電氣工程基礎(chǔ)課件(上)-華中科技大學(xué).ppt

1、一、關(guān)于電氣工程基礎(chǔ),1.課程背景 2.課程特點(diǎn)、前修課程、后續(xù)課程 特點(diǎn)：工程思想 前修課程：電路理論、電機(jī)學(xué) 后續(xù)課程：電力系統(tǒng)分析、繼電保護(hù)、電力系統(tǒng)自動(dòng)化、高電壓技術(shù) 3.教材：熊信銀，張步涵電氣工程基礎(chǔ)（第二版） 華中科技大學(xué)出版社，2010 4.學(xué)習(xí)方式、要求： 5.考核方式：筆試80%平時(shí)成績(jī)20% 6.教學(xué)錄像：配合,二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排,第一章 緒論（4） 電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)、變電站的定義與分類；大系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益簡(jiǎn)介；電力系統(tǒng)的特點(diǎn)；對(duì)電力系統(tǒng)的要求；電能質(zhì)量指標(biāo)；電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備額定電壓及其規(guī)定；電壓等級(jí)與傳輸功率及傳輸距離的關(guān)系；接地的基本概念和類型；各種工作接

2、地方式的技術(shù)特點(diǎn)、適用電壓等級(jí) 第二章 發(fā)電系統(tǒng)（2） 能源的概念與分類，我國(guó)的（發(fā)電）能源分布和能源政策 發(fā)電廠的能量轉(zhuǎn)換；各類發(fā)電廠的分類及特點(diǎn) 第三章 輸變電系統(tǒng)（4） 一次系統(tǒng)和一次設(shè)備的基本概念；一次設(shè)備的類型；母線、斷路器、隔離開關(guān)、輸電線路、TA、TV等一次設(shè)備；各類電氣主接線的接線方式、運(yùn)行特點(diǎn)、檢修特點(diǎn)、適用場(chǎng)合（注意各類主接線之間的比較）；配電裝置的基本概念及分類，安全凈距的概念及ABCDE值簡(jiǎn)介；保護(hù)接地的基本概念、實(shí)現(xiàn)原理及分類。 第四章 配電系統(tǒng)（1） 配電網(wǎng)基本概念；保護(hù)接零的基本概念、原理及分類。 第五章 電力系統(tǒng)負(fù)荷（1） 負(fù)荷的基本概念及分類；負(fù)荷曲線的基本概

3、念及分類；最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax,二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排,第六章 電力網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)計(jì)算 張步涵（6） 電力線路結(jié)構(gòu)、架空輸電線路的參數(shù)計(jì)算和等值電路、變壓器的等值電路及參數(shù)計(jì)算、元件的電壓和功率分布計(jì)算、開式電力網(wǎng)（同一電壓級(jí)、不同電壓級(jí)）潮流計(jì)算 第七章 電力系統(tǒng)的短路計(jì)算 （10） 短路故障、標(biāo)幺制、無(wú)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、各元件的負(fù)序與零序參數(shù)、各序網(wǎng)絡(luò)的建立、不對(duì)稱短路的計(jì)算 第八章 電氣主接線的設(shè)計(jì)與設(shè)備選擇（4） 載流導(dǎo)體的發(fā)熱和電動(dòng)力；電氣設(shè)備選擇的一般步驟及計(jì)算公式；短路計(jì)算點(diǎn)的基本概念和選擇方法；

4、斷路器、電抗器的選擇 第九章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的運(yùn)行（6） 有功功率與頻率的關(guān)系；電力系統(tǒng)無(wú)功功率平衡及其與電壓的關(guān)系；電力系統(tǒng)調(diào)壓的基本思路，中樞點(diǎn)電壓管理；電力系統(tǒng)各種調(diào)壓措施的原理、計(jì)算和應(yīng)用；電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性簡(jiǎn)介（網(wǎng)損概念及計(jì)算、最大負(fù)荷損耗時(shí)間、降損措施）；電力系統(tǒng)穩(wěn)定性基本概念。 第十章 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)（4） 繼電保護(hù)的基本概念、作用、基本原理；繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成，動(dòng)作電流、返回電流、返回系數(shù)的基本概念；繼電保護(hù)的“四性”要求；三段式相間短路電流保護(hù)的實(shí)現(xiàn)原理,二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排,第十一章 發(fā)輸變配電系統(tǒng)的二次系統(tǒng)（4） 二次系統(tǒng)和二次設(shè)備的基本概念；原理接線圖、展開接線圖和安裝接

5、線圖的基本概念和繪制原則；對(duì)斷路器控制的基本要求，控制開關(guān)，斷路器控制回路的實(shí)現(xiàn) 第十二章 電力系統(tǒng)內(nèi)部過電壓 （6） 過電壓的基本概念和分類；操作過電壓產(chǎn)生的基本原理，切除空載變壓器、切除空載長(zhǎng)線路、合閘空載線路、電弧接地等產(chǎn)生過電壓的機(jī)理、過電壓倍數(shù)及其影響因素、限制過電壓的措施；三種諧振過電壓產(chǎn)生的機(jī)理、特點(diǎn)、過電壓倍數(shù)及其影響因素、限制過電壓的措施，電力系統(tǒng)中常見諧振過電壓及其防治；工頻電壓升高基本概念及原理簡(jiǎn)介 第十三章 電力系統(tǒng)防雷保護(hù)（2） 雷電的放電過程和雷電參數(shù)；防雷裝置的外特性 第十四章 電力系統(tǒng)絕緣配合（1） 絕緣配合的基本概念；絕緣配合方法 第十五章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的管理

6、（0）,第一章 緒論,第一節(jié) 電力系統(tǒng)發(fā)展概況及前景 第二節(jié) 電力系統(tǒng)基本概念 第三節(jié) 電能質(zhì)量指標(biāo) 第四節(jié) 電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)及其選擇 第五節(jié) 電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地,第一節(jié) 電力系統(tǒng)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年上海電氣公司； 水電：1912年云南石龍壩2240kW； 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； 2005年青海官?gòu)d甘肅蘭州東750kV交流； 2008年晉東南南陽(yáng)

7、荊州1000kV交流 2010.06.18：云南省楚雄廣東省廣州 800kV直流輸電工程,電力系統(tǒng)之最： 最大單機(jī)： 火電：1000MW（玉環(huán)061128、鄒縣061204） 水電：700MW（三峽） 核電：1000MW（嶺澳核電廠） 最大發(fā)電廠： 水電：三峽工程，3270萬(wàn)kW，年均發(fā)電量846億kWh，比全世界70萬(wàn)kW機(jī)組的總和還多，世界最大發(fā)電廠 火電：500萬(wàn)kW（北侖電廠，5602100萬(wàn)kW） 核電：200萬(wàn)kW（嶺澳核電廠，2100萬(wàn)kW） 抽水蓄能： 830萬(wàn)kW（廣蓄，世界最大）,我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展：,我國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量的幾大跨越： 1987年，突破1億kW(105年)；19

8、95年3月，突破2億kW；2000年4月，突破3億kW；2004年5月，以三峽電站7號(hào)機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電為標(biāo)志，我國(guó)發(fā)電裝機(jī)突破4億kW；2005年10月突破5億kW；2006年突破6億kW ；2007年更突破了7億kW ；2008年末7.9253億kW 。,2007年國(guó)家/地區(qū)人均發(fā)電量排名,二、電力系統(tǒng)發(fā)展前景 1.做好電力規(guī)劃，加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè) 加強(qiáng)電力規(guī)劃，確定合理的電源結(jié)構(gòu)和布局，留有足夠的容量和能量的備用，建成容量充足、結(jié)構(gòu)合理、運(yùn)行靈活的聯(lián)合電力系統(tǒng) 2. 電力工業(yè)現(xiàn)代化 高電壓、大系統(tǒng) 大電廠、大機(jī)組 智能電網(wǎng),3. 聯(lián)合電力系統(tǒng) 效益 各系統(tǒng)間電負(fù)荷的錯(cuò)峰效益 提高供電可靠性、減少系統(tǒng)

