电力系统概述

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一章 绪 论,电力工程就是电力工业中的电力系统,电力工业的使命包括发电、输电及向用户配电（售电）的全部过程。,完成任务的实体是电力系统。,电力系统由发电厂、输电系统、配电系统及电力用户构成。,1.1 电力工业的特点,1.2 我国的电力工业,1.3 电力系统的负荷,1.4 各类发电厂和生产过程,1.5 电力线路的结构,小结,1.1 电力工业的特点,一、电力工业的特点：,1、电能易于控制且便于转变成其它形式的能量，因此，得到了广泛的应用。,2、其产品电能难以储存，因此其生产、传输和消费是一个连续的过程，即在电力系统中生产的电能时时刻刻都应与消耗的电能相平衡。,3、电能是以电磁波的速度传播，因此电力系统中任何设备的投入或切除都会立刻影响其它设备的运行状态。,4、电力系统是投资密集、技术密集的产业，同时也是消耗一次能源最大的产业。,二、电力系统的基本结构,热力网,水,库,23kV,锅,炉,10kV,10kV,工业用户,220/380V,商业用户,反,应,堆,23kV,220kV,110kV,500kV,电力系统,电力网,动力系统,枢纽,变电站,区域电力网,中间,变电站,终端,变电站,电力系统的基本结构构成,1、发电厂：把一次能源转化为电能,2、高压输电线路 ：完成远距离大容量的输电任务 。,3、配电系统：将电能分配给用户。一般分为高压配电系统（ 110kV和220kV ）和低压配电系统（ 380/220V ）两级。,4、负荷：是用户或用电设备的总称，包括电灯、电动机、电热装置等。,显示电能生产、输送、分配与应用各环节及其相互关系的电力系统结构，称为一次系统 。,为了保证电力系统正常运行还必须设有相应的测量、监视、控制以及保护系统，这些统称为二次系统 。,只有当一次系统和二次系统合理规划设计，可靠运行维护时，才能保证电力系统在技术上达到高指标，经济上达到高效益,。,三、对电力系统规划设计和运行维护的基本要求,1、对用户连续供电,北美规定供电可靠性为：对用户10年间的停电不应多于1天。,2、保证电能质量,电能质量指标包括频率、电压和波形：,电压：电压偏移不超过额定电压的,5%。,频率：电力系统对频率的偏移规定在0.2Hz以内。,波形：标准波形应是正弦波。公用电网谐波电压必须受限制,。,电压总谐波畸变率U,1,为基波电压方均根值，U,H,谐波电压含量 公用电网谐波电压限值,电网电压/kV,电压总谐波畸变率,各次谐波电压含有率,奇次,偶次,0.38,5.0,4.0,2.0,6,4.0,3.2,1.6,10,4.0,3.2,1.6,35,3.0,2.4,1.2,66,3.0,2.4,1.2,110,2.0,1.6,0.8,3、经济性,尽量采用高效节能的发电设备，合理地发展电力网以降低电能输配过程中的损耗。,合理分配各发电厂之间的电力负荷，充分发挥经济性能高的发电厂的作用，并注意水电与火电之间的调配 。,4、防止环境污染,在火电厂采用除尘器、脱硫塔之外，在规划建造火电厂时还应注意厂址的选择、烟囱的高度以及燃料的含硫量等。,1.2 中国的电力工业,1.历史及现状,2.中国电力工业展望,3.电力前沿技术,1.历史及现状,1949年，全国装机容量累计只有1850MW，年发电量为4.310,9,kWh，分别列世界第21位和第25位,新中国成立后，电力工业发展经过的2个阶段：,1950,1978,年期间,东北、京津唐、华东、华中电网形成了,220kV,主干网架；,建成中国第,1,条,330 kV,刘天关线路，将陕、甘、青电网互联，初步形成了西北电网；,至,1978,年底，全国发电装机容量达到,5712,万,kW,，,年发电量达到,2566,亿,kW.h,。