电力工程精品ppt课件第一章概论

南京理工大学自动化学院,*,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,*,电力工程基础,南京理工大学自动化学院,2,2024/10/6,课程内容安排,电力系统概论,电力负荷计算,电力网,短路电流及其计算,变电所的一次系统,电力系统继电保护,变电所的监控系统和自动装置,配电网自动化,南京理工大学自动化学院,3,2024/10/6,教材及参考书,孙丽华电力工程基础机械工业出版社,刘从爱电力工程基础山东科技出版社,刘介才工厂供电机械工业出版社,贺家李，宋从矩电力系统继电保护原理中国电力出版社,张惠刚等变电站综合自动化原理与系统 中国电力出版社,南京理工大学自动化学院,4,2024/10/6,成绩评定,平时考勤：,20,分,实验考核：,10,分,期末考试：,70,分,电力工程基础,第一章 概论,南京理工大学自动化学院,6,2024/10/6,第一章 概论,1.1,电力系统的基本概念,1.2,发电厂的生产过程,1.3,电力系统的电压与电能质量,1.4,电力系统中性点的运行方式,1.5,我国电力工业发展概况及前景,南京理工大学自动化学院,7,2024/10/6,1.1,电力系统的基本概念,一、电力系统的组成,完成电能生产、输送、分配和消费的统一整体。,发电厂 电力网 电力用户,电力系统示意图如下图所示,1,电力系统,南京理工大学自动化学院,8,2024/10/6,1.1,电力系统的基本概念,工业企业,供电系统,南京理工大学自动化学院,9,2024/10/6,1.1,电力系统的基本概念,生产电能，将一次能源转换成二次能源（电能），分为火、水、核、风、太阳、地热等发电厂。,由不同电压等级的输电线路和变压器组成，分为地方电力网、区域电力网及超高压远距离输电网。,发电厂：,电力网：,35kV,及以上电力线路称为,输电线路,，,10kV,以下称为,配电线路,。配电线路又分为高压配电线路（,610kV,）和低压配电线路（,380/220V,）,。,地方电力网：等级（,35kV,及以下）、半径（,20,50km,）,;,区域电力网：等级（,35kV,以上）、半径（,50km,）,;,超高压远距离输电网：等级,(330,500kV),。,南京理工大学自动化学院,10,2024/10/6,消耗电能，将电能转换成其他形式能量。,是变换、接受分配电能的场所。分为,区域变电所,、地区变电所和终端变电所等。,变电所：,配电所：,只接受和分配电能，不变换电压。,电力用户：,2,工业企业供电系统,工厂供配电系统由总降压变电所、高压配电线路、车间变电所、低压配电线路及用电设备组成。,1.1,电力系统的基本概念,将,35,110kV,变换为,6,10kV,厂区高压配电电压，给各车间变电所或高压电动机供电。,总降压变电所：,区域变电所（枢纽变电所）：电压等级高，由大电网供电，高压侧电压为,330,500kV,，全所一旦停电后，将引起整个系统解列甚至瓦解；,地区变电所：由发电厂或区域变电所供电，高压侧电压为,110,220kV,，全所一旦停电后，将使该地区中断供电；,终端变电所,：,是电网的末端变电所，高压侧为,10,110kV,，全所一旦停电后，将使用户中断供电。,南京理工大学自动化学院,11,2024/10/6,将,6,10kV,电压降为,380/220V,，再通过车间低压配电线路，给车间用电设备供电。,分为厂区高压配电线路和车间低压配电线路。,车间变电所：,配电线路：,车间变电所可分为以下几种类型：,1.1,电力系统的基本概念,附设式变电所（,14,）,车间内变电所（,5,）,露天变电所（,6,）,独立变电所（,7,）,地下变电所、,杆上变电所,南京理工大学自动化学院,12,2024/10/6,1.1,电力系统的基本概念,二、建立大型电力系统的优点,1,可以减少系统的总装机容量。,2,可以减少系统的备用容量。,3,可以提高供电可靠性。,4,可以安装大容量的机组。,5,可以合理利用资源，提高系统运行经济性。