9、備用容量 有利于安裝單機(jī)容量較大的機(jī)組 進(jìn)行電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度 進(jìn)行水電跨流域調(diào)度 調(diào)峰能力互相支援,支出 增加聯(lián)絡(luò)線和電網(wǎng)內(nèi)部加強(qiáng)所需投資以及聯(lián)絡(luò)線的運(yùn)行費(fèi)用 當(dāng)系統(tǒng)間聯(lián)系較弱時(shí)，有可能引起調(diào)頻的復(fù)雜性和出現(xiàn)低頻振蕩 增加了系統(tǒng)短路容量，并可能導(dǎo)致增加或調(diào)換已有設(shè)備 增加聯(lián)合電網(wǎng)的通訊和高度自動(dòng)化的復(fù)雜性,4. 電力市場(chǎng) 基本特征：開放、競(jìng)爭(zhēng)、計(jì)劃、協(xié)調(diào) 基本原則：公平、公開、公正 5. 綠色能源的開發(fā)和利用（風(fēng)能、太陽(yáng)能等） 6. 節(jié)能、減排、低碳,第二節(jié) 電力系統(tǒng)基本概念,一、什么是電力系統(tǒng),三、電力系統(tǒng)的特點(diǎn),四、對(duì)電力系統(tǒng)的要求,二、電力系統(tǒng)的形成,一、什么是電力系統(tǒng)？,電力網(wǎng)：由變電所

10、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），按照一定的規(guī)律連接而組成的統(tǒng)一整體。 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)力部分包含在內(nèi)的系統(tǒng)。,電力網(wǎng)：按電壓等級(jí)的高低、供電范圍大小的分類 超高壓遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)：電壓等級(jí)為330kV500kV的網(wǎng)絡(luò) 區(qū)域電力網(wǎng)：電壓等級(jí)在35kV以上（一般為110kV220kV） 地方電力網(wǎng)：電壓等級(jí)在35kV及以下,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)變電所終端電站所,二、電力系統(tǒng)的形成 電力系統(tǒng)規(guī)模越大，給人們帶來(lái)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益越大： 可以提高供電

11、可靠性 可以減少備用容量 可以減少系統(tǒng)裝機(jī)容量 可合理利用能源，充分發(fā)揮水電在系統(tǒng)中的作用 采用高效率大容量的火電機(jī)組 可以提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性,三、電力系統(tǒng)的特點(diǎn) 電能不能大量存儲(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f Q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：繼電保護(hù)裝置、遠(yuǎn)動(dòng)裝置、減載裝置、同期裝置、勵(lì)磁裝置,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。 負(fù)荷分類：一類負(fù)荷、二類負(fù)荷、三類負(fù)荷 電力系統(tǒng)的地區(qū)性特點(diǎn)較強(qiáng)：發(fā)展各具特色。 電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、運(yùn)行等不能

12、盲目搬用其它系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)。,四、對(duì)電力系統(tǒng)的要求 保證供電可靠 保證良好的電能質(zhì)量 提高電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性,Exa：一臺(tái)1000MW火電機(jī)組，年利用小時(shí)5000h，煤耗率290g/kW.h，煤價(jià)：600元/噸。 Sol： 年發(fā)電量：1000000kW5000h50億kW.h 需標(biāo)煤：50億kW.h290g/kW.h145萬(wàn)噸標(biāo)煤 燃料費(fèi)：145萬(wàn)噸600元/噸87000萬(wàn)元 1%節(jié)約：燃料：1.45萬(wàn)噸標(biāo)煤 燃料費(fèi)：870萬(wàn)元,第三節(jié) 電能質(zhì)量指標(biāo),電能的質(zhì)量指標(biāo)： 電 壓 頻 率 波 形,電壓： 必要性：,電壓質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：,頻率：,頻率偏差：0.2Hz（3000MW系統(tǒng)） 0.5Hz（3000M

13、W系統(tǒng)） 國(guó)外：(0.10.2)Hz 或 0.5Hz,電鐘時(shí)偏：30s（3000MW系統(tǒng)） 1min（3000MW系統(tǒng)）,額定頻率：50Hz（國(guó)外：50 或 60Hz）,波形：,諧波電壓限值,表1-3 公用電網(wǎng)諧波電壓限值,2諧波電流允許值,表1-4 注入公共連接點(diǎn)的諧波電流允許值（A）,第四節(jié) 電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)及其選擇,一、電力系統(tǒng)額定電壓和最高電壓 二、電氣設(shè)備額定電壓和最高電壓 三、電力系統(tǒng)電壓等級(jí) 四、電壓等級(jí)選擇,一、電力系統(tǒng)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

14、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。,二、電氣設(shè)備額定電壓和最高電壓 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。,注：受（用）電設(shè)備的額定電壓電力系統(tǒng)的額定電壓。,三、電力系統(tǒng)電壓等級(jí),1. 低于3kV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。,低于3kV交流三相/單相電

15、力系統(tǒng)額定電壓和電氣設(shè)備額定電壓,2、3kV及以上系統(tǒng)的額定電壓 電力線路額定電壓：等于電力系統(tǒng)的額定電壓UN 發(fā)電機(jī)的額定電壓：105% UN 變壓器一次繞組：相當(dāng)于用電設(shè)備 UN 變壓器二次繞組：相當(dāng)于發(fā)電設(shè)備110% UN 特例1：變壓器一次繞組105% UN 特例2：變壓器二次繞組105% UN,I （U1U2）/Z SU2(U1U2)/lz0 10%UN2/lz0 傳輸功率S、電壓等級(jí)U、輸電距離l之間的關(guān)系 SConst， l U 2 lConst， S U 2,第四節(jié) 電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地,一、概述 二、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng) 三、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地電力系統(tǒng) 四、中性點(diǎn)直接接地的電力系

16、統(tǒng) 五、中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地的電力系統(tǒng),一、概述 接地： 為了保證電力網(wǎng)或電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和工作人員的人身安全，人為地使電力網(wǎng)及其某個(gè)設(shè)備的某一特定地點(diǎn)通過導(dǎo)體與大地作良好的連接。,接地分類： 工作接地：為了保證電氣設(shè)備在正?；虬l(fā)生故障情況下可靠地工作而采取的接地。 保護(hù)接地：將一切正常工作時(shí)不帶電而在絕緣損壞時(shí)可能帶電的金屬部分接地，以保證工作人員接觸時(shí)的安全。 保護(hù)接零：在中性點(diǎn)直接接地的低壓電力網(wǎng)中，把電氣設(shè)備的外殼與接地中性線直接連接，以實(shí)現(xiàn)對(duì)人 身安全的保護(hù)作用。 防雷接地：為消除大氣過電壓對(duì)電氣設(shè)備的威脅，而對(duì)過電壓保護(hù)裝置采取的接地措施。 防靜電接地：對(duì)生產(chǎn)過程中有可能積蓄電荷的設(shè)

17、備所采取的接地。,電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地方式： 小接地電流系統(tǒng) 大接地電流系統(tǒng) 如何確定電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式： 應(yīng)從供電可靠性、內(nèi)過電壓、對(duì)通信線路的干擾、繼電保護(hù)以及確保人身安全諸方面綜合考慮。,二、中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng),結(jié)論： 三相電壓對(duì)稱，三相導(dǎo)線對(duì)地電容電流也是對(duì)稱的，三相電容電流相量之和為零，這說明沒有電容電流經(jīng)過大地流動(dòng)。,單相金屬性接地故障時(shí)(A相),故障相對(duì)地電壓降為零；非故障相對(duì)地電壓升高為線電壓，且相位相差600。因此，線路及各種電氣設(shè)備的絕緣要按線電壓設(shè)計(jì)，絕緣投資所占比重加大，顯而易見，電壓等級(jí)越高絕緣投資越大。 三相線電壓仍然對(duì)稱。用戶的三相用電設(shè)備仍能照常運(yùn)行，但