,1978,年后,形成了华北、东北、华东、华中、西北、川渝和南方联营等,7,个跨省区电网以及及,5,个独立的省级电网；,除西北电网最高电压等级为,750 kV,，骨干网架为,330 kV,外，其它跨省电网和山东电网均以,500 kV,为主网架；,我国电力工业发展的方针,优先开发水电、积极发展火电、稳步发展核电、因地制宜地利用其他可再生能源发电，搞好水电的“西电东送”和火电的“北电南送”建设。,2.中国电力工业展望,发电能源占一次能源消费的比重由32%提高到40%。,加强电源建设, 继续发展火电, 大力发展水电, 加速核电国产化, 加强新能源的开发力度,开发清洁发电能源，发电能源结构进一步优化。,加强电网建设，实现全国联网，逐步发展跨国电网。,加快城网、农网改造。,引入电力市场，建立科学合理的电价机制。,三峡输变电工程加上华东、华中、重庆和四川的500kV骨干网架，将形成稳固的三峡电网。,金沙江下游的巨型电站溪洛渡和向家坝电站及其外送输变电工程建成后，与三峡电网相联，将形成以三峡电站为中心沿长江展开的我国中部电网。,3.电力前沿技术,分布式电源,液体或气体燃料的内燃机,微型燃气轮机,工程用的燃料电池,灵活交流输电技术,(FACTS),定质电力技术,新型直流输电技术,同步开断技术,全可控的电力系统,大功率电力电子技术的应用,电磁环境评价,电磁干扰耦合路径,电磁抗扰性评价,抗干扰措施,电能质量系统,电磁兼容技术,中电联发布2011年全国电力供需情况,及2012年分析预测,时间： 2012-02-03 16:33:49,信息来源: 中电联统计信息部,一、2011年全国电力供需情况分析,2011年，主要受水电出力下降、电煤供应紧张、电源电网结构失调、经济和电力需求增长较快等因素影响，全国电力供需总体偏紧，部分地区、部分时段缺电比较严重，全国共有24省级电网相继缺电，最大电力缺口超过3000万千瓦。通过采取跨区跨省电力支援、加强需求侧管理和实施有序用电等多种措施，有效缓解了电力供需矛盾，保障了经济社会平稳健康发展。,主要特点是：,（一）电力消费需求旺盛，地区用电增长差异大,根据我会统计，2011年全国全社会用电量4.69万亿千瓦时，比上年增长11.7%，消费需求依然旺盛。人均用电量3483千瓦时，比上年增加351千瓦时，超过世界平均水平。,2011年，第二产业及其工业用电量占全社会用电量的比重分别为75.0%和73.8%，仍是拉动用电增长的决定因素；其中，轻工业用电增速低于重工业，且差距拉大。第三产业(交运、信息、商业、金融)用电增长13.5%，增长势头较好。城乡居民生活用电增速放缓到10.8%，其中城镇居民用电仅增长8.2%。,东、中、西、东北地区用电分别增长9.6%、12.1%、17.2%和7.9%，中西部用电需求明显快于东部和东北地区，西部地区所有省份用电量增速均高于全国平均水平，东部用电大省对全国用电带动作用减弱。,主要特点是：,（二）电力供应能力进一步增强，装机结构出现新特点,2011年，全国基建新增发电生产能力9041万千瓦，连续6年新增超过9000万千瓦。年底全国全口径发电设备容量10.56亿千瓦，比上年增长9.2%；电网220千伏及以上输电线路回路长度、公用变设备容量分别为48.0万千米、22.0亿千伏安，分别比上年增长7.9%和10.5%，全国电力供应和配置能力进一步增强。,装机结构出现新特点，清洁能源比重上升，火电装机增长缓慢。2011年底，水电、核电、风电、太阳能等清洁能源比重达到27.5%，比上年提高0.9个百分点。