我國電力工業(yè)發(fā)展概況

我國電力工業(yè)發(fā)展簡況■1882～1937：從1882年上海第一臺發(fā)電機組發(fā)電到抗日戰(zhàn)爭爆發(fā)前夕，全國共有461座發(fā)電廠，總裝機容量為630MW,年發(fā)電量為17億千瓦時，初步形成北京﹑天津﹑上海﹑南京﹑武漢﹑廣州﹑南通等大中城市的配電系統(tǒng)。■1937～1949：1937年抗日戰(zhàn)爭開始后，日本帝國主義以東北為基地，為戰(zhàn)爭生產(chǎn)和提供軍需物資，從而使東北電力系統(tǒng)也有了一定的發(fā)展。1949年新中國成立時，全國發(fā)電裝機容量為1848.6MW，年發(fā)電量約43億千瓦時，居世界第25位。當時中國已形成的電力系統(tǒng)有：東北中部電力系統(tǒng)﹑東北南部電力系統(tǒng)﹑東北東部電力系統(tǒng)﹑冀北電力系統(tǒng)。■1949年以來，中國的電力工業(yè)有了很大的發(fā)展，特別是改革開發(fā)以來，我國的電力工業(yè)有了飛速的發(fā)展，平均每年以10％的速度在增長，到2002年底，全國發(fā)電裝機容量已經(jīng)突破3.5億千瓦大關，年發(fā)電量已達到16400億千瓦時，均躍居世界第2位，但人均用電量﹑電力系統(tǒng)自動化水平與發(fā)達國家還有很大的差距?！鲚旊娋€路建設：1954年，第一條220KV線路投入運行，全長369.25千米；1972年，第一條330KV線路投入運行，全長534千米；1981年，第一條500KV線路投入運行，全長595千米；1989年，第一條500KV直流輸電線路投入運行，全長1080千米，實現(xiàn)了華中電網(wǎng)和華東電網(wǎng)的互聯(lián)。2005年，第一條750KV線路投入運行，全長140千米?！鑫覈娏ο到y(tǒng)現(xiàn)狀：

我國電網(wǎng)已基本上形成500KV和330KV的骨干網(wǎng)架；我國電網(wǎng)已經(jīng)進入了遠距離﹑超高壓﹑跨大地區(qū)輸電的階段。目前我國已形成東北﹑華北﹑華中﹑華東﹑西北﹑川渝﹑南方共七個跨省電網(wǎng)以及山東﹑福建﹑西疆﹑西藏四個獨立省網(wǎng)。我國電力工業(yè)發(fā)展簡況我國電力工業(yè)發(fā)展簡況■我國電力工業(yè)發(fā)展前景※高參數(shù)（高溫﹑高壓﹑超臨界﹑單機容量）；※大容量遠距離高壓輸電﹑大系統(tǒng)互聯(lián)；※高度自動化；※電力市場化；※分布式發(fā)電。■21世紀發(fā)展目標：2010年全國裝機容量達到650GW,2020年達到950GW。■電網(wǎng)互聯(lián)：※2010年：形成以三峽電站為中心，連接華中﹑華東﹑川渝三個地區(qū)電網(wǎng)的中部電網(wǎng)。屆時，全國將形成北﹑中﹑南三大互聯(lián)電網(wǎng)的格局?！?020年：形成除西疆﹑西藏﹑臺灣之外，以三峽電網(wǎng)為中心的全國統(tǒng)一聯(lián)合電網(wǎng)?！?1世紀：在北﹑中﹑南三大電網(wǎng)的基本格局下，逐步形成全國聯(lián)合大電網(wǎng)，與此同時，在21世紀將形成與周邊國家互聯(lián)的亞洲東部聯(lián)合電網(wǎng)。電力系統(tǒng)的功能與作用

■電力系統(tǒng)是由發(fā)﹑輸﹑配﹑用電等設備和相應的輔助設備組成。電力系統(tǒng)的基本任務是安全﹑可靠﹑優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟地生產(chǎn)﹑輸送與分配電能，滿足國民經(jīng)濟和人民生活的需要。

■我國電力系統(tǒng)主要由東北華北華中華東川渝西北南方五省等區(qū)域電力網(wǎng)組成，初步規(guī)劃到2015年全國電網(wǎng)互聯(lián)。