18、允許繼續(xù)運(yùn)行的時(shí)間不能超過2h。,接地故障電容電流IPE,中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)： 接地電流大于30A時(shí)，將形成穩(wěn)定電弧，成為持續(xù)性電弧接地，這將燒毀電氣設(shè)備和可能引起多相相 間短路。 如果接地電流大于5A10A，而小于30A，則有可能形成間歇性電??；間歇性電弧容易引起弧光接地過電壓，其幅值可達(dá)（2.53）U，將危害整個(gè)電網(wǎng)的絕緣安全。 如果接地電流在5A以下，當(dāng)電流經(jīng)過零值時(shí)，電弧就會(huì)自然熄滅。 How to do ？,三、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng),消弧線圈: 安裝在變壓器或發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)與大地之間的具有氣隙鐵芯的電抗器。 單相(C相)金屬性接地故障: C相發(fā)生接地時(shí)，中性點(diǎn)

19、電壓變?yōu)?UC ，在消弧線圈作用下，產(chǎn)生電感電流（滯后90），其數(shù)值為: ILUC / XLU / XL,消弧線圈的補(bǔ)償方式 全補(bǔ)償方式：按IL=IC選擇消弧線圈的電感，使接地故障點(diǎn)電流為零，此即全補(bǔ)償方式。 欠補(bǔ)償方式：按ILIC選擇消弧線圈的電感，此時(shí)接地故障點(diǎn)有剩余的電感電流流過。,消弧線圈容量的選擇,下述情況，應(yīng)安裝消弧線圈,四、中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng),特點(diǎn)： 供電可靠性不如電力系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地和經(jīng)消弧線圈接地方式。 為提高供電可靠性，在線路上廣泛安裝三相或單相自動(dòng)重合閘裝置。 電氣設(shè)備的絕緣水平只需按電力網(wǎng)的相電壓考慮，可以降低工程造價(jià)。 我國(guó)380/220V系統(tǒng)中一般都采用中性點(diǎn)

20、直接接地方式，主要是從人身安全考慮問題。,適用范圍： 我國(guó)110kV（國(guó)外220kV）及以上電壓等級(jí)電力系統(tǒng)。 380/220V低壓系統(tǒng)。,五、中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地的電力系統(tǒng),特點(diǎn)： 降低工頻過電壓，抑制弧光過電壓； 消除鐵磁諧振過電壓，防止斷線諧振過電壓； 設(shè)置零序保護(hù)動(dòng)作跳閘； 設(shè)置零序保護(hù)動(dòng)作跳閘； 避免發(fā)生高壓觸電事故； 供電可靠性有保證。,適用范圍：配網(wǎng)系統(tǒng)（與中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地、不接地比較） 全電纜出線變電站的單相接地故障電容電流超過30A時(shí)采用中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地； 全架空線路出線變電站的單相接地故障電流超過10A時(shí)，采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地； 對(duì)電纜與架空線混合線路的單相接地故障電容

21、電流超過10A時(shí)，可采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地或采用中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地。,35kV降壓變壓器,升壓變壓器,110kV輸電線路,北京知春里220kV變電所,北京新東安110kV地下變電站,廣東新豐江水電站,水輪機(jī),世界上最大水輪發(fā)電機(jī)組：三峽水輪發(fā)電機(jī)組。,用戶照明,三峽大壩鳥瞰,第二章 發(fā)電系統(tǒng),第一節(jié) 能源及電能 第二節(jié) 火力發(fā)電廠 第三節(jié) 核電廠 第四節(jié) 水電廠 第五節(jié) 其它發(fā)電廠 第六節(jié) 各類發(fā)電廠的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn),第一節(jié) 能源及電能,一、能源的分類,二、新能源,三、我國(guó)的能源資源及電網(wǎng)特點(diǎn),一、能源的分類,煤，石油，天然氣，核裂變物質(zhì),水力,核聚變物質(zhì),太陽(yáng)能，風(fēng)能，海洋能，地?zé)崮?電力、焦

22、炭、煤氣、汽油、煤油、柴油 重油、氫能、沼氣、酒精、蒸汽、熱水等,二次 能源,一、能源的分類,太陽(yáng)能發(fā)電：地球表面一年從太陽(yáng)獲得的總能量約達(dá)61017kW.h，比全世界目前一年內(nèi)利用各種能源的總和還大1萬(wàn)倍以上 風(fēng)力發(fā)電：世界上風(fēng)能總量約3500億kW，相當(dāng)于每年可發(fā)電3050億萬(wàn)kWh 地?zé)岚l(fā)電：地?zé)豳Y源分為干蒸汽田、濕蒸汽田、地?zé)崴蜔釒r層 沙漠溫差發(fā)電、風(fēng)箏發(fā)電、重力發(fā)電、高跟鞋風(fēng)電,海洋能發(fā)電：大范圍有規(guī)律的動(dòng)能（如潮汐、海流）和無(wú)規(guī)律的動(dòng)能（如波浪能）以及海洋不同深度的溫差（熱能） 磁流體發(fā)電：它是利用高溫等離子體流過與流動(dòng)方向垂直的強(qiáng)磁場(chǎng)，在與等離子體流向和磁場(chǎng)都垂直的方向上產(chǎn)生了

23、電動(dòng)勢(shì)，使回路中產(chǎn)生電流的直接發(fā)電方式 核聚變能：輕核聚變所釋放的能量十分巨大，如氘聚合成一公斤氦，所釋放的能量相當(dāng)于一萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒放出的能量,二、新能源,三、我國(guó)的能源資源及電網(wǎng)特點(diǎn),能源是一個(gè)國(guó)家生存和發(fā)展的最基本的條件，電力是能源的最基本構(gòu)成之一。,到2002年底，探明可直接利用的煤炭?jī)?chǔ)量為1886億t，我國(guó)煤礦的平均資源綜合回收率僅為30%，按煤炭產(chǎn)量19億t計(jì)算，僅使用30年。 世界上10大產(chǎn)煤國(guó)，2004年煤炭產(chǎn)量（/億t）分別為：中國(guó)19.56，美國(guó)9.32，印度3.62，俄羅斯2.83，澳大利亞2.64，南非2.43，印度尼西亞1.35，波蘭0，哥倫比亞0.52，德國(guó)0.

24、29，共計(jì)42.56，中國(guó)占45.96%。,煤炭供給的85以上集中在秦嶺和淮河以北，山西和內(nèi)蒙就占了50，而煤炭需求多集中在沿海經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的地區(qū)，煤炭的平均運(yùn)輸成本高于開采成本。 華東地區(qū)煤炭資源儲(chǔ)量87%集中在安徽、山東，而工業(yè)主要在上海為核心的長(zhǎng)江三角洲地區(qū)。中南地區(qū)72%集中在河南，而工業(yè)在武漢和珠江三角洲地區(qū)。西南地區(qū)67%集中在貴州，而工業(yè)主要在四川。東北地區(qū)52%集中在黑龍江，而工業(yè)集中在遼寧。,煤炭是我國(guó)最主要的能源，探明可直接利用的煤炭?jī)?chǔ)量為1886億噸，但煤炭資源的分布很不均勻。,我國(guó)水能資源居世界首位 理論蘊(yùn)藏量6.76億kW，其中，可開發(fā)裝機(jī)容量3.78億kW（單機(jī)50

25、0kW及以上），年發(fā)電量1.92萬(wàn)億kWh 。 水能資源利用率低于世界平均水平: 目前，水能資源的開發(fā)利用率以裝機(jī)計(jì)為可開發(fā)裝機(jī)容量的18，以發(fā)電量計(jì)約11.56，遠(yuǎn)低于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家的水平。,水電是清潔、環(huán)保和可再生的能源。 我國(guó)可開發(fā)水能資源量，開發(fā)條件優(yōu)越，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)良好。,石油，截至1996年底，儲(chǔ)量約32.87億t，居世界第9位。 鈾，我國(guó)的鈾儲(chǔ)量可供4000萬(wàn)kW核發(fā)電廠運(yùn)行30年。 風(fēng)能，可開發(fā)的裝機(jī)容量有2.53億kW。 海洋潮汐能，我國(guó)沿海的潮汐能量約有2億kW。 天然氣，根據(jù)1993年的預(yù)測(cè)，總資源量達(dá)38萬(wàn)億m3 。,中國(guó)的能源狀況：,資源相對(duì)貧乏，人均占有量更低。 煤的