,西部、东北、中部、东部地区装机容量分别增长14.5%、7.8%、7.3%和6.4%，东、中部装机增长分别低于用电量增长3.2和4.8个百分点，装机的地区结构出现变化，在跨区资源配置能力不能完全配套的情况下，东部电力供需更加紧张。,主要特点是：,（三）跨区跨省送电稳步增长，送电能力仍显不足,2011年，全国完成跨区送电量1680亿千瓦时，比上年增长12.8%；跨省送电量6323亿千瓦时，增长9.7%。其中，西北送出电量426亿千瓦时，增长167%；东北送华北100亿千瓦时，增长13.9%。受跨区跨省输电能力限制，东北、蒙西以及西北地区仍有3000万千瓦左右的电力无法输送到华东、华中等电力紧张地区，造成“缺电”与“窝电”并存。,主要特点是：,（四）水电发电量同比明显减少，对跨区跨省送电及电力平衡影响较大,2011年，全国全口径发电量4.72万亿千瓦时，比上年增长11.7%；其中，水电下降3.5%，火电增长14.1%，核电874亿千瓦时、增长16.9%，并网风电732亿千瓦时、增长48.2%。全国发电设备利用小时4731小时，已连续两年回升，其中，水电设备利用小时3028小时，比上年下降376小时，是近三十年来最低的一年；火电设备利用小时5294小时，比上年提高264小时。,水电发电量下降对跨区跨省输电及电力平衡影响较大。由于来水偏枯以及电煤问题，电网“西电东送”电量下降。,主要特点是：,（五）电煤矛盾仍然突出，电煤价格高位运行,水电减发、火电快速增长极大地影响了电煤供需关系。虽然全国电厂存煤总体处于较高水平，但电煤库存的地域分布不均，加上火电利用小时增加、市场电煤价格持续高位运行等因素，导致电煤市场偏紧，部分省份在局部时段煤炭供应紧张，影响了电力供应。,主要特点是：,（六）电网及清洁能源投资所占比重继续提高，火电投资比重明显下降,2011年，全国电力工程建设完成投资7393亿元，与上年基本持平。其中，电源、电网工程建设分别完成投资3712亿元和3682亿元，分别比上年下降6.5%和增长6.8%，电网投资占电力投资的比重比上年提高3.3个百分点。电源投资中，火电投资仅为2005年的46.4%，已经连续6年同比减少，2011年火电投资占电源投资的比重下降至28.4%，清洁能源投资比重明显提高。,二、2012年全国电力供需形势预测,2012年，国家“稳中求进”的工作总基调和更有效的宏观调控将确保经济保持平稳较快发展，经济和电力增速将有所回落，预计全社会用电量增速在8.5%-10.5%之间，推荐方案9.5%，全年用电量5.14万亿千瓦时，可能呈现“前低后高”分布。供应方面，预计新增装机8500万千瓦左右，其中，水电新增2000万千瓦左右，火电新增缩小到5000万千瓦左右，年底全口径发电装机容量达到11.4亿千瓦左右。,预计2012年全国电力供需仍然总体偏紧，区域性、时段性、季节性缺电仍然较为突出，最大电力缺口3000-4000万千瓦。全年发电设备利用小时将在4750小时左右，火电设备利用小时在5300-5400小时。,1.3电力系统的负荷,1.3.1 电力负荷的组成,电力系统的负荷包括：各式各样的用电设备，如异步电动机、同步电动机、电热电炉、整流设备、照明设备等。,在不同行业中这些用电设备所占比重也不相同。,1.3.2 电力负荷的特性,一般交流用电设备所消耗的功率包括有功功率及无功功率，其大小与其电源的电压及频串有关。这种关系称为负荷特性 。,当系统频率及电压缓慢变化时，地区负荷的有功功率及无功功率的变化情况，叫负荷的静特性。,通常负荷的静特性可以用电压和频率的多项式或指数函数来表示。