī)相連， 變壓器一次繞組＝105%

Ue特例2：T與用戶直接連 變壓器二次繞組＝105%

Ue第一章緒論

§1-3電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)3.例題：電力系統(tǒng)接線如圖所示，電網(wǎng)各級(jí)電壓已在圖中標(biāo)明。求：發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)以及變壓器的額定電壓。G：10.5KV

M1：3KVM2：6KVT1：10.5/242KVT2：220/121/38.5KVT3：10.5/3.15KVT4：220/121KVT5：35/6.3KV第一章緒論

§1-4電力工業(yè)發(fā)展概況及前景一、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