,南京理工大学自动化学院,13,2024/10/6,1.1,电力系统的基本概念,三、电力系统的基本参量,1.,总装机容量：,指系统中所有机组额定有功功率的总和，以,MW,、,GW,计。,2.,年发电量：,指系统中所有发电机组全年实际发出电能的总和，,以,MWh,、,GWh,、,TWh,计。,3.,最大负荷：,指规定时间内电力系统总有功功率负荷的最大值，,以,MW,、,GW,计。,4.,额定频率：,50Hz,5.,最高电压等级：,指系统中最高电压等级线路的额定电压，,以,kV,计,。,南京理工大学自动化学院,14,2024/10/6,1.1,电力系统的基本概念,四、电力系统的特点,1,电能不能大量储存。,2,电力系统的过渡过程十分短暂。,3,与国民经济各部门的关系密切。,1,保证供电的可靠性。,2,保证良好的电能质量。,五、对电力系统的基本要求,3,为用户提供充足的电能。,4,提高电力系统运行的经济性。,南京理工大学自动化学院,15,2024/10/6,1.2,发电厂的生产过程,中国发电的能源结构,（,2010,年）,到,2010,年底全国发电装机容量在,9.5,亿千瓦左右，其中火电,7,亿千瓦，水电,2.1,亿千瓦，核电,1016,万千瓦，并网风电,3000,万千瓦。,南京理工大学自动化学院,16,2024/10/6,1.2,发电厂的生产过程,一、火力发电厂,煤炭、石油、天然气等。,汽轮机发电、蒸汽机发电、内燃机发电等,。,1,火电厂的燃料：,2,能量转换过程：,燃料化学能热能机械能电能。,3,分类：,4,火电厂的组成：,燃料灰渣，风（空气）烟气,燃烧系统,（锅炉）：,汽水系统,（汽轮机）：,水,蒸汽、循环水（冷水,热水）,电力系统,：,发电机、变压器、输电线路等。,5.,火电厂的生产过程：,凝汽式火电厂生产过程示意图,南京理工大学自动化学院,17,2024/10/6,1.2,发电厂的生产过程,煤粉充分燃烧，将锅炉中的水加热成高温（,500,以上）、高压（,9.8MPa,以上）的蒸汽，经管道送入汽轮机，推动汽轮机转子旋转，从而带动发电机发电。做过功的蒸汽排入凝汽器冷凝成水，重新送回锅炉。,南京理工大学自动化学院,18,2024/10/6,6,火电厂是我国目前最主要的电源，比例大于,75%,。,1.2,发电厂的生产过程,谏壁发电厂,7,今后火电建设的重点,采用高参数、大容量、高效率的设备。,开发清洁煤燃烧发电、天然气蒸汽联合循环发电。,鼓励热电联产。,加强煤炭基地的矿口电厂建设,。,国电北仑电厂,南京理工大学自动化学院,19,2024/10/6,1.2,发电厂的生产过程,二、水力发电厂,1,水电厂能量转换过程：,水的位能机械能电能。,2,水电厂的总发电功率：,3,水电厂的分类：,堤坝式水电厂,引水式水电厂,抽水蓄能电站,坝后式：如三门峡、刘家峡、丹江口、三峡水电站,河床式：如葛洲坝水电站,南京理工大学自动化学院,20,2024/10/6,1.2,发电厂的生产过程,水库、水轮机、电力系统,4,水电厂的组成：,5,水电厂生产过程：,堤坝式水电厂生产过程示意图,6,水电厂是我国最重要的电源之一，比例大于,10%,。,葛洲坝水电站,南美伊泰普水电站,三峡水电站,广州抽水蓄能电站,7,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：,综合水利工程：,特殊的水电厂：,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。,可同时解决发电、防洪、灌溉、航运、水产养殖等问题。,抽水蓄能电厂，起,“,削峰填谷,”,作用。,南京理工大学自动化学院,21,2024/10/6,1.2,发电厂的生产过程,三、核电厂,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：,3,核反应堆分类：,核反应堆、汽水系统（汽轮机）,轻水堆（包括沸水堆和压水堆）、重水堆和石墨冷气堆等。