,负荷电压特性和频率特性,负荷特性的多项式表示,负荷特性的指数表示形式,1.3.3 电力负荷曲线,影响负荷变化的因素主要有 ：,1、作息时间的影响,2、生产工艺的影响,3、气候影响,4、季节影响,电力负荷随时间变化的关系一般用负荷曲线来描述。,根据持续的时间，负荷曲线可以分为日负荷曲线、周负荷曲线和年负荷曲线；,根据所涉及的范围，负荷曲线可分为个别用户的负荷曲线、变电站负荷曲线、电力系统的负荷曲线等。,日有功负荷曲线图,1、日负荷曲线,主要特性指标有,日负荷率：日平均负荷与日最大负荷之比。,日最小负荷率：日最小负荷与日最大负荷之比。,日负荷曲线的作用,a、安排日发电计划,b、确定各发电厂的发电任务及系统的运行方式,c 、计算用户日用电量,2、年负荷曲线,年最大负荷曲线,作用,a、制订发电设备的检修计划。,b、为新建或扩建电厂的容量提供依据。,各类用户的,T,max,T,max,（h）,负荷类型,户内照明及生活用电,单班制企业用电,两班制企业用电,三班制企业用电,农灌用电,20003000,15002200,30004500,60007000,10001500,3 持续负荷曲线或时间,电力负荷计算,电力负荷计算部分为附加内容，授课参考教材为,河北科技大学电气工程系孙丽华老师编的电力工程基础第二章,1.4 各类发电厂的生产过程,现代电力系统广泛采用的有凝汽式电厂、热电厂、水电厂、核电厂及抽水蓄能电厂等。,正在研究和试验的有太阳能、风力、地热、潮汐等新型能源发电厂,1.4.1 火电厂,原动机：凝汽式汽轮机、燃气轮机、内燃机。,我国大部分火电厂为凝汽式火力发电厂,火电厂的主要发电设备包括锅炉、汽轮机和发电机，其辅助设备有冷凝器、给水加热器、各种水泵、磨煤机、除氧器、烟囱及各种量测与控制设备。,化学能,热能,燃烧,原动机,发电机,机械能,电能,锅炉,凝汽器,发电机,汽轮机,变压器,输电线路,火电厂外景,锅炉外观全景,汽轮机及发电机外观,主变压器侧面,主变压器正面,输电线路,厂用变压器,冷却塔,在冷凝过程中，蒸汽要把从锅炉吸取热量的60释放给冷却水，这就是凝汽式火电厂最高热效率不超过40的原因。,送风机及静电除尘装置,供热式火电厂或简称热电厂,这种火电厂不仅向系统供电，而且向用户供热。采用的汽轮机有背压式和抽气式两种。,背压式机组：它的特点是蒸汽经过汽轮机后不进入凝汽器，而被用来直接向用户供热或向工业用户供低压蒸汽。这种机组以供热为主，在没有热负荷的情况下不能发电。但是，当发电机故障时机组都可以利用减温减压装置继续供热。,抽汽式机组：这种机组和凝汽式汽轮机相似，只是中间有12级可供抽汽。抽汽量可根据用热的需要进行调整。无论抽汽多少，这类机组都能发出额定电力。,火电厂在汽轮机进口处的蒸汽压力和温度称为汽轮机的初参数。火电厂按照汽轮机的初参数可以分为三类,类型,温度/,0,C,气压/Pa,容量/万kW,低温低压,240-390,（12-24）,133.3,0.15-0.3,中温中压,390-435,（24-35）,133.3,1.2-2.5,高温高压,435-535,（90-165）,133.3,5-130,火力发电机组可分为,亚临界机组、超临界机组、超超临界机组、联合循环机组,等。,理论上认为，在水的状态参数达到临界点时（压力22.13 MPa 、温度374 ）,水完全汽化会在一瞬间完成 。亚临界机组参数大约为：压力16.5MPa、温度为535 ；超临界机组参数大约为：压力24, 25,MPa、温度为560 。超超临界机组的压力大约为28 29.5MPa。,浙江华能玉环电厂我国首座装备国产百万千瓦级超超临界燃煤机组的电厂,该电厂规划装机容量为4,1000MW超超临界燃煤机组，一期工程建设台机组，2004年6月开工，预计2007年底投产。