第三章電氣一次系統(tǒng)

1、第三章電氣一次系統(tǒng) 第三章第三章 電氣一次系統(tǒng)電氣一次系統(tǒng) 電氣工程基礎(chǔ)電氣工程基礎(chǔ) 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 第三章第三章 電氣一次系統(tǒng)電氣一次系統(tǒng) 發(fā)電工程發(fā)電工程1 1 電氣主接線電氣主接線2 2 配電裝置配電裝置3 3 電力系統(tǒng)負(fù)荷電力系統(tǒng)負(fù)荷4 4 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 3.1 發(fā)電工程 火力發(fā)電工程火力發(fā)電工程1 1 水力發(fā)電工程水力發(fā)電工程2 2 核能工程核能工程3 3 風(fēng)力發(fā)電工程風(fēng)力發(fā)電工程4 4 太陽(yáng)能發(fā)電工程太陽(yáng)能發(fā)電工程5 5 其他能源發(fā)電工程其他能源發(fā)電工程 6 6 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 3.1 3.1 發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng) v一、火力發(fā)電廠（簡(jiǎn)稱火電廠）一、火力發(fā)電廠（簡(jiǎn)稱火電廠） 利

2、用煤、石油或天然氣作為燃料生產(chǎn)電能的工廠。利用煤、石油或天然氣作為燃料生產(chǎn)電能的工廠。 能量轉(zhuǎn)換過(guò)程：燃料的化學(xué)能能量轉(zhuǎn)換過(guò)程：燃料的化學(xué)能熱能熱能機(jī)械能機(jī)械能電能電能 ( (一一) ) 火電廠的分類火電廠的分類 按燃料分按燃料分 按蒸汽壓力和溫度分按蒸汽壓力和溫度分 按輸出能源分按輸出能源分 燃煤發(fā)電廠 中低壓發(fā)電廠 凝汽式發(fā)電廠 燃油發(fā)電廠 高壓發(fā)電廠 熱電廠 燃?xì)獍l(fā)電廠 超高壓發(fā)電廠 余熱發(fā)電廠 亞臨界壓力發(fā)電廠 “以垃圾及工業(yè)廢料作為燃料以垃圾及工業(yè)廢料作為燃料”的發(fā)電廠：有利的發(fā)電廠：有利 于環(huán)境保護(hù)，引人關(guān)注。于環(huán)境保護(hù)，引人關(guān)注。 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v （二）火電廠的電能生產(chǎn)過(guò)程

3、（二）火電廠的電能生產(chǎn)過(guò)程 v 我國(guó)火力發(fā)電廠所使用的燃料主要是煤，主力電廠為凝汽式我國(guó)火力發(fā)電廠所使用的燃料主要是煤，主力電廠為凝汽式 火力發(fā)電廠?；鹆Πl(fā)電廠。 v 凝汽式火力發(fā)電廠由三大主機(jī)（鍋爐，汽輪機(jī)，發(fā)電機(jī)）及凝汽式火力發(fā)電廠由三大主機(jī)（鍋爐，汽輪機(jī)，發(fā)電機(jī)）及 其輔助設(shè)備組成。其輔助設(shè)備組成。 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v（三）火電廠的主要系統(tǒng)（三）火電廠的主要系統(tǒng) 把煤中含有的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^(guò)程。可分為三 個(gè)系統(tǒng)： 1 1燃燒系統(tǒng)燃燒系統(tǒng) 由運(yùn)煤、磨煤、燃燒、風(fēng)煙、灰渣等環(huán)節(jié)組成。 2 2汽水系統(tǒng)汽水系統(tǒng) 由鍋爐、汽輪機(jī)、凝汽器、除氧器、加熱器等設(shè) 備及管道構(gòu)成，包括給水系統(tǒng)、循環(huán)水