26、儲(chǔ)量占世界的4.2% 石油為2%(為世界平均水平1/10） 天然氣為0.5%（為世界平均水平1/20） 水能15%（世界第一） 分布極為不均勻 因此，對(duì)資源的 合理配置與管理 極其重要。,美科學(xué)家宣稱鹽水在無(wú)線電作用下可燃燒 ? 2007年09月12日 08:27 新浪科技 北京時(shí)間9月12日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，美國(guó)的科學(xué)家日前表示，他們發(fā)現(xiàn)普通鹽水在無(wú)線電波的照射下可以燃燒，這很可能是21世紀(jì)人類最偉大的發(fā)現(xiàn)之一，未來(lái)將有望解決人類的能源危機(jī)。 這個(gè)發(fā)現(xiàn)是約翰-坎祖斯在研制癌癥治療法的時(shí)候偶然發(fā)現(xiàn)的，當(dāng)時(shí)他在嘗試用一個(gè)射頻發(fā)生器給海水脫鹽，結(jié)果發(fā)現(xiàn)處于無(wú)線電頻率下的鹽水會(huì)燃燒。這一發(fā)現(xiàn)令科

27、學(xué)家們?yōu)橹d奮，如此一來(lái)，科學(xué)家們將可以利用地球上最富足的資源-海水來(lái)作為燃料。 美賓夕法尼亞州的化學(xué)家羅斯坦姆-羅伊在實(shí)驗(yàn)室中證實(shí)了他的觀測(cè)，他表示，無(wú)線電頻率可以降低鹽水中所含元素之間的結(jié)合力，釋放出氫，一旦點(diǎn)火，氫氣就會(huì)在這種頻率下持續(xù)燃燒。 羅斯坦姆-羅伊說：“這個(gè)發(fā)現(xiàn)絕對(duì)是100年來(lái)最神奇的水科學(xué)。世界上最豐富的資源就是海水，它無(wú)處不在?？粗}水燃燒不禁讓我有些寒意?！北局?，羅伊將會(huì)見美國(guó)能源部和國(guó)防部官員，以爭(zhēng)取獲得一些科研資助。 科學(xué)家們目前希望了解氫燃燒所釋放的能量燃燒時(shí)溫度高達(dá)3000多華氏度可以為一輛汽車或者其它重型機(jī)械提供足夠的能量。羅伊說：“我們將集思廣議，看看研究的結(jié)

28、果到底如何?？梢钥隙?，它的發(fā)展?jié)摿?huì)是巨大的?！?美研制高空風(fēng)車發(fā)電應(yīng)對(duì)能源短缺 2008年09月28日07:39 新浪科技訊 北京時(shí)間9月28日消息，據(jù)美國(guó)探索雜志報(bào)道，風(fēng)力早已被認(rèn)為是一種重要的能量資源。但是，幾十年來(lái)人們一直不知道風(fēng)力的實(shí)際發(fā)電量是多少。最新研究發(fā)現(xiàn)，利用高空風(fēng)車發(fā)電，可解決人類的能源短缺問題。 三年前，斯坦福大學(xué)的大氣學(xué)家克里斯蒂納阿徹和馬克雅各布森根據(jù)空氣流動(dòng)模式作了詳細(xì)計(jì)算。他們使用一種保守的方式計(jì)算了80米高處的風(fēng)能產(chǎn)生的能量。海拔80米是現(xiàn)在典型的風(fēng)力渦輪機(jī)的高度。兩人的計(jì)算得出，在理想狀態(tài)下，風(fēng)能發(fā)電72萬(wàn)億瓦特。 這是一個(gè)相當(dāng)可觀的數(shù)字。而2007年美國(guó)的

29、總發(fā)電量只有1萬(wàn)億瓦特多一點(diǎn)。但是，阿徹意識(shí)到，這個(gè)數(shù)字只不過暗示一種可能性。風(fēng)速隨海拔而增大，而有效功率隨風(fēng)速的三次方增大。這意味著，72萬(wàn)億是一個(gè)較低的估算。海拔每升高幾英里，渦輪葉片的發(fā)電量就高達(dá)地面渦輪葉片發(fā)電量的250倍。阿徹說：“這一前景簡(jiǎn)直太令人興奮了。” 發(fā)展高空飛行風(fēng)力發(fā)電機(jī)的一個(gè)方案來(lái)自澳大利亞悉尼工業(yè)大學(xué)的工程學(xué)教授布賴恩羅伯茨和開發(fā)他的研究的圣地亞哥的Sky WindPower公司。他們?cè)O(shè)計(jì)了帶有轉(zhuǎn)子的風(fēng)箏，象直升飛機(jī)那樣飛到1英里或者更高的海拔，也是風(fēng)力最強(qiáng)的地方。到達(dá)這一高度后，轉(zhuǎn)子就切換到發(fā)電模式，可把電發(fā)送到很遠(yuǎn)。當(dāng)風(fēng)有變化時(shí)，風(fēng)箏被叫做飛行發(fā)電器也會(huì)追隨風(fēng)而變

30、。還有幾家其他研究組也在研究相關(guān)的高空飛行風(fēng)力發(fā)電方式。,電網(wǎng)現(xiàn)狀,2010年前后國(guó)家電網(wǎng)特高壓骨干網(wǎng)架規(guī)劃圖,美公司推出無(wú)線輸電系統(tǒng) 可用于手機(jī)電腦,2007年美國(guó)麻省理工的科學(xué)家們完成了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，他們使用兩個(gè)相距2米的銅線圈，成功地通過無(wú)線電力傳輸點(diǎn)亮了一個(gè)功率為60瓦的燈泡。 電磁波無(wú)線輸電系統(tǒng)由美國(guó)WiTricity公司開發(fā)，能夠在不借助電線情況下為手機(jī)、電視等用電設(shè)備輸送電量。 實(shí)際上，利用電磁波進(jìn)行無(wú)線輸電的想法已經(jīng)不是什么新鮮事，但由于電磁能會(huì)向所有方向輻射，這種輸電方式效率很低。為此，索爾賈?？藢⒛抗廪D(zhuǎn)向“共振”原理，即在使用一個(gè)確定的頻率時(shí)，能量轉(zhuǎn)移能夠更有效地進(jìn)行。 當(dāng)兩個(gè)

31、物體擁有相同的共振頻率時(shí)，彼此間的能量轉(zhuǎn)移將更為強(qiáng)烈，周圍物體無(wú)法對(duì)這一過程產(chǎn)生影響。舉個(gè)例子來(lái)說，如果歌手唱出一個(gè)特定的高音，其所產(chǎn)生的聲共振能夠?qū)⒕票八核椤?。WiTricity的無(wú)線輸電系統(tǒng)便利用了低頻電磁波的共振現(xiàn)象。 WiTricity研制的一種充電器共由兩個(gè)磁線圈組成，其中一個(gè)磁線圈能夠以一個(gè)特殊的頻率產(chǎn)生共振，可以植入墻內(nèi)，或者放置在地板、天花板以及桌子下面。另一個(gè)磁線圈則植入手機(jī)或筆記本，通過以同樣的頻率共振吸收電量。,第二節(jié) 火力發(fā)電廠,一、分類 二、能量轉(zhuǎn)換過程 三、火電廠的組成 四、火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過程 五、 火力發(fā)電廠的系統(tǒng)流程,一 、 火電廠分類,低壓、中壓、高溫高壓