该电厂建成之后将成为世界第三、亚洲第二、中国第一的特大型火力发电厂。,超临界机组效率比同容量亚临界机组提高2%2.5%。以600MW机组为例，超临界机组与亚临界机组相比，每年可节省约2.5万吨标准煤。目前,世界上先进的超临界机组效率已达到47%49%。,火电厂的运行特性可以归纳为以下三点：,火电厂的出力和发电量比较稳定。,火电厂有最小技术出力的限制。负荷太小时锅炉可能出现燃烧不稳定的现象。一般燃煤火电厂的最小技术出力为其额定出力的6070，这样就限制了负荷调节能力。,火电厂机组起动技术复杂，且需耗费大量的燃料、电能等。因此，火电机组不宜经常起停。,此外，火电厂负荷调节非常缓慢。,国产30万kw机组试验表明，改变负荷的速率仅为每分钟12。,总之，高温高压火电机组不宜经常起停，只宜承担系统基荷，并保持在接近满负荷的情况下运行，以获得最高的运行效率和最低的煤耗。,中温中压机组在必要时可以担任变动的负荷即腰荷或峰荷，但不经济。,2. 水力发电厂,势能,水轮机,发电机,机械能,电能,图1-4 堤坝式水电厂生产过程示意图,水电厂的类型,堤坝式,引水式,抽水蓄能电站,堤坝式水电厂,:,利用修筑拦河堤坝来抬高上游水位，形成发电水头的水电厂。,堤坝式水电厂的,分类,坝后式：,如三门峡、刘家峡、丹江口、三峡水电站,河床式,：,葛洲坝水电站,上游,水库,大坝,变压器,发电机,下游,堤坝式中坝后式,进水口,厂房,溢流坝,堤坝式中河床式,引水式水力发电厂,堰,引水渠,压力水管,厂房,南美伊泰普水电站是二十世纪最大的水电站,，位于巴西和巴拉圭交界处的巴拉那河上，从1974年5月开始修建，于1991年5月竣工，由巴西与巴拉圭共建。总装机容量12.6GW（18700MW），年发电量790亿度。水电站坝身长7.7公里，坝高196米（相当于 65层楼的高度）。,三峡水电站效果图,长江三峡水电站坝长2309m，坝高185m，水头175m，总库容393亿立方米，总装机容量18.2 GW（26,700MW），年发电量86.5TWh；库区将淹没耕地36万亩，淹没城镇129座，需安置迁移人口113万；电站于93年起步，首批机组于2003年10月发电，以后每年投产4台机组（280MW），2009年全部机组建成投产。三峡电站发出的强大电力将送往华中、华东地区和广东省。电站将引出15条超高压交流输电线路，其中3条线路通过换流站将交流电转换成直流电后，再通过500k直流输电线路，2条送往华东、1条送往广东。,葛洲坝27孔泄洪闸,葛洲坝水电站,葛洲坝水电站是长江干流上修建的第一座大型水电工程，是三峡工程的反调节和航运梯级。电站始建于1970年，共有机21台机组，总装机容量271.5万千瓦，年发电量157亿度。电站以500kV和220kV输电线路并入华中电网，并通过500kV直流输电线路向距离1000km的上海输电120万千瓦。,三峡工程综合效益,防洪：三峡水库正常蓄水位,175,米，总库容,393,亿立方米，防洪库容,221.5,亿立方米，能有效地控制长江上游洪水，保护长江中下游荆江地区,1500,万人口、,2300,万亩土地，是世界上防洪效益最为显著水利工程。,发电：三峡水电站装机总容量为,1820,万,kW,，年均发电量,847,亿,kWh,。以直线距离,1000,公里为半径，全国除辽宁、吉林、黑龙江、新疆、西藏、海南、台湾,7,省区外，其余地区的主要城市和工业基地都在这个范围内。,如图所示,航运：它将改善航运里程,660,公里，使重庆至宜昌航道通行的船队吨位由现在的,3000,吨级提高至万吨级，年单向通过能力由,1000,万吨提高到,5000,万吨。