《電能系統(tǒng)基礎(chǔ)》課程概論1

電能系統(tǒng)基礎(chǔ)信電學(xué)院2023/10/7自我介紹張曉zhangxiao@83995557(辦永麗yonglifang@126.co能系統(tǒng)基礎(chǔ)概論1.課程定位2.研究對(duì)象3.知識(shí)體系4.學(xué)科發(fā)展熱點(diǎn)5.教學(xué)內(nèi)容6.課程要求7.參考書1.課程定位電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)核心課程電力學(xué)科的基礎(chǔ)課程電力系統(tǒng)及自動(dòng)化專業(yè)研究生入學(xué)考試專業(yè)課程

2.研究對(duì)象—電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)：完成電能生產(chǎn)、輸送、分配和消費(fèi)的統(tǒng)一整體。通常由發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線路和負(fù)荷等電力設(shè)備組成的三相交流系統(tǒng)。電力系統(tǒng)的元件分兩類： 一類是電力元件（一次元件），包括生產(chǎn)、變換、輸送與分配、消費(fèi)電能的元件。 一類是控制元件（二次元件），保證一次系統(tǒng)安全/可靠/經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的信息系統(tǒng)及操作機(jī)構(gòu)。本課程主要研究對(duì)象為電力系統(tǒng)一次系統(tǒng)，即電力元件組成的網(wǎng)絡(luò)。

2.研究對(duì)象—電力系統(tǒng)

發(fā)電機(jī)：完成電能生產(chǎn)，將一次能源轉(zhuǎn)換成二次能源（電能）。變壓器、電力線路：電能的輸送和分配負(fù)荷（用戶）：電能消費(fèi),將電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能量，包括電動(dòng)機(jī)、照明、電爐等。2.1發(fā)電廠：電能生產(chǎn)

1.火力發(fā)電2.水力發(fā)電3.核能發(fā)電4.風(fēng)力發(fā)電、潮汐發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電等新能源發(fā)電。2.1.1火力發(fā)電燃料：煤、石油、天然氣化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能目前最主要電源，比例大約70％組成：

燃燒系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)、電力系統(tǒng)存在問題：安全問題：采礦和運(yùn)輸中的安全問題環(huán)境問題：酸雨、溫室效應(yīng)、可吸入顆粒物等效率問題：效率較低?；鹆Πl(fā)電廠全景2.1.2水力發(fā)電河流水勢(shì)能→水動(dòng)能→機(jī)械能→電能目前最重要的電源之一，比例大于10％容量取決于水位差和流量組成：

水庫、水輪機(jī)、電力系統(tǒng)2.1.2水力發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：最干凈能源之一最廉價(jià)能源之一，無需燃料，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單綜合水利工程：同時(shí)解決發(fā)電、防洪、灌溉和航運(yùn)等多方面問題良好的啟動(dòng)和調(diào)節(jié)性能：?jiǎn)?dòng)到并網(wǎng)供電速度快（5分鐘），啟動(dòng)簡(jiǎn)單，適于遙控?？蓾M足電力需求的快速變化。缺點(diǎn)：建設(shè)問題：投資大，工期長(zhǎng)，存在國(guó)防安全。庫區(qū)移民、淹沒耕地、破壞文物、可能破壞生態(tài)平衡、破壞自然景觀等運(yùn)行問題：發(fā)電出力受氣象、水文、防洪、灌溉和航運(yùn)等綜合影響，分枯水期和豐水期，出力不穩(wěn)定，增加電力系統(tǒng)運(yùn)行的復(fù)雜性。長(zhǎng)江三峽水電站全景圖三峽大壩及左岸電站廠房2.1.3核能發(fā)電鈾等核燃料→核裂變，核能→熱能→機(jī)械能→電能目前主要的電源之一，比例大于10％，作為一種新型的巨大能源，發(fā)展迅速。組成：