,轻水堆核电厂的生产过程示意图,4,核电厂是我国最重要的电源之一。,秦山核电站,大亚湾核电站,南京理工大学自动化学院,22,2024/10/6,1.2,发电厂的生产过程,5,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。,一些资源贫乏国家,“,能源危机,”,，不得不发展核电。,6.,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。,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。,南京理工大学自动化学院,23,2024/10/6,1.2,发电厂的生产过程,四、其它新能源发电,1,太阳能发电：,太阳光能或太阳热能电能,太阳能发电形式,太阳能发电的优点：,我国首座太阳能发电厂：,是一种取之不尽、用之不竭的廉价能源。,不需要燃料、生产成本低、不产生污染。,受季节、昼夜、地理和气象条件的影响较大。,2005,年,10,月,29,日在南京江宁发电成功，发电量只有,70kW,。,南京理工大学自动化学院,24,2024/10/6,1.2,发电厂的生产过程,2,风力发电,：,风力的动能,机械能电能,风力发电的优点：,是一种取之不尽、用之不竭的自然能源。,不需要燃料、没有污染、运行成本低。,随机性和不稳定性，因此必须配有蓄能装置。,西部地区的风能资源占全国的,50%,以上,。（青海、甘肃、新疆、内蒙、云南、西藏等）,新疆达板城风电场,装机容量,7.23,万千瓦。,风力发电与太阳能发电,南京理工大学自动化学院,25,2024/10/6,1.2,发电厂的生产过程,3,地热发电：,地热能电能,电能生产过程：,用地热井取代锅炉设备,。,西藏羊八井电厂,是我国最大的地热电厂，总装机容量为,25.18MW,，水温约,150,。,4,潮汐发电：,海水涨潮或落潮动能电能。,示意图,法国郎斯潮汐电站,是第一座具有商用价值潮汐电站。,江厦潮汐电站,是中国第一座双向潮汐电站。,南京理工大学自动化学院,26,2024/10/6,1.2,发电厂的生产过程,我国正在运行发电的潮汐电站共有,8,座（浙江,4,座，山东、江苏、广西、福建各,1,座）,浙江江厦潮汐试验电站、海山潮汐电站、沙山潮汐电站，象山岳浦潮汐电站，,山东乳山县的白沙口潮汐电站，,江苏太仓县浏河潮汐电站，,广西饮州湾果子山潮汐电站，,福建平潭县幸福洋潮汐电站,南京理工大学自动化学院,27,2024/10/6,用电设备,发电机,1.3,电力系统的电压与电能质量,一、电力系统的额定电压,电力网,电网额定电压等级有,3kV,、,6 kV,、,10 kV,、,35 kV,、,60 kV,、,110 kV,、,220 kV,、,330 kV,、,500 kV,等。,用电设备的额定电压和电网的额定电压一致。,发电机的额定电压比同级 电网的额定电压高出,5%,，用于补偿线路电压损失。,南京理工大学自动化学院,28,2024/10/6,变压器,二次绕组,：,相当于供电设备。,第一种情况：比用电设备额定电压高,10%,第二种情况：比用电设备额定电压高,5%,变压器,变压器,一次绕组,：相当于用电设备，规定其一次绕组额定电压与受电设备额定电压相同。,注意：但当变压器一次绕组直接与发电机相连时，,其,额定电压与发电机额定电压相等。,5%,用于补偿变压器满载时一、二次绕组上电压损失；,5%,用于补偿线路电压损失，适用于供电距离较长时情况。（,35kV,及以上线路）,当供电距离较短时，不考虑线路电压损失，只补偿满载时变压器绕组电压损失。（,10kV,及以下线路）,1.3,电力系统的电压与电能质量,我国公布的三相交流系统的额定电压见,表,1-1,南京理工大学自动化学院,29,2024/10/6,发电机,G,的额定电压：,U,NG,=1.0510=10.5,（,kV,）,变压器,T1,的额定电压：,U,1N,=10.5,（,kV,）,U,2N,=1.1110=121(kV),变压器,T1,的变比为：,10.5/12