,三峡双线五级船闸,三峡船闸全长6.4公里，可通过万吨级船队，单向年通过能力5000万吨。船闸主体段闸首和闸室分南北两线，每线船闸主体段由6个闸首和5个闸室组成，每个闸室长280米、宽34米。而船闸人字门是名副其实的“天下第一门”，单扇门宽20.2米，高38.5米，厚度3米，面积有两个篮球场那么大，重达850多吨。,水电厂的运行特性,1、水电厂最突出的运行特性是其出力和发电量随天然径流量的情况而变化。,2、有时还可能由于水头太低，使水轮机组达不到其额定出力。,3、起停迅速方便。一般从停机状态到满负荷运行需时仅12min。,水轮机出力在一定幅度变化时仍能维持较高的效率。适合担任调峰及调频任务。,水电厂的运行费用几乎与生产的电量无关。,4水电厂是我国目前最重要的电源之一，比例大于17%。,5水力发电的优点,是最干净的能源之一。,是最廉价的能源之一：无需燃料、,无环境污染,、生产效率高、发电成本低、运行维护简单。,综合水利工程：可同时解决发电、防洪、灌溉、航运、水产养殖等问题。,特殊的水电厂：抽水蓄能电厂，起“削峰填谷”作用。,6水力发电存在的问题,建设问题：投资大、工期长，存在库区移民、淹没耕地、破坏人文景观、破坏自然生态平衡等问题。,运行问题：发电量受气象、水文、季节水量变化的影响较大，分丰水期和枯水期，出力不稳定，增加电力系统运行的复杂性。,1.4.3 核电厂,利用核能发电的工厂。,分类,轻水堆,重水堆,石墨冷气堆,沸水堆,压水堆,1核电厂的能量转换过程：核燃料的裂变能热能机械能电能。,2核电厂的组成：核反应堆、汽水系统（汽轮机）、电力系统,沸水堆型核电厂示意图,混凝土,防护壳,主循环泵,控制棒,反应堆,汽轮机,发电机,凝结器,凝结水泵,热力系统由单回路构成，有可能使汽轮机等设备受放射性污染,压水堆型核电厂示意图,混凝土,防护壳,控制棒,反应堆,加压器,主循环泵,蒸汽,发生器,由双回路系统构成，两个回路各自独立循环，不会造成设备的放射性污染。,1.4.4 抽水蓄能电厂,1、抽水蓄能电厂的主要功能和工作特性,在火电机组和核电比重较大的系统出现机组最小技术出力大于日最小负荷的情况时，为了维持在低谷运行时火电厂和核电厂的稳定运行，可利用系统盈余的发电出力从高程较低的下水库抽水到高程较高的上水库，把电能转换为水能，蓄存起来。在白天出现峰荷时再从上水库放水发电。,抽水蓄能电厂按其运行周期可以分为：,日抽水蓄能电厂，以日为运行周期。,周抽水蓄能电厂，以周为运行周期。,季抽水蓄能电厂，它可将汛期多余水量抽蓄到上水库里，供枯水期增加发电量。,目前工作水头在600m以下的抽水蓄能电厂几乎全部采用可逆式机组。,水坝,蓄水池,抽水蓄能电站（发电,）,抽水蓄能电站（蓄能,）,广州抽水蓄能电站为目前世界上最大的抽水蓄能电站 ，是为大亚湾核电站安全经济运行而建设的配套工程，同时还承担着广东、香港电网的调峰填谷和事故备用的任务。电站总装机总装机容量2.4 GW（8,300MW），分两期建设，每期4台，设计水头535m，电站一期工程于1989年5月25日开工且1993年6月29日1号机投产，二期工程于1994年9月12日开工，至2000年3月14日8号机投产。,抽水蓄能电厂除了调峰填谷以外，对电力系统还有以下功能：,担任系统备用容量。,担任系统负荷备用，以发挥其调频作用。,担任调相任务，当不进行抽水及发电时，距负荷中心较近的抽水蓄能电厂可以利用同步发电机多带无功负荷，进行调相。,使水电厂更好地发挥综合利用效益。如装设抽水蓄能机组，则该水电厂白天仍可发电调峰，夜间再从下水库抽回到上冰库，使灌溉水量不受损失。