電氣工程及其自動化專業(yè)認(rèn)知.ppt

1、,1,電力系統(tǒng)概述,陳麗丹 2011.11.28,2,電力系統(tǒng)及其自動化 電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)科主要涉及電能的產(chǎn)生、變換、輸送、分配、控制的理論，電力系統(tǒng)的規(guī)劃、運行規(guī)律、以及相應(yīng)的測量、保護(hù)、調(diào)節(jié)、控制系統(tǒng)的理論和技術(shù)。,火電,核電,太陽能,風(fēng)電,輸電線路,變電站,工業(yè)負(fù)荷,農(nóng)業(yè)負(fù)荷,商業(yè)負(fù)荷,居民負(fù)荷,電力系統(tǒng)的構(gòu)成,發(fā)電廠,輸電線路,變電站,用戶,水電,4,1882年9月第一個完整的直流電力系統(tǒng)由Thomas Edison在紐約建成并投入使用，電壓110V,輸送距離1.5km。,1、 電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)及動力系統(tǒng),1889年9月第一個單相交流輸電系統(tǒng)在美國俄勒岡州（Oregon)投入運行，

2、電壓4000V,輸送距離21km。,1893年第一個三相交流輸電系統(tǒng)在美國南加州投入運行，電壓2300V,輸送距離12km。,5,6,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(shè)備所組成的統(tǒng)一整體。,電力網(wǎng)：發(fā)電設(shè)備和用電設(shè)備之間輸送和分配電能的網(wǎng)絡(luò)。,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。,7,2. 電力網(wǎng)的電壓等級及確定原則,確定原則： 輸送功率 輸送距離 同系統(tǒng)中電壓等級不宜過多或過少，級差不宜過大,8,架空輸電線路的額定電壓與輸送功率和輸送距離的關(guān)系,9,輸電技術(shù)及特點,交流輸電特點,直流輸電特點,VS,10,3、電力網(wǎng)和變電所的分類,電力網(wǎng),超

3、高壓電力網(wǎng),地方電力網(wǎng),區(qū)域電力網(wǎng),超高壓電力網(wǎng)：電壓等級在330750kV，輸電距離在3001000km。,區(qū)域電力網(wǎng)：電壓等級在110220kV，輸電距離在50300km。,11,變電所,地方電力網(wǎng)：電壓等級在35110kV，輸電距離在50km以內(nèi)的中壓電力網(wǎng)。,樞紐變電所,中間變電所,終端變電所,樞紐變電站：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，匯集多個電源，并具有多條聯(lián)絡(luò)線路。,12,中間變電站：將發(fā)電廠或樞紐變電站與負(fù)荷中心聯(lián)系，一般匯集23個電源，起系統(tǒng)交換功率或使長距離輸電線路分段的作用。,終端變電站：處于電力網(wǎng)的末端，直接向本地負(fù)荷供電，而不再向其他地區(qū)輸送

4、電能。,13,樞紐 變電站,中間 變電站,終端 變電站,14,變電站是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶之間的中間環(huán)節(jié)，它通過變壓器將各個電壓等級的電網(wǎng)聯(lián)系起來，用于變換電壓、接受和分配電能，控制電力的流向和調(diào)整電壓。,變壓器,開關(guān)設(shè)備,母線,互感器,并聯(lián)電容器,并聯(lián)電抗器,變電站介紹,15,將一次能源轉(zhuǎn)換為電能的工廠。,三、發(fā)電廠,16,火力發(fā)電廠：利用固體、液體、氣體燃料的化學(xué)能來生產(chǎn)電能的工廠,1. 火力發(fā)電廠,原動機：凝汽式汽輪機、燃?xì)廨啓C、 內(nèi)燃機,我國大部分火電廠為凝汽式火力發(fā)電廠,17,18,19,20,21,22,23,24,25,2. 水力發(fā)電廠,水力發(fā)電廠：利用水庫、河流所蘊藏的水力資源來生