4、系統(tǒng)和補(bǔ)充 給水系統(tǒng)。 3 3電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng) 發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁裝置、廠用電系統(tǒng)和升壓變電站等。 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v （四）火電廠的特點(diǎn)（四）火電廠的特點(diǎn) 與其他類型的發(fā)電廠相比有以下特點(diǎn)與其他類型的發(fā)電廠相比有以下特點(diǎn) （1 1）火電廠布局靈活，裝機(jī)容量的大小可按需要決定。）火電廠布局靈活，裝機(jī)容量的大小可按需要決定。 （2 2）火電廠的一次性建造投資少，僅為水電廠的一半左右。）火電廠的一次性建造投資少，僅為水電廠的一半左右。 （3 3）火電廠耗煤量大，其生產(chǎn)成本比水力發(fā)電要高出）火電廠耗煤量大，其生產(chǎn)成本比水力發(fā)電要高出3-43-4倍。倍。 （4 4）火電廠動(dòng)力設(shè)備繁多，發(fā)電機(jī)組控制操作復(fù)雜

5、，廠用電量）火電廠動(dòng)力設(shè)備繁多，發(fā)電機(jī)組控制操作復(fù)雜，廠用電量 和運(yùn)行人員都多于水電廠，運(yùn)行費(fèi)用高。和運(yùn)行人員都多于水電廠，運(yùn)行費(fèi)用高。 （5 5）大型發(fā)電機(jī)組由停機(jī)到開(kāi)機(jī)并帶滿負(fù)荷需要幾個(gè)到十余個(gè)）大型發(fā)電機(jī)組由停機(jī)到開(kāi)機(jī)并帶滿負(fù)荷需要幾個(gè)到十余個(gè) 個(gè)小時(shí)，并附加耗用大量燃料。個(gè)小時(shí)，并附加耗用大量燃料。 （6 6）火電廠擔(dān)負(fù)急劇升降的負(fù)荷時(shí)必須付出附加燃料消耗的代）火電廠擔(dān)負(fù)急劇升降的負(fù)荷時(shí)必須付出附加燃料消耗的代 價(jià)，廠用電率增高?；痣姀S應(yīng)當(dāng)盡可能擔(dān)負(fù)較均勻的負(fù)荷。價(jià)，廠用電率增高?；痣姀S應(yīng)當(dāng)盡可能擔(dān)負(fù)較均勻的負(fù)荷。 （7 7）火電廠的各種排放物（如煙氣、灰渣和廢水）對(duì)環(huán)境的污）火電廠的

6、各種排放物（如煙氣、灰渣和廢水）對(duì)環(huán)境的污 染較大。染較大。 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v（五）火電廠對(duì)環(huán)境的影響及防止措施（五）火電廠對(duì)環(huán)境的影響及防止措施 v生產(chǎn)時(shí)的污染排放主要是煙氣污染物排放、灰渣排放生產(chǎn)時(shí)的污染排放主要是煙氣污染物排放、灰渣排放 和廢水排放。和廢水排放。 煙氣煙氣中的粉塵、硫氧化物和氮氧化物經(jīng)過(guò)煙囪排入大 氣，給環(huán)境造成很大的危害。 廢水廢水主要通過(guò)廢水處理系統(tǒng)加以凈化或回收再利用。 粉塵粉塵排放控制主要是通過(guò)除塵器除塵，大容量發(fā)電機(jī) 組通常采用靜電除塵，效果較好。 硫氧化物硫氧化物的控制主要是采用煙氣脫硫技術(shù)或在燃燒過(guò) 程中加入適量的石灰石等堿性吸收劑來(lái)處理。 電氣設(shè)備電氣

7、設(shè)備 v二、水力發(fā)電廠（簡(jiǎn)稱水電廠，水電站）二、水力發(fā)電廠（簡(jiǎn)稱水電廠，水電站） v把水的位能和動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能的工廠。把水的位能和動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能的工廠。 生產(chǎn)過(guò)程生產(chǎn)過(guò)程 從河流較高處或水庫(kù)內(nèi)引水，利用水的壓 力或流速?zèng)_動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，將水能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，然 后由水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。 v發(fā)電容量發(fā)電容量 取決于水流的水位落差和水流的流量 9.8PQH 因?yàn)樗哪芰颗c其流量和落差（水頭）因?yàn)樗哪芰颗c其流量和落差（水頭） 成正比，成正比， 所以利用水能發(fā)電的關(guān)鍵是集所以利用水能發(fā)電的關(guān)鍵是集 中大量的水和造成大的水位落差中大量的水和造成大的水位落差 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v（一）