■全國電網(wǎng)互聯(lián)優(yōu)越性主要有：

■1﹑能更經(jīng)濟合理的開發(fā)利用各種一次能源，能解決能源資源和負荷分布地區(qū)間的不平衡問題。

■2﹑可以錯開用電高峰和低谷，減少裝機和備用。

■3﹑有利于采用標準化大型設備，節(jié)省投資和提高經(jīng)濟運行。

■4﹑便于故障時相互支援，提高運行安全性。

■5﹑便于集中管理，實現(xiàn)經(jīng)濟調(diào)度和電力合理分配。

■發(fā)﹑變﹑輸﹑配﹑用電等設備稱為電力主設備，主要有發(fā)電機﹑變壓器﹑架空線路﹑電纜﹑斷路器﹑母線﹑電動機﹑照明設備等。主設備構(gòu)成的系統(tǒng)稱為主系統(tǒng)，也稱一次系統(tǒng)。用于監(jiān)視﹑保護﹑通信等各種自動化系統(tǒng)用于保證主系統(tǒng)安全穩(wěn)定正常運行的稱為二次系統(tǒng)。

■為了充分發(fā)揮電力系統(tǒng)功能和作用，應滿足以下要求：

■1﹑滿足用戶需要；2﹑安全性要求；

■3﹑經(jīng)濟性要求；4﹑環(huán)保和生態(tài)要求。電力系統(tǒng)的基本組成■電力網(wǎng)：發(fā)電設備和用電設備之間輸送和分配電能的網(wǎng)絡。變壓器＋輸電線路■電力系統(tǒng)：由發(fā)電機﹑升降壓變壓器﹑各種電壓等級的輸電線路和廣大用戶的用電設備所組成的統(tǒng)一整體。發(fā)電廠＋變電所＋輸電線路＋用戶■動力系統(tǒng)：電力系統(tǒng)加上帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動的動力部分。電力系統(tǒng)＋動力裝置■一個具體的電力系統(tǒng)由以下的一些基本參量來描述：■總裝機容量：系統(tǒng)中所有發(fā)電機額定有功功率的總和，以千瓦計?！瞿臧l(fā)電量：系統(tǒng)中所有發(fā)電機組全年所發(fā)電能的總和，以千瓦時計。■最大負荷：指在規(guī)定的時間內(nèi)電力系統(tǒng)總有功功率負荷的最大值，以千瓦計?！瞿暧秒娏浚航釉谙到y(tǒng)上所有用戶全年所用電能的總和，以千瓦計?！鲱~定頻率：我國規(guī)定交流電力系統(tǒng)的額定頻率為50赫茲?！鲎罡唠妷旱燃墸褐赶到y(tǒng)中最高電壓等級的電力線路的額定電壓，以千伏計。電力工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位▲電力工業(yè)的發(fā)展水平是反映一個國家經(jīng)濟發(fā)達程度的重要標志。人均用電量是衡量現(xiàn)代生活水平的重要標志?！娏I(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的先行基礎行業(yè)。電力系統(tǒng)的電壓等級▲輸送功率▲輸送距離▲統(tǒng)一系統(tǒng)中電壓等級不宜過多或過少，極差不宜過大?！娏ο到y(tǒng)的額定電壓能保證電氣設備正常運行，且具有最佳技術指標和經(jīng)濟指標的電壓稱為額定電壓。電力網(wǎng)的分類

超高壓電力網(wǎng)電力網(wǎng)區(qū)域電力網(wǎng)地方電力網(wǎng)■超高壓電力網(wǎng)：電壓等級在330～750KV，輸電距離在300～1000km?！鰠^(qū)域電力網(wǎng)：電壓等級在110～220KV,輸電距離在50～300km?！龅胤诫娏W(wǎng)：電壓等級在33～110KV,輸電距離在50km以內(nèi)。發(fā)電廠和變電所的類型及特點■發(fā)電廠的基本型式：火電廠﹑水電站、核電站、抽水蓄能電站、風力電站等。

▲火電廠

§（煤、石油、天然氣）燃燒使汽輪機轉(zhuǎn)動?；瘜W能→熱能→機械能→電能§分為：凝汽式發(fā)電廠（專供發(fā)電廠）熱電廠（發(fā)電兼供熱）§火電廠發(fā)電量占全部發(fā)電量的70％，其中燃煤的約占70％，燃油的約占25％，利用其他能源的電廠約占5％?；痣姀S的特點

1、火電廠布局靈活，裝機容量大小可按需要決定。2、火電廠的一次性建造投資少，建造工期短，發(fā)電設備利用小時數(shù)較高。3、火電廠煤耗量大，單位發(fā)電成本比水電廠高3—4倍。4、動力設備繁多，控制操作復雜。5、大型機組停機到開機并帶滿負荷時間長，附加耗用大量燃料。6、擔負急劇升降負荷時，需要付出附加燃料消耗的代價。7、若擔任調(diào)峰、調(diào)頻、事故備用，則相應事故增多，強迫停機率最高，廠用電率增高，故應盡量擔負均勻負荷。8、對空氣、環(huán)境污染大。水電站