32、 超高壓、亞臨界、超臨界 超超臨界(25MPa,580),熱力參數(shù),2003火力發(fā)電及供熱用原煤8.51億噸，供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗380g/kWh，比國(guó)際先進(jìn)水平320g/kWh高60g/kWh, 相當(dāng)于美國(guó)、英國(guó)70年代的水平。一年發(fā)電多耗標(biāo)準(zhǔn)煤約1.1億噸。 主要原因：火電大機(jī)組比重偏低，2003年全國(guó)6MW及以上的火電機(jī)組4959臺(tái)，總?cè)萘繛?78498.3MW，平均機(jī)組容量為56.16MW，300MW及以上占總?cè)萘?3.1%，超臨界機(jī)組僅占火電總裝機(jī)容量的2.2%，而發(fā)達(dá)國(guó)家已占50%以上。,二、火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過程,煤從儲(chǔ)煤廠用輸煤皮帶送到煤粉設(shè)備中磨成細(xì)粉并加熱干燥，然后送進(jìn)鍋爐，與鼓風(fēng)機(jī)

33、吹進(jìn)來(lái)的空氣混合燃燒。 燃燒發(fā)出的熱量傳給鍋爐內(nèi)的水，使其產(chǎn)生蒸汽。蒸汽送到汽輪機(jī)后逐級(jí)膨脹作功，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。 蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)的壓力和溫度逐漸降低，最后進(jìn)入冷凝器。 凝結(jié)成的水再用水泵送到低壓給水加熱器，最后又送入鍋爐。,三 、能量轉(zhuǎn)換過程,燃料的化學(xué)能,四、火電廠的組成,鍋爐,輔助 設(shè)備,五、 火力發(fā)電廠的系統(tǒng)流程,燃料供應(yīng)及煤粉制備系統(tǒng) 鍋爐燃燒及除塵除灰系統(tǒng) 熱力系統(tǒng) 循環(huán)水冷卻系統(tǒng),汽水補(bǔ)充系統(tǒng) 熱力控制系統(tǒng) 電氣系統(tǒng),從已探明的能源儲(chǔ)量來(lái)看，地球上的石油和天然氣在今后幾十年內(nèi)將被耗盡，煤炭也只能再用幾百年。但是可開發(fā)的核燃料所提供的裂變能可供人類用幾千年，提供的聚變能則幾乎是用之

34、不竭。核能將成為重要的能源之一。,第三節(jié) 核電廠,當(dāng)前投入使用核電站均采用原子核裂變時(shí)釋放出來(lái)的能量發(fā)電。,能量轉(zhuǎn)換過程 裂變 熱能 機(jī)械能 電能,分類： 堤壩式 引水式 抽水蓄能,水力發(fā)電就是利用水能發(fā)電的一種方式 在天然河流上構(gòu)筑堤壩，抬高水位，形成水庫(kù)。上游水庫(kù)中的水經(jīng)進(jìn)水口，壓力水管進(jìn)入水輪機(jī)蝸殼，沖動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)同軸的發(fā)電機(jī)發(fā)出電力。作功后的尾水，經(jīng)尾水管流至下游河道,第四節(jié) 水電廠,能量轉(zhuǎn)換過程 水能 機(jī)械能 電能,一、風(fēng)力發(fā)電 風(fēng)力發(fā)電是利用風(fēng)的動(dòng)能來(lái)生產(chǎn)電能。風(fēng)力發(fā)電的過程是利用風(fēng)力使風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，再通過變速和超速控制裝置帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出電能。我國(guó)

35、風(fēng)力資源豐富，尤其在西北、東北和沿海地區(qū)，有著建設(shè)風(fēng)力發(fā)電廠的天然優(yōu)勢(shì)。風(fēng)能發(fā)電成本低，風(fēng)能是清潔的能源和可以再生的能源，風(fēng)力發(fā)電必將會(huì)得到更大的發(fā)展。,第五節(jié) 其他發(fā)電廠,二、太陽(yáng)能發(fā)電 在新能源中，應(yīng)用最廣，最有發(fā)展前途的是太陽(yáng)能發(fā)電。 太陽(yáng)能發(fā)電可以分為太陽(yáng)的熱能發(fā)電和太陽(yáng)的光能發(fā)電。利用太陽(yáng)的熱能發(fā)電，有直接熱電轉(zhuǎn)換和間接熱電轉(zhuǎn)換兩種形式。溫差發(fā)電、熱離子和磁流體發(fā)電等，屬于直接轉(zhuǎn)換方式。將太陽(yáng)能聚集起來(lái)，通過熱交換將水變?yōu)檎羝麃?lái)驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電則屬于間接轉(zhuǎn)換方式。 因?yàn)樘?yáng)能取之不盡，用之不竭，太陽(yáng)能發(fā)電具有安全可靠，使用壽命長(zhǎng)，無(wú)噪聲，不需要燃料，不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，所以倍受人們

36、青睞。,三、地?zé)岚l(fā)電 地?zé)岚l(fā)電是利用地表深處的地?zé)崮軄?lái)生產(chǎn)電能。地?zé)岚l(fā)電廠的生產(chǎn)過程與火電廠相似，只是以地?zé)峋〈仩t設(shè)備，將地?zé)嵴羝麖牡責(zé)峋?，濾除其中的固體雜質(zhì)后，由地?zé)嵴羝苿?dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，將地?zé)崮苻D(zhuǎn)換為機(jī)械能，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出電能。 地球內(nèi)部蘊(yùn)藏著巨大的熱能，據(jù)估計(jì)全世界可供開采利用的地?zé)崮芟喈?dāng)于幾萬(wàn)億煤，因此，開發(fā)利用地?zé)豳Y源發(fā)電具有廣闊的發(fā)展前景。,四、潮汐發(fā)電 海水時(shí)進(jìn)時(shí)退，海面時(shí)漲時(shí)落。海水的這種自然漲落現(xiàn)象，稱為潮汐。潮汐是由月球和太陽(yáng)的引力對(duì)海水的作用形成的。 潮汐發(fā)電是利用海水漲潮、落潮中的動(dòng)能和勢(shì)能來(lái)發(fā)電的。潮汐發(fā)電廠一般建在海岸邊或河口地區(qū)，與水電廠建筑攔河壩一樣，潮汐

37、發(fā)電廠也需要在一定的地形條件下，建筑攔潮堤壩，以形成足夠的潮汐潮差及較大的容水區(qū)。潮汐發(fā)電廠在漲潮和退潮時(shí)均可發(fā)電，即漲潮時(shí)將水通過閘門引入廠內(nèi)發(fā)電并儲(chǔ)水，退潮時(shí)打開另一閘門放水發(fā)電。 我國(guó)的海岸線長(zhǎng)，沿海的潮汐能量約有2億kW。,第六節(jié) 各類發(fā)電廠的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn),一、發(fā)電廠的分類 二、火電廠 三、核電廠 四、水電廠 五、抽水蓄能電廠 六、燃?xì)?蒸氣聯(lián)合循環(huán)電廠,一 、 發(fā)電廠的分類,基荷： 核電站 大型凝汽式 徑流式水電站,腰荷： 中型凝汽式 部分水電站 燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán),峰荷： 水電站 抽水蓄能 小型凝汽式 燃汽輪機(jī),出力與發(fā)電量比較穩(wěn)定： 只要發(fā)電設(shè)備正常、燃料充足，就可以按其額定裝機(jī)容

38、量發(fā)電。,調(diào)節(jié)負(fù)荷的能力有限（最小技術(shù)出力限制）,不宜經(jīng)常啟停 啟動(dòng)技術(shù)復(fù)雜，且需耗費(fèi)大量燃料、電、化學(xué)水。如50MW機(jī)組從冷態(tài)啟動(dòng)到帶滿負(fù)荷需要6h。,負(fù)荷調(diào)節(jié)速度慢： 國(guó)產(chǎn)300MW機(jī)組，改變負(fù)荷速率僅為每分鐘12%（一般在3%左右，不超過5）,選址較靈活，有利于合理配置有功和無(wú)功電源（除坑口等電廠外）。,火電廠建設(shè)周期較短，投資較少，但運(yùn)行費(fèi)用較高。,二、火電廠,三、核電廠,連續(xù)地以額定功率運(yùn)行，在電力系統(tǒng)中總是分擔(dān)基荷 技術(shù)上，核電站也可承擔(dān)腰荷,主要設(shè)備及輔助設(shè)備極為復(fù)雜，檢修時(shí)間較長(zhǎng)。 在有核電站的電力系統(tǒng)中需要設(shè)置較大的發(fā)電機(jī)組備用容量，并要求有抽水蓄能機(jī)組進(jìn)行調(diào)峰配合。,主要優(yōu)