8、水電廠的分類（一）水電廠的分類 v1 1按集中落差的方式分按集中落差的方式分 （1 1）堤壩式水電廠。）堤壩式水電廠。在河流中落差較大的適宜地段 攔河建壩，形成水庫(kù)，將水積蓄起來(lái)，抬高上游水 位，形成發(fā)電水頭。 （2 2）引水式水電廠。）引水式水電廠。 （3 3）混合式水電廠。）混合式水電廠。兼有堤壩式和引水式兩種水電 廠的特點(diǎn)。 2 2按徑流調(diào)節(jié)的程度分按徑流調(diào)節(jié)的程度分 （1 1）無(wú)調(diào)節(jié)水電廠。）無(wú)調(diào)節(jié)水電廠。 （2 2）有調(diào)節(jié)水電廠。）有調(diào)節(jié)水電廠。 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v（二）水電廠的特點(diǎn)（二）水電廠的特點(diǎn)與火電廠和其他發(fā)電廠相比特點(diǎn)：與火電廠和其他發(fā)電廠相比特點(diǎn)： （1 1）水能是可再

9、生能源，本身并沒(méi)有損耗。大型水庫(kù)還能調(diào)節(jié)）水能是可再生能源，本身并沒(méi)有損耗。大型水庫(kù)還能調(diào)節(jié) 空氣的溫度和濕度，改善自然生態(tài)?？諝獾臏囟群蜐穸?，改善自然生態(tài)。 （2 2）可綜合利用水能資源）可綜合利用水能資源 （3 3）水電廠的發(fā)電成本低效率高。）水電廠的發(fā)電成本低效率高。 （4 4）運(yùn)行靈活。由于水電廠設(shè)備簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，機(jī)組）運(yùn)行靈活。由于水電廠設(shè)備簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，機(jī)組 啟動(dòng)快。啟動(dòng)快。 （5 5）水能可儲(chǔ)蓄和調(diào)節(jié)。）水能可儲(chǔ)蓄和調(diào)節(jié)。 （6 6）水電廠建設(shè)和生產(chǎn)都受到河流的地形、水量及季節(jié)氣象條）水電廠建設(shè)和生產(chǎn)都受到河流的地形、水量及季節(jié)氣象條 件限制，因此發(fā)電量也受到水文

10、氣象條件的制約，有豐水期件限制，因此發(fā)電量也受到水文氣象條件的制約，有豐水期 和枯水期之別，因而發(fā)電不均衡。和枯水期之別，因而發(fā)電不均衡。 （7 7）水電廠建設(shè)投資較大，工期較長(zhǎng)。）水電廠建設(shè)投資較大，工期較長(zhǎng)。 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 1 1工作原理工作原理 抽水蓄能電廠是以一定水量作為能量載體，抽水蓄能電廠是以一定水量作為能量載體， 通過(guò)能量轉(zhuǎn)換向電力系統(tǒng)提供電能。為此，其上、下游均通過(guò)能量轉(zhuǎn)換向電力系統(tǒng)提供電能。為此，其上、下游均 需有水庫(kù)以容蓄能量轉(zhuǎn)換所需要的水量。需有水庫(kù)以容蓄能量轉(zhuǎn)換所需要的水量。 （三）抽水蓄能電廠（三）抽水蓄能電廠 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v2 2抽水蓄能電廠在抽水蓄能電廠

11、在 電力系統(tǒng)中的作用電力系統(tǒng)中的作用 （1 1）調(diào)峰。）調(diào)峰。 （2 2）填谷。）填谷。 （3 3）備用。）備用。 （4 4）調(diào)頻。）調(diào)頻。 （5 5）調(diào)相。）調(diào)相。 （6 6）黑啟動(dòng)。）黑啟動(dòng)。 （7 7）蓄能。）蓄能。 v3 3抽水蓄能電廠抽水蓄能電廠 的效益的效益 （1 1）容量效益）容量效益 （2 2）節(jié)能效益。）節(jié)能效益。 （3 3）環(huán)保效益。）環(huán)保效益。 （4 4）動(dòng)態(tài)效益。）動(dòng)態(tài)效益。 （5 5）提高火電設(shè)備）提高火電設(shè)備 利用率。利用率。 （6 6）對(duì)環(huán)境沒(méi)有污）對(duì)環(huán)境沒(méi)有污 染且可美化環(huán)境。染且可美化環(huán)境。 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v 利用反應(yīng)堆中核燃料裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)所產(chǎn)生的熱能，再