,2核电厂是我国目前最重要的电源之一，比例大于5%。,秦山核电站,大亚湾核电站,3核电迅速发展的原因,核电是一种新型的巨大能源。,煤、石油等火电燃料储量有限，不可再生。,发达国家的水资源已基本殆尽。,一些资源贫乏国家“能源危机”，不得不发展核电。,4. 核能发电的优缺点,节省大量煤炭、石油等燃料，避免燃料运输。,不需空气助燃，可建在地下、水下、山洞或空气稀薄地区。,比火电厂造价高，但发电成本低,30%,50%,，且规模越大越合算。,存在问题：放射性污染。,秦山核电站位于东海之滨美丽富饶的杭州湾畔，是中国第一座依靠自己的力量设计、建造和运营管理的压水堆核电站，总装机容量2,300MW。1985年3月动工，1991年12月首次并网发电。它的建成使我国成为继美、英、法、前苏联、加拿大、瑞典之后世界上第七个能够自行设计、建造核电站的国家。,秦山核电站主控制室,秦山核电站汽轮机房,大亚湾核电站位于深圳市东部大亚湾畔，为我国目前最大的核电站。大亚湾核电站是我国引进国外资金、设备和技术建设的第一座大型商用核电站。核电站安装有两台单机容量为900 MW的压水堆反应堆机组。1987年8月7日工程正式开工，1994年2月1日和5月6日两台机组先后投入商业营运。大亚湾核电站每年发电量超过100亿度，其中七成电力供应香港，三成电力供应广东电网。,大亚湾核电站,电站设备,1.4.5,其它能源发电,风力发电,地热发电,潮汐发电,太阳能发电,风力发电示意图,达板城风力发电厂装机容量7.23万千瓦，占全国的30%。,海上风力发电站,地热发电示意图,火山,地下水,蒸汽包,汽轮机,发电机,冷却塔,循环水泵,羊八井电厂是我国最大的地热电厂，总装机容量为25.18MW，水温约150，担负拉萨地区50%的供电任务。电站由5眼地热井供水，单井产量为75160立方米小时。,羊八井地热电厂,羊八井地热温泉,潮汐发电示意图,潮汐发电：利用海水涨潮、落潮中的动能和势能来发电。,法国郎斯潮汐电站示意图,法国朗斯潮汐电站,法国郎斯电站1967年建成，位于法国圣马洛湾郎斯河口。一道750米长的大坝横跨郎斯河。坝上是通行车辆的公路桥，坝下设置船闸、泄水闸和发电机房。郎斯潮汐电站机房中安装有24台双向涡轮发电机，涨潮、落潮都能发电。总装机容量24万千瓦，年发电量5亿多度，输入国家电网。,江厦潮汐电站是中国第一座双向潮汐电站，位于浙江省温岭市乐清湾北端江厦港。1980年5月第一台机组投产发电。电站装有双向贯流式机组6台，总装机容量3200干瓦，年发电量600万度，可昼夜发电1415小时 。规模仅次于法国郎斯潮汐电站、加拿大芬地湾安娜波利斯潮汐电站，居世界第三。,太阳能发电系统的组成,太阳能电池板：将太阳的辐射能转换为电能。,太阳能控制器：控制整个系统的工作状态，对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。,蓄电池：在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。,逆变器：将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能。,光电板,控制器,逆变器,配电线路,负载,蓄电池,太阳能发电示意图,1.5 电力线路的结构,电力线路包括输电线路和配电线路。,就其结构来说，电力线路主要有架空线路和电缆线路两类。,架空线路将导线架设在线路杆塔上，由导线、避雷线（或称架空地线）、杆塔、绝缘子和金具等组成。,电缆线路则将电缆敷设于地下。,1.5.1 导线和避雷线,导线的作用是传导电流、输送电能。