39、點(diǎn)：核燃料以少勝多。一座100萬(wàn)kW的壓水堆核電站一年只需2530噸低濃鈾作為燃料。而同容量的燃煤火電站一年需要約250萬(wàn)噸原煤。因此，正常運(yùn)行時(shí)核電站的環(huán)境污染較小。,大約每年更換一次燃料，每次停運(yùn)約半個(gè)月 大亞灣核電站每年更換一次燃料，每次更換三分之一的燃料棒，加檢修約需60天左右,四、水電廠,最突出的運(yùn)行特點(diǎn)是其出力和發(fā)電量隨天然徑流量的情況而變化。 在豐水年電能有余，可能引起棄水；在枯水年則電能不足，可能導(dǎo)致發(fā)電容量空閑，用戶停電。,另一運(yùn)行特點(diǎn)是啟停機(jī)迅速方便。 從停機(jī)狀態(tài)到滿負(fù)荷運(yùn)行需時(shí)僅12min。此外，水輪機(jī)出力在一定幅度變化時(shí)仍能維持較高的效率。因此，水電站適合在電力系統(tǒng)擔(dān)任

40、調(diào)峰和調(diào)頻任務(wù)。,水能可再生能源。運(yùn)行成本幾乎與其生產(chǎn)的電量無(wú)關(guān)。 在一定時(shí)期內(nèi)，當(dāng)天然來(lái)水多時(shí)發(fā)電量亦多，而運(yùn)行費(fèi)用并不顯著增加。所以，水電站應(yīng)充分利用天然來(lái)水所提供的能量。,有時(shí)還可能由于水頭太低，使水輪發(fā)電機(jī)達(dá)不到其額定出力。 水頭下降的原因：在低水頭水電站（如葛洲壩），是由于洪水期天然流量過大而使下游水位猛漲；在中水頭水電站，則是由于供水期末水庫(kù)水位下降過低。,建設(shè)周期較長(zhǎng)，單位投資較大。 運(yùn)行成本較低，基本無(wú)污染。,五、抽水蓄能電站,調(diào)峰填谷。也可承擔(dān)系統(tǒng)備用以及調(diào)頻、調(diào)相任務(wù),大中型抽水蓄能電廠建設(shè)周期較長(zhǎng)（約8年），但投資較低（不高于同容量火電機(jī)組），運(yùn)行費(fèi)用較低。,目前工作水頭

41、在600m以下的抽水蓄能電站幾乎全部采用可逆式機(jī)組，即其水輪機(jī)在抽水時(shí)工作在水泵狀態(tài)，在發(fā)電時(shí)工作在通常的水輪機(jī)狀態(tài)。 機(jī)組運(yùn)行的靈活性有的已超過了常規(guī)水力發(fā)電機(jī)組，運(yùn)行可靠性也大大提高。,使水電站更好地發(fā)揮綜合利用效益 水庫(kù)具有綜合利用效益的水電站其發(fā)電經(jīng)常受到限制。例如擔(dān)負(fù)灌溉用水時(shí)，在農(nóng)田不用水的季節(jié)，水庫(kù)應(yīng)保留蓄水量以備以后灌溉之用，使發(fā)電量減小。如裝設(shè)抽水蓄能機(jī)組，則該水電站每天仍可發(fā)電調(diào)峰，夜間再將水從下庫(kù)抽到上庫(kù)，使灌溉水量不受損失。,效率 6776,整體煤氣化燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán) （IGCC）：以煤氣化設(shè)備和燃?xì)廨啓C(jī)取代鍋爐，先將煤氣化成可燃?xì)怏w，在燃?xì)廨啓C(jī)中燃燒，燃燒產(chǎn)生的高溫度

42、通過燃機(jī)作功，作功后排氣的中、低溫段能量用以產(chǎn)生蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)煤的化學(xué)能的梯級(jí)利用，提高了聯(lián)合循環(huán)的熱效率，熱效率可提高到4250%。為了提高熱效率，必須提高燃?xì)廨啓C(jī)入口初溫，一般可達(dá)100015000C。,主要優(yōu)點(diǎn)： 高發(fā)電效率與高可靠性。一般發(fā)電效率可達(dá)46%以上； 快速啟、停，具有良好的調(diào)峰能力； 建設(shè)周期短，單位千瓦占地面積小，運(yùn)行維護(hù)人員少；,六、燃?xì)庹魵饴?lián)合循環(huán)電站,增壓流化床燃燒燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)（PFBCCC） 由燃?xì)廨啓C(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)和壓氣機(jī)，將空氣壓入增壓沸騰床，沸騰床燃燒生成的煙氣經(jīng)除塵后進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)，沸騰爐生成的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)發(fā)電，其中80%是蒸汽發(fā)電。若燃?xì)廨啓C(jī)入

43、口溫度為90012500C，則發(fā)電效率可達(dá)4348%。,大氣污染程度輕，耗水量少。 如：對(duì)于800MW電站，聯(lián)合循環(huán)電站排入大氣中的有害物質(zhì)SO2和NOx總量從常規(guī)燃煤電站的12th降到3 th。其中，SO2減少了90%，NOx減少了50%，并且不再排出粉塵和氟。,第三章 輸變電系統(tǒng),一、概述 二、輸變電設(shè)備 三、電氣一次接線（重點(diǎn)） 四、配電裝置 五、保護(hù)接地（重點(diǎn)） 六、高壓直流輸電（不作要求）,輸變電設(shè)備包括 變換電壓的設(shè)備：如變壓器。 接通和開斷電路的開關(guān)電器：如斷路器，隔離開關(guān)，熔斷器等。 防御過電壓，限制故障電流的電器：如避雷器、避雷針、避雷線、電抗器。 無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備：如電力電容器

44、，同步調(diào)相機(jī)，靜止補(bǔ)償器。 載流導(dǎo)體：如母線，引線，電纜，架空線。 接地裝置；如變壓器中性點(diǎn)接地、設(shè)備外殼接地、防雷接地等。 電氣主接線 發(fā)電廠和變電所中的一次設(shè)備，按照一定規(guī)律連接而成的電路，也稱電氣一次接線或一次系統(tǒng)。,第三章 輸變電系統(tǒng)3-1 概 述,輸電線路 開關(guān)電器 高壓斷路器的基本參數(shù) 額定開斷電流INbr、全開斷時(shí)間tab、合閘時(shí)間ton 額定動(dòng)穩(wěn)定電流（峰值）ies、熱穩(wěn)定電流It、自動(dòng)重合閘性能 電流互感器 運(yùn)行特點(diǎn)：二次繞組不能開路“電流源” 二次接線：?jiǎn)蜗嘟泳€；星形接線；不完全星形接線,第三章 輸變電系統(tǒng)3-2 輸變電設(shè)備,電壓互感器 運(yùn)行特點(diǎn)： 二次繞組不能短路“電壓源

45、” 接線方式：,第三章 輸變電系統(tǒng)3-2 輸變電設(shè)備,(a) 一臺(tái)電壓互感器接相電壓 (b) 一臺(tái)電壓互感器接線電壓 (c) 不完全星行接線 (d) 三臺(tái)單相三繞組或三相五柱式電壓互感器接線 (e) 電容式電壓互感器接線,第三章 輸變電系統(tǒng)3-3 電氣一次接線,一、電力系統(tǒng)接線和輸變電網(wǎng)絡(luò)接線 二、電氣主接線的基本接線形式* 三、發(fā)電廠及變電所的電氣主接線舉例,一、電力系統(tǒng)接線和輸變電網(wǎng)絡(luò)接線 電力系統(tǒng)接線：地理接線圖和電氣接線圖,地理接線圖：表明各發(fā)電廠、變電所的相對(duì)地理位置和它們之間的聯(lián)接關(guān)系,一、電力系統(tǒng)接線和輸變電網(wǎng)絡(luò)接線 電力系統(tǒng)接線：地理接線圖和電氣接線圖,電氣接線圖：表明電力系統(tǒng)