12、按火利用反應(yīng)堆中核燃料裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)所產(chǎn)生的熱能，再按火 力發(fā)電廠的發(fā)電方式，將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再轉(zhuǎn)換為電力發(fā)電廠的發(fā)電方式，將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再轉(zhuǎn)換為電 能，核反應(yīng)堆相當(dāng)于火電廠的鍋爐。能，核反應(yīng)堆相當(dāng)于火電廠的鍋爐。 （一）核能發(fā)電廠的組成（一）核能發(fā)電廠的組成 核島：核島： 核系統(tǒng)和設(shè)備；核系統(tǒng)和設(shè)備； 常規(guī)島：常規(guī)系統(tǒng)和設(shè)備常規(guī)島：常規(guī)系統(tǒng)和設(shè)備 1 1壓水堆核電廠壓水堆核電廠 最大特點(diǎn)是整個(gè)系統(tǒng)分成兩大部分：一回路系統(tǒng)和二回路最大特點(diǎn)是整個(gè)系統(tǒng)分成兩大部分：一回路系統(tǒng)和二回路 系統(tǒng)。兩系統(tǒng)彼此隔絕，燃料元件的包殼破損只會(huì)使一回路系統(tǒng)。兩系統(tǒng)彼此隔絕，燃料元件的包殼破損只會(huì)使一回路

13、水的放射性增加，而不致影響二回路水的品質(zhì)，大大增加了水的放射性增加，而不致影響二回路水的品質(zhì)，大大增加了 核電站的安全性。核電站的安全性。 三、核能發(fā)電廠三、核能發(fā)電廠 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 壓水堆核電廠由于以輕水作慢化劑和冷卻劑，反應(yīng)堆體積壓水堆核電廠由于以輕水作慢化劑和冷卻劑，反應(yīng)堆體積 小，建設(shè)周期短，造價(jià)較低；加之一回路系統(tǒng)和二回路系統(tǒng)分小，建設(shè)周期短，造價(jià)較低；加之一回路系統(tǒng)和二回路系統(tǒng)分 開(kāi)，運(yùn)行維護(hù)方便，需處理的放射性廢氣、廢液、廢物少，因開(kāi)，運(yùn)行維護(hù)方便，需處理的放射性廢氣、廢液、廢物少，因 此在核電廠中占主導(dǎo)地位。此在核電廠中占主導(dǎo)地位。 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v2 2沸水堆核電廠沸

14、水堆核電廠 v堆芯產(chǎn)生的飽和蒸汽經(jīng)分離器和干燥器除去水分后 直接送入汽輪機(jī)做功。 v反應(yīng)堆的功率主要由堆芯的含汽量來(lái)控制，因此在 沸水堆中配備一組噴射泵。通過(guò)改變堆芯水的再循 環(huán)率來(lái)控制反應(yīng)堆的功率。 v由于沸水堆中作為冷卻劑的水在堆芯中會(huì)產(chǎn)生沸騰 ，因此設(shè)計(jì)沸水堆時(shí)一定要保證堆芯的最大熱流密 度低于所謂沸騰的“臨界熱流密度”，以防止燃料 元件因傳熱惡化而燒毀。 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v（二）核能發(fā)電廠的系統(tǒng)（二）核能發(fā)電廠的系統(tǒng) v1 1核島的核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)核島的核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng) 包括以下子系統(tǒng)： （1 1）一回路主系統(tǒng)）一回路主系統(tǒng) （2 2）化學(xué)和容積控制系統(tǒng)）化學(xué)和容積控制系統(tǒng) （3 3）余