5、產(chǎn)電能的工廠,水電廠的類型 堤壩式 引水式 抽水蓄能電站,26,堤壩式水電廠:利用修筑攔河堤壩來抬高上游水位，形成發(fā)電水頭的水電廠。 分類 壩后式 河床式,27,壩后式水力發(fā)電廠示意圖,上游,水庫,大壩,變壓器,發(fā)電機,下游,28,河床式水力發(fā)電廠示意圖,進(jìn)水口,廠房,溢流壩,29,引水式水力發(fā)電廠,堰,引水渠,壓力水管,廠房,30,抽水蓄能電站（發(fā)電）,水壩,壓力水管,廠房,蓄水池,31,抽水蓄能電站（蓄能）,32,3. 核電廠,核電廠：利用核能發(fā)電的工廠,分類 輕水堆 重水堆 石墨冷氣堆,沸水堆 壓水堆,33,沸水堆型核電廠示意圖,混凝土 防護(hù)殼,主循環(huán)泵,控制棒,反應(yīng)堆,汽輪機,發(fā)電機,

6、凝結(jié)器,凝結(jié)水泵,34,壓水堆型核電廠示意圖,混凝土 防護(hù)殼,控制棒,反應(yīng)堆,加壓器,主循環(huán)泵,蒸汽 發(fā)生器,35,4.其它能源發(fā)電,風(fēng)力發(fā)電 地?zé)岚l(fā)電 潮汐發(fā)電 太陽能發(fā)電,36,風(fēng)力發(fā)電示意圖,37,38,39,地?zé)岚l(fā)電示意圖,火山,地下水,蒸汽包,汽輪機,發(fā)電機,冷卻塔,循環(huán)水泵,40,41,潮汐發(fā)電,潮汐發(fā)電：利用海水漲潮、落潮中的動能和勢能來發(fā)電,42,太陽能發(fā)電示意圖,43,額定電壓: 能保證電氣設(shè)備正常運行，且具有最佳 技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟指標(biāo)的電壓，稱為額定電壓。 我國公布的額定電壓 注意：其中3kV及以上的高電壓均指三相交流系統(tǒng)的線電壓。,四、電力系統(tǒng)的額定電壓,44,五、電力系統(tǒng)

7、運行的基本要求,1、保證供電的安全可靠性,“安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟”,電力用戶的分類 一類用戶：煤礦、大型醫(yī)院；大型冶煉廠，軍事基地；國家重要機關(guān)，城市公用照明等,45,2、保證電能質(zhì)量,二類用戶：大型影劇院及商場 三類用戶：小城鎮(zhèn)、小加工廠、農(nóng)村用電等。,電能質(zhì)量指標(biāo),頻率,電壓,波形,正弦波的畸變率是指各次諧波有效值平方和的方根值占基波有效值的百分比。,46,我國規(guī)定的額定頻率值為50Hz，大容 量系統(tǒng)允許頻率偏差0.2Hz，中小容量 系統(tǒng)允許頻率偏差0.5Hz； 35kV及以上的線路額定電壓允許偏差5%；10kV線路額定電壓允許偏差7； 220V單相供電電壓允許偏差范圍-10+7%。,47,3、保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性,穩(wěn)定問題是影響大型電力系統(tǒng)運行可 靠性的一個重要因素。,4、保證運行人員和電氣設(shè)備工作的安全,設(shè)計合理、維護(hù)及時、嚴(yán)格遵守規(guī)章制度,5、保證電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性,規(guī)劃設(shè)計合理、提高系統(tǒng)調(diào)度和管理水平,48,六、我國電力現(xiàn)狀和發(fā)展前景,1.歷史及現(xiàn)狀（略） 2.中國電力工業(yè)展望（略） 3.電力前沿技術(shù),49,3.電力前沿技術(shù),分布式電源 液體或氣體燃料的內(nèi)燃機 微型燃?xì)廨啓C