46、中各主要元部件之間和廠所之間的電氣聯(lián)接關(guān)系,一、電力系統(tǒng)接線和輸變電網(wǎng)絡(luò)接線 輸變電網(wǎng)絡(luò)接線無(wú)備用和有備用,無(wú)備用：?jiǎn)位芈贩派涫?、干線式和鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)等，每一負(fù)荷只能靠一條線路獲得電能，又稱開式網(wǎng)絡(luò)。,有備用：雙回路式、單環(huán)式、雙環(huán)式和兩端供電式等，每一個(gè)負(fù)荷點(diǎn)至少可以通過兩條線路從不同方向取得電能，又稱閉式網(wǎng)絡(luò)。,二、電氣主接線的基本接線形式 有匯流母線：?jiǎn)文妇€、單母線分段，雙母線，雙母線分段；增設(shè)旁路母線或旁路隔離開關(guān)，一倍半斷路器接線，變壓器母線組接線等。 無(wú)匯流母線：?jiǎn)卧泳€、橋形接線、角形接線等。 幾個(gè)基本概念： 匯流母線：起匯集和分配電能的作用，也稱匯流排。 進(jìn)、出線：進(jìn)線指電源，出線

47、指線路。 斷路器、隔離開關(guān)（母線、線路）、接地刀閘：,第三章 輸變電系統(tǒng)3-3 電氣一次接線,1. 單母線接線 接線圖,第三章 輸變電系統(tǒng)3-3 電氣一次接線（A.有匯流母線接線）,特點(diǎn) 簡(jiǎn)單、清晰、設(shè)備少。 當(dāng)母線故障或檢修或母線隔離開關(guān)檢修時(shí)，整個(gè)系數(shù)全部停電。 斷路器檢修期間也必須停止該回路的供電。 適用范圍 單電源的發(fā)電廠和變電所，且出線回路數(shù)少，用戶對(duì)供電可靠性要求不高的場(chǎng)合。,斷路器與隔離開關(guān)的操作順序： 送電操作順序：先合上斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)，再投入斷路器。 停電檢修操作順序：先斷開斷路器，再斷開斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)。待線路對(duì)方仃電后，再合上接地刀閘。,2. 單母線分段接線 接

48、線圖,第三章 輸變電系統(tǒng)3-3 電氣一次接線（A.有匯流母線接線）,特點(diǎn) 減少母線故障或檢修時(shí)的停電范圍。 斷路器檢修期間必須停止該回路的供電。 母線分段的數(shù)目，通常以23分段為宜，分段太多增加了分段斷路器。 適用范圍 610kV配電裝置出線6回及以上； 35kV出線數(shù)為48回； 110220kV出線數(shù)為34回。,3. 單母線分段加裝旁路母線接線 接線圖,第三章 輸變電系統(tǒng)3-3 電氣一次接線（ A.有匯流母線接線）,旁路母線的作用 不停電檢修進(jìn)出線斷路器。 操作方式（檢修QF4，且WL4不停電） 如A、B段經(jīng)QF1和QS1、QS2并列運(yùn)行，則閉合QS5斷開QF1斷開QS1閉合QS3閉合QF1

49、使W3帶電（不要首先閉合QS8）。此時(shí)若W3隱含故障，則由繼電保護(hù)裝置動(dòng)作斷開QF1。 若W3充電正常，操作可以繼續(xù)進(jìn)行：合上QS8斷開QF4。這時(shí)WL4由母線BQS2QF1QS3 W3QS8 WL4供電。并由QF1替代斷路器QF4。 QF4檢修前，應(yīng)把QS6、QS7斷開。 適用范圍 中小型發(fā)電廠和35110kV的變電所。,（分段斷路器QF1兼旁母斷路器）,4. 雙母線接線 接線圖 具有兩組母線W1，W2。每一回路經(jīng)一臺(tái)斷路器和兩組隔離開關(guān)分別與兩組母線連接，母線之間通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器QF（簡(jiǎn)稱母聯(lián)）連接。,第三章 輸變電系統(tǒng)3-3 電氣一次接線（ A.有匯流母線接線）,運(yùn)行方式 母聯(lián)QF斷開

50、，一組母線工作，另一組母線備用，全部進(jìn)出線接于運(yùn)行母線上。 母聯(lián)QF斷開，進(jìn)出線分別接于兩組母線，兩組母線分裂運(yùn)行。 母聯(lián)QF閉合，電源和饋線平均分配在兩組母線上。 優(yōu)點(diǎn) 檢修一組母線，可使回路供電不中斷；一組母線故障，部分進(jìn)出線會(huì)暫時(shí)停電。 供電可靠，調(diào)度靈活，又便于擴(kuò)建。,第三章 輸變電系統(tǒng)3-3 電氣一次接線（ A.有匯流母線接線）,雙母線接線的倒母線操作 閉合母聯(lián)兩側(cè)的隔離開關(guān)QS1，QS2，合QF向備用母線充電； 若備用母線帶電后一切正常，下一步則按“先通后斷”的原則：先接通（一條或全部）回路接于備用母線側(cè)的隔離開關(guān)；然后斷開（該條或全部）回路接于工作母線上的隔離開關(guān)； 待全部回路操

51、作完成后，斷開母聯(lián)斷路器及其兩側(cè)的隔離開關(guān)。 適用范圍 大中型發(fā)電廠和變電所。,5. 雙母線分段接線 接線圖,第三章 輸變電系統(tǒng)3-3 電氣一次接線（ A.有匯流母線接線）,特點(diǎn) 工作母線分成2段，即母線II，III段，備用母線I不分段，QF1，QF2為母聯(lián)，QF3為分段斷路器。 正常工作時(shí)，II，III段工作，I段備用，在分段回路中可接入分段電抗器L，當(dāng)任一分段故障時(shí)，L限制相鄰段供給的短路電流。 適用范圍 610kV配電裝置中； 220kV電壓進(jìn)出線回路數(shù)甚多時(shí)，也采用雙母線四分段的接線。,6. 雙母線帶旁路母線接線 接線圖,第三章 輸變電系統(tǒng)3-3 電氣一次接線（ A.有匯流母線接線）,

52、母聯(lián)兼作旁路斷路器 一組母線帶旁路 兩組母線帶旁路 增設(shè)旁路跨條,7. 一臺(tái)半斷路器接線 接線圖 在母線W1，W2之間，每串接有三臺(tái)斷路器，兩條回路，每二臺(tái)斷路器之間引出一回線，故稱為一臺(tái)半斷路器接線，又稱二分之三接線。,第三章 輸變電系統(tǒng)3-3 電氣一次接線（ A.有匯流母線接線）,特點(diǎn) 具有較高的供電可靠性及運(yùn)行靈活性。 母線故障，只跳開與此母線相連的斷路器，任何回路不停電。 隔離開關(guān)不作操作電器，減少了誤操作的幾率。 使用設(shè)備較多，投資較大，二次控制接線和繼電保護(hù)配置也比較復(fù)雜。 適用范圍 大型電廠和變電所的超高壓配電裝置。,1. 單元接線及擴(kuò)大單元接線 接線圖 a. 單元接線,第三章

53、輸變電系統(tǒng)3-3 電氣一次接線（ B.無(wú)匯流母線接線）,B. 擴(kuò)大單元接線,2. 橋形接線 接線圖,第三章 輸變電系統(tǒng)3-3 電氣一次接線（ B.無(wú)匯流母線接線）,內(nèi)橋與外橋接線的比較,適用范圍,3. 角形接線 接線圖,第三章 輸變電系統(tǒng)3-3 電氣一次接線（ B.無(wú)匯流母線接線）,第三章 輸變電系統(tǒng)3-3 電氣一次接線,三、發(fā)電廠及變電所的電氣主接線舉例,發(fā)電廠主接線 區(qū)域性電廠： 指坑口電廠和遠(yuǎn)離城市的大型水火電廠。這類電廠一般規(guī)模較大，設(shè)備年利用小時(shí)數(shù)高，生產(chǎn)的電能主要以升高電壓送入電力系統(tǒng)，通常不設(shè)發(fā)電機(jī)電壓母線。,地方性電廠： 主要是熱電廠和中小型電廠。大量電能以發(fā)電機(jī)電壓饋送給地方