15、熱排出系統(tǒng)（停堆冷卻系統(tǒng)）余熱排出系統(tǒng)（停堆冷卻系統(tǒng)） （4 4）安全注射系統(tǒng)（緊急堆芯冷卻系統(tǒng)）安全注射系統(tǒng)（緊急堆芯冷卻系統(tǒng)） （5 5）控制、保護(hù)和檢測(cè)系統(tǒng)）控制、保護(hù)和檢測(cè)系統(tǒng) 為上述4個(gè)系統(tǒng)提供檢測(cè)數(shù)據(jù)，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制和保護(hù)。 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v2 2核島的輔助系統(tǒng)核島的輔助系統(tǒng) 包括下以子系統(tǒng)：包括下以子系統(tǒng)： （1 1）設(shè)備冷卻水系統(tǒng)）設(shè)備冷卻水系統(tǒng) （2 2）硼回收系統(tǒng)）硼回收系統(tǒng) （3 3）反應(yīng)堆的安全殼及噴淋系統(tǒng)）反應(yīng)堆的安全殼及噴淋系統(tǒng) （4 4）核燃料的裝換料及貯存系統(tǒng)）核燃料的裝換料及貯存系統(tǒng) （5 5）安全殼及核輔助廠房通風(fēng)和過(guò)濾系統(tǒng)）安全殼及核輔助廠房通風(fēng)和過(guò)

16、濾系統(tǒng) （6 6）柴油發(fā)電機(jī)組，為核島提供應(yīng)急電源。）柴油發(fā)電機(jī)組，為核島提供應(yīng)急電源。 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v3 3常規(guī)島的系統(tǒng)常規(guī)島的系統(tǒng) 與火電廠的系統(tǒng)相似，它通常包括： （1 1）二回路系統(tǒng)（汽輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)）二回路系統(tǒng)（汽輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)） 由蒸汽系統(tǒng)、汽輪發(fā)電機(jī)組、凝汽器、蒸汽 排放系統(tǒng)、給水加熱系統(tǒng)及輔助給水系統(tǒng)等組成； （2 2）循環(huán)冷卻水系統(tǒng)）循環(huán)冷卻水系統(tǒng) （3 3）電氣系統(tǒng)及廠用電設(shè)備）電氣系統(tǒng)及廠用電設(shè)備 （三）核能發(fā)電廠的運(yùn)行（三）核能發(fā)電廠的運(yùn)行 與火電廠比有以下新特點(diǎn)：與火電廠比有以下新特點(diǎn)： （1 1）火電廠可以連續(xù)不斷地向鍋爐供給燃料；壓水）火電廠可以連續(xù)不斷地向鍋爐

17、供給燃料；壓水 堆核電廠只能對(duì)反應(yīng)堆堆芯一次裝料，并定期停堆換堆核電廠只能對(duì)反應(yīng)堆堆芯一次裝料，并定期停堆換 料。料。 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 （2 2）反應(yīng)堆的堆芯內(nèi)核燃料發(fā)生裂變反應(yīng)釋放核能的）反應(yīng)堆的堆芯內(nèi)核燃料發(fā)生裂變反應(yīng)釋放核能的 同時(shí)，也放出瞬發(fā)中子和瞬發(fā)射線。同時(shí)，也放出瞬發(fā)中子和瞬發(fā)射線。 （3 3）反應(yīng)堆在停閉后，運(yùn)行過(guò)程中積累起來(lái)的裂變碎）反應(yīng)堆在停閉后，運(yùn)行過(guò)程中積累起來(lái)的裂變碎 片和片和、衰變，將繼續(xù)使堆芯產(chǎn)生余熱（又稱衰衰變，將繼續(xù)使堆芯產(chǎn)生余熱（又稱衰 變熱），因此堆停閉后不能立即停止冷卻，還必須變熱），因此堆停閉后不能立即停止冷卻，還必須 把這部分余熱排出去。把這部分余

18、熱排出去。 （4 4）核電廠在運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)）核電廠在運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài) 的放射性廢物，對(duì)這些廢物必須遵照核安全的規(guī)定的放射性廢物，對(duì)這些廢物必須遵照核安全的規(guī)定 進(jìn)行妥善處理，以確保工作人員和居民的健康。進(jìn)行妥善處理，以確保工作人員和居民的健康。 （5 5）核電廠的建設(shè)費(fèi)用高，但燃料所占費(fèi)用較為便宜）核電廠的建設(shè)費(fèi)用高，但燃料所占費(fèi)用較為便宜 。為了提高核電廠的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，極為重要的是要。為了提高核電廠的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，極為重要的是要 維持高的發(fā)電設(shè)備利用率。維持高的發(fā)電設(shè)備利用率。 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v四、風(fēng)力發(fā)電四、風(fēng)力發(fā)電 v風(fēng)能是一種干凈的可再生能源，