■將水的勢能和動能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電廠就叫水電站（廠）?！龌旧a(chǎn)過程：從河流較高處或水庫內(nèi)引水，利用水的壓力或流速沖擊水輪機旋轉(zhuǎn)，將水能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，然后由水輪機帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，將機械能轉(zhuǎn)換為電能?！魞?yōu)點：生產(chǎn)過程簡單、污染小、發(fā)電成本底?！羧秉c：建設投資大、工期長、受氣候、水文條件影響大，分豐水期和枯水期?！鏊娬镜奶攸c1、可合理利用水能資源。2、發(fā)電成本低、效率高。3、運行靈活。4、可存儲和調(diào)節(jié)。5、不污染環(huán)境。6、投資較大、工期較長。7、受水文條件制約。8、淹沒土地，生態(tài)環(huán)境受影響。抽水蓄能電站

實質(zhì)相當于一個極大容量的交流蓄電裝置，改善系統(tǒng)運行調(diào)度。§利用系統(tǒng)低谷負荷（或豐水期）時的富余電力抽水到上游水庫存儲；在高峰負荷（或枯水期）時，放水發(fā)電的水電站?！焯罟日{(diào)峰電源?！煸谝曰痣?、核電為主的系統(tǒng)中，建設適當比例的抽水蓄能電站可以提高系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性和可靠性。核電站■利用鈾（或钚）在反應堆里核裂變。§過程：原子能→熱能→（汽輪機）機械能→電能（如：浙江秦山核電站、大亞灣核電站等）§核電站的特點1、消耗燃料少—如容量為50萬KW的火電廠，需燃燒煤150萬噸/年，而同容量的核電站，只需鈾燃料20噸/年。2、燃燒時不需要空氣助燃。3、容量越大約經(jīng)濟。4、有放射性污染。核電廠與火電廠的區(qū)別1、核電廠與火電廠都是由兩部分組成的，一部分是蒸汽供應系統(tǒng)，另一部分是汽輪發(fā)電機系統(tǒng)。兩種電廠的汽輪發(fā)電機系統(tǒng)基本上是相同的，不同的是蒸汽供應系統(tǒng)。2、核電廠的蒸汽供應系統(tǒng)是由核燃料在反應堆內(nèi)發(fā)生鏈式裂變反應，放出原子核能產(chǎn)生蒸汽；而火電廠的蒸汽供應系統(tǒng)是由煤或石油在鍋爐內(nèi)燃燒，放出熱能來產(chǎn)生蒸汽。3、核電廠在環(huán)境上優(yōu)于火電廠，這是因為不放處二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物，不會造成溫室效應和酸雨，從而保護了人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境。變電所的類型

■變電所按照其容量和重要程度可分為：▲樞紐變電所：處于電力系統(tǒng)的中樞地位，連接電力系統(tǒng)高壓和中壓的幾個部分，匯集電源多，電壓等級較高，如330KV～500KV等，若樞紐變電所發(fā)生故障出現(xiàn)全所停電，將導致系統(tǒng)解裂，甚至出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰的災難局面。▲中間變電所：將發(fā)電廠或樞紐變電所與負荷中心聯(lián)系，一般匯集2～3個電源，起系統(tǒng)交換功率或使長距離輸電分段的作用，同時還降壓供給所在地區(qū)用戶用電。電壓等級多為220KV～330KV，當全所停電時，將引起區(qū)域網(wǎng)絡解裂，影響較大?！貐^(qū)變電所：對地區(qū)用戶供電，起高壓側(cè)一般為110～220KV。全所停電時，僅使該地區(qū)停電?！K端變電所：處于電力網(wǎng)的末端，直接向本地區(qū)負荷供電，而不再向其他地區(qū)輸送電能。高壓側(cè)多為110KV或更低，種類變電所若全所停電，影響更小，只是用戶受到損失。發(fā)電廠和變電所的電氣設備■根據(jù)電氣設備的作用不同，可以分為一次設備和二次設備?！淮卧O備：直接與發(fā)輸配電電路相連接的設備。1、發(fā)電機：產(chǎn)生電能的設備。2、變壓器：改變電壓等級的設備。3、電動機：消耗電能的設備。4、載流導體：傳輸電能的裸導體、電纜等。5、母線：專門用來接受和分配電能的導體。6、電抗器：限制短路電流的設備。7、避雷器：防止過電壓的設備。8、接地裝置：工作接地、保護接地等都與地中的接地裝置相連，以保證電力系統(tǒng)正常運行和保證人身安全。9、斷路器：具有開合電路的專用滅弧裝置，可以開斷或閉合負荷電流和開斷短路電流，故用來作為接通或開斷電路的控制電器。10、隔離開關：沒有滅弧裝置，用來在切斷電路時建立明顯可見的空氣絕緣間隙，將電源與停運設備可靠隔離，以保證檢修安全。隔離開關主要分為母線隔離開關、線路隔離開關、接地開關。11、負荷開關：只能接通和斷開正常的負荷電流，而不能斷開短路電流。12、電壓互感器：用來將高電壓按照一定的比例變?yōu)樾‰妷旱脑O備。13、電流互感器：用來將大電流按照一定的比例變?yōu)樾‰娏鞯脑O備。二次設備