反應(yīng)堆、汽水系統(tǒng)、電力系統(tǒng)秦山核電站、大亞灣核電站等2.1.3核能發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：大量節(jié)省煤、石油等燃料，避免燃料的運(yùn)輸。如50萬KW電廠，150萬T煤/年，20T鈾/年與火電相比，造價(jià)高，但發(fā)電成本低30-50％，因此規(guī)模越大越合算。缺點(diǎn)：對(duì)放射性污染的擔(dān)心，在技術(shù)上能較好處理污染防護(hù)和放射性核廢料的處理問題，但事故仍有發(fā)生。

2.1.4發(fā)展中的新能源發(fā)電有風(fēng)能、地?zé)?、太陽能、潮汐能等等。新能源主要是潔凈的、可再生的能源，是未來的主要發(fā)展形式，是當(dāng)前國(guó)際上研究和開發(fā)的熱點(diǎn)。這些新能源容量很小、分散性大，屬分布式電源?；ヂ?lián)后在運(yùn)行安全和管理方面存在著很多特殊問題。2.2變壓器、電力線路主要電能的輸送和分配。包括輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)。2.2.1高壓輸電網(wǎng)高壓輸電網(wǎng)：高壓輸電網(wǎng)主要是將遠(yuǎn)離負(fù)荷中心的發(fā)電廠大量電能，經(jīng)高壓輸電線送到鄰近負(fù)荷中心的樞紐變電所。輸電網(wǎng)還用來與相鄰的電力網(wǎng)相聯(lián)，或與相鄰電力網(wǎng)的高壓樞紐變電所相聯(lián)。輸電電壓通常為220KV及以上。特點(diǎn)電壓等級(jí)220KV以上，是整個(gè)電力網(wǎng)的主干。由大型發(fā)電廠升壓站和樞紐變電所連接組成。2.2.2.配電網(wǎng)絡(luò)配電網(wǎng)可分為高壓、中壓和低壓配電網(wǎng)。高壓配電網(wǎng)的電壓一般在35~110KV中壓配電網(wǎng)的電壓一般為6~20KV，用于將電能送到用戶或配電變壓器低壓配電網(wǎng)的電壓為380/220V，用于向小用戶供電。2.3負(fù)荷負(fù)荷（用戶）:電能消費(fèi),將電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能量，包括電動(dòng)機(jī)、照明、電爐等。電力系統(tǒng)負(fù)荷是電力用戶所需功率的總和，也稱電力系統(tǒng)綜合用電負(fù)荷。動(dòng)力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)與電力網(wǎng)示意圖23kV水庫~反應(yīng)堆~~鍋爐~23kV500kV500kV230kV230kV20kV220kV330kV500kV110kV110kV380/220V至相鄰系統(tǒng)的互聯(lián)線路區(qū)域電力系統(tǒng)供配電系統(tǒng)工業(yè)用戶工業(yè)用戶10kV小型燃汽輪機(jī)市政生活商業(yè)電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)絡(luò)示意圖發(fā)電廠、變電所其他高壓電氣設(shè)備開關(guān)設(shè)備斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)等保護(hù)設(shè)備熔斷器、避雷器、電抗器等測(cè)量設(shè)備電流互感器、電壓互感器主接線基本形式的分類主接線方式

有匯流母線

無匯流母線（無母線）單母線

雙母線簡(jiǎn)單單母線單母分段單母帶旁母單母分段帶旁母雙母線雙母單分段雙母帶旁母3/2接線（一個(gè)半斷路器）橋形接線（內(nèi)橋、外橋）多邊形接線單元接線擴(kuò)大單元接線雙母線接線電力系統(tǒng)的電氣主接線---雙母線接線母線隔離開關(guān)母線及隔離開關(guān)斷路器、電流互感器斷路器、電流互感器2.4電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式110kV及以上：直接接地380V/220V：直接接地10kV～66kV：不接地經(jīng)消弧線圈接地經(jīng)低阻接地等3.知識(shí)體系課