54、用戶，剩余功率以升高電壓送入系統(tǒng)，設(shè)發(fā)電機(jī)電壓母線。,第三章 輸變電系統(tǒng)3-3 電氣一次接線,第三章 輸變電系統(tǒng)3-3 電氣一次接線,變電所主接線,第三章 輸變電系統(tǒng)3-4 配電裝置,一、概述* 二、配電裝置的安全凈距* 三、屋內(nèi)配電裝置 四、屋外配電裝置 五、成套配電裝置,第三章 輸變電系統(tǒng)3-4 配電裝置,一、配電裝置的概念及分類 配電裝置：根據(jù)電氣主接線的要求，由開關(guān)電器、保護(hù)和測(cè)量電器、母線和必要的輔助設(shè)備組建而成，用于接受和分配電能的裝置，它是發(fā)電廠和變電站的重要組成部分。 配電裝置的分類： 裝設(shè)地點(diǎn)：屋內(nèi)（三層、二層、單層）和屋外（三層中型、半高型、高型）配電裝置 組裝方式：裝配式

55、在現(xiàn)場(chǎng)將電器組裝而成的配電裝置； 成套式在制造廠預(yù)先將開關(guān)電器、互感器等組成各種電路，成套供應(yīng)的配電裝置，其中以SF6全封閉組合電器內(nèi)的設(shè)備最齊全。,第三章 輸變電系統(tǒng)3-4 配電裝置,二、配電裝置的安全凈距* 在配電裝置中，帶電部分與接地部分之間和不同相帶電部分之間的空間最小安全凈距，即A1和A2值。 A值：應(yīng)保證無(wú)論在正常最高工作電壓或出現(xiàn)內(nèi)外過電壓時(shí)都不致使相應(yīng)空氣間隙擊穿； B值：帶電部分至無(wú)孔遮欄； C值：無(wú)遮欄裸導(dǎo)體至地（樓）板； D值：不同時(shí)停電檢修的無(wú)遮欄導(dǎo)體間水平凈距； E值：屋內(nèi)架空出線套管至屋外地面。,第三章 輸變電系統(tǒng)3-5 保護(hù)接地,一、保護(hù)接地的作用* 二、保護(hù)接地

56、裝置電阻的允許值 三、發(fā)電廠和變電所接地裝置 四、保護(hù)接地*,第三章 輸變電系統(tǒng)3-5 保護(hù)接地,一、保護(hù)接地的作用 保護(hù)接地： 將電氣設(shè)備金屬外殼、金屬構(gòu)件或互感器的二次側(cè)等接地，防備由于絕緣損壞而使外殼帶危險(xiǎn)電壓后，以保護(hù)工作人員在接觸時(shí)的安全。,觸電方式 與帶電部分直接接觸； 接地故障時(shí)，人處于接觸電壓和跨步電壓的危險(xiǎn)區(qū)； 與帶電部分間隔在安全距離之內(nèi)。,第三章 輸變電系統(tǒng)3-5 保護(hù)接地,二、保護(hù)接地裝置電阻的允許值 接觸電壓和跨步電壓： 接地電壓：電氣設(shè)備的接地體與零電位之間的電位差UE。,接觸電壓：當(dāng)人觸及帶電的外殼，加于人手和腳之間的電壓。 跨步電壓：當(dāng)人在分布電位區(qū)域內(nèi)跨開一步

57、，兩腳間（相距0.8米）所受到的電壓。,第三章 輸變電系統(tǒng)3-5 保護(hù)接地,保護(hù)接地裝置電阻的允許值 大電流接地系統(tǒng)： 單相接地時(shí)接地網(wǎng)電壓不能超過2000V，故 RE2000/I。 當(dāng)I4000A時(shí)， 可取 RE0.5。 小接地電流系統(tǒng)： 接地裝置僅用于高壓設(shè)備時(shí)，接地電壓不得超過250V，即 RE250/I。 接地裝置為高低壓設(shè)備共用時(shí)，接地電壓不超過120V，即 RE120/I。 一般接地電阻應(yīng)不超過10； 1000V以下電網(wǎng)中接地電阻最好不超過4。,第三章 輸變電系統(tǒng)3-5 保護(hù)接地,三、保護(hù)接地 分為IT、TT和TN三種方式。TN方式為保護(hù)接零是保護(hù)接地的一種，即將設(shè)備金屬外殼接零線

58、。 IT接地方式,字母I為電源中性點(diǎn)不接地或經(jīng)高阻抗接地，T為設(shè)備的金屬外殼接地。 其實(shí)質(zhì)是通過降低接地電阻RE，限制故障設(shè)備外殼的接地電壓UE的值，近似計(jì)算可得：,通常REZ，當(dāng)RE10 時(shí)，接地電壓可限值在安全范圍內(nèi)。,第三章 輸變電系統(tǒng)3-5 保護(hù)接地,TT接地方式,字母TT分別表示電源中性點(diǎn)和設(shè)備的金屬外殼接地。 TT接地方式普遍用于高壓系統(tǒng)中。但對(duì)有較大容量電器的低壓系統(tǒng)則不妥。因?yàn)椋?若相電壓U = 220V，r0 = RE = 4 ，接地電流 IE = 27.5A，電壓U0 = UE = 110V，接地電流不大。 對(duì)較大容量的電器設(shè)備，接地電流可能小于負(fù)荷電流，當(dāng)發(fā)生金屬外殼接地

59、時(shí)，由于保護(hù)整定值較大，熔斷器或保護(hù)裝置是不能正確選擇動(dòng)作的。對(duì)地電壓將長(zhǎng)期存在，對(duì)人身不安全。,第一節(jié) 概述 第二節(jié) 配電網(wǎng)主接線 第三節(jié) 配電網(wǎng)開關(guān)設(shè)備 第四節(jié) 低壓配電網(wǎng)的保護(hù)接零* 第五節(jié) 配電自動(dòng)化及系統(tǒng),第四章 配電系統(tǒng),第一節(jié) 概述 一、配電網(wǎng)的基本概念*,配電網(wǎng)：起分配電能作用的電力網(wǎng)絡(luò)。通常指電力系統(tǒng)中二次降壓變電站低壓側(cè)直接或降壓后向用戶供電的網(wǎng)絡(luò)。 配電網(wǎng)的構(gòu)成：由架空線或電纜配電線路、配電所或柱上降壓變壓器直接接入用戶。 分類：電壓等級(jí)高壓（35220kV）、中壓（610kV）、低壓（220660V）； 供電區(qū)的功能可分為城市配電網(wǎng)、農(nóng)村配電網(wǎng)和企業(yè)配電網(wǎng)等。,第二節(jié) 配電網(wǎng)主接線 不作要求,第三節(jié) 配電網(wǎng)開關(guān)設(shè)備 不作要求,二、我國(guó)配電網(wǎng)及主要特點(diǎn) 三、配電網(wǎng)的幾個(gè)重要指標(biāo),第四節(jié) 低壓配電網(wǎng)的保護(hù)接零 一、保護(hù)接零的作用 二、保護(hù)接零方式,一、保護(hù)接零的作用 由于電氣設(shè)備采用保護(hù)接地時(shí)存在接地電阻使接地電流達(dá)不到足夠大的數(shù)值，繼電保護(hù)裝置不能動(dòng)作，故障點(diǎn)仍然存在。 在中性點(diǎn)直接接地的低壓配電網(wǎng)中，當(dāng)設(shè)備發(fā)生接地故障時(shí)，為了能夠以最短的時(shí)限將故障設(shè)備從電網(wǎng)中切除，使設(shè)