■二次設備：對一次設備的工作進行監(jiān)測、保護和控制的設備。1、繼電保護和自動裝置：用于反應故障和不正常工作狀態(tài)的設備。2、電壓表、電流表、電能表：測量電氣參數(shù)的設備。3、直流電源設備：供給控制、保護用的直流電源。4、操作電器、信號設備以及控制電纜等。電氣主接線■電氣主接線的概念電氣主接線是指發(fā)電廠和變電所中的一次設備按照設計要求連接而成的電路，而這種設計要求通常是指一次設備按照其功能要求組成接受和分配電能的電路。也稱作一次系統(tǒng)?！鲭姎庵鹘泳€可以分為有母線的主接線和無母線的主接線。▲有母線的主接線§單母線類：單母線不分段、分段、分段帶旁路母線等?！祀p母線類：雙母線不分段、分段、分段帶旁路母線、2/3接線等?！鵁o母線的主接線：橋式接線、角形接線和單元接線等?！鲭姎庵鹘泳€圖§用規(guī)定的圖形和文字符號將發(fā)電機、變壓器、母線、開關電器、輸電線路等有關電氣設備，按照電能流程順序連接而成的電路圖?！祀姎庵鹘泳€圖有用單相圖和用三相圖兩種表示方式。對電氣主接線的基本要求