19、同時(shí)風(fēng)能儲(chǔ)量十分風(fēng)能是一種干凈的可再生能源，同時(shí)風(fēng)能儲(chǔ)量十分 豐富。豐富。 我國(guó)風(fēng)力資源豐富，尤其在西北、東北和沿海地區(qū)我國(guó)風(fēng)力資源豐富，尤其在西北、東北和沿海地區(qū) 有建設(shè)風(fēng)力發(fā)電廠有建設(shè)風(fēng)力發(fā)電廠( (又稱風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)又稱風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)) )的天然優(yōu)勢(shì)。的天然優(yōu)勢(shì)。 目前已建造了一些風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，有效地解決了地 處偏遠(yuǎn)、居住分散牧民們的生產(chǎn)和生活用電。 v風(fēng)能發(fā)電成本低；風(fēng)能發(fā)電成本低； v風(fēng)能是清潔的能源和可以再生的能源；風(fēng)能是清潔的能源和可以再生的能源； v風(fēng)力發(fā)電必將得到更大的發(fā)展。風(fēng)力發(fā)電必將得到更大的發(fā)展。 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v( (一一) ) 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 v 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主

20、要由風(fēng)輪機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要由風(fēng)輪機(jī)、 傳動(dòng)變速機(jī)構(gòu)、發(fā)電機(jī)等所組傳動(dòng)變速機(jī)構(gòu)、發(fā)電機(jī)等所組 成。從能量轉(zhuǎn)換觀點(diǎn)來(lái)看，風(fēng)成。從能量轉(zhuǎn)換觀點(diǎn)來(lái)看，風(fēng) 力發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程為：空力發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程為：空 氣動(dòng)能氣動(dòng)能旋轉(zhuǎn)機(jī)械能旋轉(zhuǎn)機(jī)械能電能，電能， v 目前大中型水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)目前大中型水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī) 組是由風(fēng)輪機(jī)、升速齒輪箱、組是由風(fēng)輪機(jī)、升速齒輪箱、 發(fā)電機(jī)、偏航裝置（對(duì)風(fēng)裝置發(fā)電機(jī)、偏航裝置（對(duì)風(fēng)裝置 ）、控制系統(tǒng)、塔架等部件組）、控制系統(tǒng)、塔架等部件組 成。成。 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v（二）風(fēng)力發(fā)電的運(yùn)行方式（二）風(fēng)力發(fā)電的運(yùn)行方式 v風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由風(fēng)輪機(jī)和發(fā)電機(jī)及其控制系統(tǒng)組成風(fēng)力發(fā)

21、電機(jī)組由風(fēng)輪機(jī)和發(fā)電機(jī)及其控制系統(tǒng)組成 風(fēng)輪機(jī)風(fēng)輪機(jī)完成風(fēng)能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換； 發(fā)電機(jī)及其控制系統(tǒng)發(fā)電機(jī)及其控制系統(tǒng)完成機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)換。 v風(fēng)力發(fā)電的運(yùn)行方式風(fēng)力發(fā)電的運(yùn)行方式 1. 1. 獨(dú)立運(yùn)行獨(dú)立運(yùn)行 2. 2. 并網(wǎng)運(yùn)行并網(wǎng)運(yùn)行 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 1 1獨(dú)立運(yùn)行獨(dú)立運(yùn)行 指機(jī)組生產(chǎn)的電能直接供給相對(duì)指機(jī)組生產(chǎn)的電能直接供給相對(duì) 固定的用戶的一種運(yùn)行方式。固定的用戶的一種運(yùn)行方式。 v （1 1）風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（簡(jiǎn)稱風(fēng)電機(jī)組）。）風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（簡(jiǎn)稱風(fēng)電機(jī)組）。 v （2 2）耗能負(fù)載。）耗能負(fù)載。持續(xù)大風(fēng)時(shí)，用于消耗風(fēng)電機(jī)組發(fā)出的 多余電能。 v （3 3）蓄電池組。）蓄電池組。由若干臺(tái)