,避雷线的作用是把雷电流引人大地，以保护电力线路免遭雷击而引起过电压的破坏。,导线和避雷线的要求：有良好的导电性能，有较高的机械强度和耐化学腐蚀的性能。,常用的导线材料有铜、铝、铝合金等。在导线的型号上，材料以相应的拉丁字母表示，如铝-L、钢-G、铜-T、铝合金-HL等。,避雷线一般用钢线，在特殊情况下也有用钢芯铝线的。,为了充分利用导线，减少集肤效应的影响并增加导线的柔韧性及强度，架空线路多采用绞合的多股导线，在型号上用J表示。,输电线路电压超过220kV时，为了减小电晕损耗和线路电抗，常常采用分裂导线。,分裂导线是用保持一定距离的几根导线组成一相导线。,导线之间距离为400450mm。,这种导线排列可使其周围的电磁场发生变化，从而可以减少沿面的电场强度和磁场强度 。,双分裂导线,避雷线,导线（四分裂）,杆塔,绝缘子串,典型架空输电线路的照片,1.5.2 杆塔,杆塔用来支持导线和避雷线，并使导线之间以及导线与大地之间保持一定距离。,根据所采用的材料，杆塔可以分为木杆、钢筋混凝土杆和铁塔三种。,钢筋混凝土杆大多用离心法绕制而成，有等径杆和锥形杆两种。主杆可以分段装配。按照结构形式，钢筋混凝土杆有单杆和,型杆两种。,铁塔是由角铁用焊接、铆接或用螺栓连接而成的，形式甚多，结构比较复杂，多用于高压输电线路或有大跨越的地方。,500kV换位塔,大型跨越塔,10kV跨越塔,同杆双回塔,10kV同杆双回塔,转角塔,直线塔,1.5.3 绝缘子和金具,绝缘子是用来支持或悬挂导线，并使导线与杆塔绝缘的一种瓷质或玻璃元件。,绝缘子应有足够的绝缘强度和机械强度、对化学污染有足够的抵抗能力，并能适应周围大气温度和湿度的变化。,架空线路使用的绝缘子主要有针式和悬式两种。,针式绝缘子使用电压不超过35kV。,悬式绝缘子是成串使用的，常用于35kV以上的架空输电线路上。,绝缘子种类,钢化玻璃绝缘子,瓷绝缘子,合成绝缘子,绝缘子形式,针式绝缘子,瓷横担绝缘子,悬式绝缘子,电压等级与直线杆塔上悬垂绝缘子串中绝缘子数量的关系,系统标称电压（,kV,）,35,63,110,220,330,500,每串绝缘子片数,3,5,7,13,1719,2528,金具,架空线路使用很多金具，如,连接导线用的接线管；,连接悬式绝缘子用的挂环、挂板和连板；,把导线固定在悬式绝缘子串上用的各种线夹；,防止导线振动用的防震锤、护线条；,以及为了使高压输电线路绝缘子串上电压分布均匀的均压环等。,所有这些金属部件统称为金具，,金具,金具种类,并沟线夹（接续金具）,悬垂线夹,耐张线夹,联结金具（Z型挂板）,防振锤,间隔棒,1.5.4 电缆,电力电缆一般由三部分组成，即导体、绝缘层和保护包皮。,电缆的导线通常用多股铜绞线或铝绞线以增加电缆的柔韧性。,根据电缆中导体数目的不同，有单芯电缆、三芯电缆和四芯电缆几种。,电缆的绝缘层用来使导体与导体之间，以及导体与保护包皮之间绝缘。绝缘层使用的绝缘材料种类很多，如橡胶、沥青、聚乙稀、麻、丝、纸等。,电缆的保护包皮是保护绝缘层，常用的保护包皮有铅包皮和铝包皮。为了防止外力破坏，在保护包皮外还有钢带铠甲。,电缆除按芯数和导体形状分类外，还可按结构分为统包型、屏蔽型和分相铅包型。,统包型，三相芯线绝缘层外有一共同的铅皮。电缆内部电场分布不均匀，不能充分利用绝缘强度，只用于 10kV以下的电缆。,扇形三芯电缆,1导体,2绝缘层,3铅包皮,4黄麻层,5钢带铠甲,6黄麻保护层,10kV以上的电缆采用屏蔽型和分相铅包型。,屏蔽型的每相芯线绝缘外面都包有金属带，这样可以得到均匀分布的辐射电场，更好地利用电缆的绝缘。,1导体,2纸绝缘,3铅包皮,4填充物,5黄麻层,6钢丝甲,三芯分相铅包电缆,