■一個發(fā)電廠或變電所的主接線形式，主要取決于該發(fā)電廠或變電所的規(guī)模、電壓等級及其在電力系統(tǒng)中的地位，取決于出線回路數(shù)、電氣設備的特點以及負荷的性質(zhì)等?！龅獫M足以下基本要求：§可靠性：各種設備故障時，停止供電的時間和影響范圍盡可能小。§靈活性：通過切換操作，適應不同的運行方式，如檢修?！旖?jīng)濟性：指投資、能耗、占地和運行費用指標。§簡單清晰,便于操作?！炜紤]可擴建性。倒閘操作的基本要求▲正確使用電器，如斷路器可以接通或斷開電路，隔離開關可以隔離電壓和切換電路（即兩組隔離開關兩側(cè)電位基本相同的條件下，對并聯(lián)的來年貴族隔離開關拉合時，僅起電流轉(zhuǎn)移的作用，而未斷開或接通任何電路，故隔離開關觸頭不會產(chǎn)生電?。┑鹊取！ＷC最大安全性，不影響其他支路正常運行，即使發(fā)生故障也應該對整個裝置影響最小?！鶕?jù)運行方式和操作要求，應使操作步驟最少?！魏卧O備不允許在無保護狀態(tài)下投入運行。▲操作過程中，操作人員行走路徑最短。▲倒閘操作必須嚴格遵守有關規(guī)程規(guī)定，認真執(zhí)行操作監(jiān)護制度，準確無誤地填寫操作票，保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行。倒閘操作必須按照如下操作順序操作：§線路送電時的操作順序為：先閉合母線隔離開關，再閉合線路隔離開關，最后合上斷路器；§線路停電時的操作順序為：先斷開斷路器，再拉開線路隔離開關，最后拉開母線隔離開關；§起用母線，應先充電檢查，后接入使用的原則；§隔離開關操作并聯(lián)供電電路原則：先接通并聯(lián)分支，再拉本分支，遵循等電位操作原則。電力系統(tǒng)的短路故障■短路的主要原因及類型▲短路的主要原因：§電氣設備載流部分的絕緣損壞；§誤操作；§機械損壞；§雷擊或過電壓擊穿?！搪奉愋汀烊喽搪罚弧靸上喽搪?§單相接地短路■短路的項主要危娃害▲短路電畜流》正常工作壁電流，使植導線和開頁關設備大僻量發(fā)熱，蠅絕緣老化趣，甚至導濾體熔化，鑒短路會產(chǎn)塞生電弧?！搪冯娏鞫d產(chǎn)生強大幟的電動力君，可使導柱體變形，唇如母線彎顆曲，絕緣草子斷裂；▲使電網(wǎng)電故壓U降低，厘且越靠鍵近短路踏點電壓U越低；▲不對稱短遲路故障將倉會產(chǎn)生零舟序電流、描零序磁通稈，干擾交陜通信號，抵影響通信博系統(tǒng)的臟正常工作屑；▲影響電搞力系統(tǒng)榜的穩(wěn)定拘，要采灘用限流稀措施?！龆搪冯娏鳈?quán)計算的目啦的▲為合理俗選擇電腰氣設備要提供依殿據(jù)，以夢保證設鑒備在系蔑統(tǒng)短路朋時不被賺損壞；▲為選擇喇和整定桿繼電保閱護裝置故提供依但據(jù)。電力系統(tǒng)犧的短路故好障電力系統(tǒng)丑繼電保護電力系桌統(tǒng)繼電外保護的抽作用▲電力系統(tǒng)偷在運行中爪，可能發(fā)速生各種故銹障和不正山常的運行網(wǎng)狀態(tài)（包注括過負荷現(xiàn)、頻率降脅低、發(fā)電蔽機突然甩私負荷、電恒力系統(tǒng)發(fā)土生振蕩等浩）。除采閑取措施消斧除或減少滋發(fā)生事故找的可能性琴外，故障躺一旦發(fā)生吸，必須自辮動、迅速粉而有選擇倦性的切除姥故障元件僵（一般要險求在十分阻之幾~百分之機幾內(nèi)完磚成）。叛由裝設奧在每個搖電氣元衛(wèi)件上的國繼電保婆護裝置鐵來完成育，同時舍能反映郵各種不盯正常運勁行狀態(tài)假，并根噸據(jù)運行惡維護的題條件，娘動作于黨發(fā)信、汁減負荷塞或跳開秀斷路器非，避免淘不必要煉的動作到和由于乖干擾而年引起的焰誤動作扇?！^電保琴護裝置妄，就是湖指能反弊應電力左系統(tǒng)中林電氣元況件發(fā)生怖故障或吧不正常旗運行狀母態(tài)，并赤動作于笨斷路器薦跳閘或惱發(fā)出信屑號的一膀種裝置肯，它的匙基本任藝務是：§自動、遠迅速而津有選擇蜂性地將消故障元透件從電奶力系統(tǒng)素中切除偏，使故國障元件非免于繼雕續(xù)遭到僚破壞，貫保證其抵它無故追障部分晴迅速恢銀復運行愿；§反應電棋氣元件挪的不正岸常運行同狀態(tài)，滿并根據(jù)少運行維溫護的條飽件（例排如有無筒經(jīng)常值鼓班人員末），動遇作于發(fā)陡出信號武、減負弓荷或跳泊閘。此事時一般賽不要求癥保護迅霞速動作量，而是板根據(jù)對懸電力系柿統(tǒng)及其山元件的磚危害程臉度規(guī)定傳一定的運延時，乒以免不級必要的豆動作和淚由于干鐵擾而引席起的誤哪動作。繼電保成護的基昏本原理◆要求：正戀確區(qū)分系企統(tǒng)正常運李行與故障孕、不正常鞏運行狀態(tài)拿之間的區(qū)冬別。發(fā)生故障蒼之后，總含之伴隨有野電流的增隙大、電壓抄的降低、處線路始端容測量阻抗逃的減小、摟以及電壓譽與電流之陣間相位的木變化。▲反應一景端電氣寨量的?；o：§反應于電念流增大而諷動作的電置流保護；§反應于涌電壓降冊低而動木作的低光電壓保徑護；§反應于肥短路點朗到保護董安裝地頁點之間仿測量阻輛抗的減擊小而動梢作的距番離保護車（或低暮阻抗保廁護）等套?！磻獌苫级穗姎饷肆康谋ｑv護：差很動原理敘的保護取。差動原頃理的保認護只能片在被保鐵護元件族內(nèi)部故送障時動承作，而沖不反應唐外部故瘋障?！磻请姲鐨饬康谋Ｐ凶o：反應川于由被分萍解所產(chǎn)生悶的氣體而筑構(gòu)成的瓦汁斯保護、松反應于電鉆動機繞組恢溫