22、蓄電池經(jīng)串聯(lián)組成的儲(chǔ)存電能 的裝置。 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v（4 4）控制裝置。）控制裝置。系統(tǒng)控制裝置，主要功能是對(duì)蓄 電池進(jìn)行充電控制和過(guò)放電保護(hù)，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)輸入 、輸出功率起到調(diào)節(jié)與分配作用，以及系統(tǒng)賦予的 其他監(jiān)控功能。 v（5 5）逆變器。）逆變器。在需要用交流電時(shí)，將直流電轉(zhuǎn)換 為交流電的電力電子設(shè)備。 v（6 6）直流負(fù)載。）直流負(fù)載。以直流電為動(dòng)力的裝置或設(shè)備。 v（7 7）交流負(fù)載。）交流負(fù)載。以交流電為動(dòng)力的裝置或設(shè)備。 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)可與其他動(dòng)力能源聯(lián)合使用，互風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)可與其他動(dòng)力能源聯(lián)合使用，互 為補(bǔ)充，如風(fēng)力為補(bǔ)充，如風(fēng)力- -柴油機(jī)發(fā)電系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行，風(fēng)力柴油機(jī)發(fā)電系

23、統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行，風(fēng)力- - 太陽(yáng)能電池發(fā)電聯(lián)合運(yùn)行等。太陽(yáng)能電池發(fā)電聯(lián)合運(yùn)行等。 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 2 2并網(wǎng)運(yùn)行并網(wǎng)運(yùn)行 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與電網(wǎng)連接，向電網(wǎng)輸送電能的運(yùn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與電網(wǎng)連接，向電網(wǎng)輸送電能的運(yùn) 行方式。行方式。 是克服蓄能問(wèn)題的最穩(wěn)妥易行的運(yùn)行方式。是克服蓄能問(wèn)題的最穩(wěn)妥易行的運(yùn)行方式。 10kW 10kW以上直至兆瓦級(jí)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組均可采用這以上直至兆瓦級(jí)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組均可采用這 種運(yùn)行方式。種運(yùn)行方式。 （三）風(fēng)力發(fā)電的特點(diǎn)（三）風(fēng)力發(fā)電的特點(diǎn) （1 1）風(fēng)能是干凈的自然能源、可再生能源，不存在）風(fēng)能是干凈的自然能源、可再生能源，不存在 資源枯竭的問(wèn)題。資源枯竭的問(wèn)題。 （2

24、2）風(fēng)力發(fā)電是清潔的電能生產(chǎn)方式，不會(huì)造成空）風(fēng)力發(fā)電是清潔的電能生產(chǎn)方式，不會(huì)造成空 氣污染。氣污染。 （3 3）風(fēng)力發(fā)電機(jī)組建設(shè)工期短，投資規(guī)模靈活。）風(fēng)力發(fā)電機(jī)組建設(shè)工期短，投資規(guī)模靈活。 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 （4 4）實(shí)際占地少。）實(shí)際占地少。 （5 5）中小容量發(fā)電機(jī)組，一般采用獨(dú)立運(yùn)行方式，發(fā)電機(jī)）中小容量發(fā)電機(jī)組，一般采用獨(dú)立運(yùn)行方式，發(fā)電機(jī) 的輸出電壓都較低，要求負(fù)載離發(fā)電場(chǎng)不遠(yuǎn)，最好是就地的輸出電壓都較低，要求負(fù)載離發(fā)電場(chǎng)不遠(yuǎn)，最好是就地 使用。由于風(fēng)能具有間歇性和不穩(wěn)定性，風(fēng)力發(fā)電必須和使用。由于風(fēng)能具有間歇性和不穩(wěn)定性，風(fēng)力發(fā)電必須和 其他形式供電或儲(chǔ)能方式結(jié)合。其他形式供

25、電或儲(chǔ)能方式結(jié)合。 （6 6）大容量機(jī)組發(fā)電機(jī)為交流發(fā)電機(jī)，都是與利用其他能）大容量機(jī)組發(fā)電機(jī)為交流發(fā)電機(jī)，都是與利用其他能 源的發(fā)電廠并聯(lián)運(yùn)行或并網(wǎng)運(yùn)行。源的發(fā)電廠并聯(lián)運(yùn)行或并網(wǎng)運(yùn)行。 （7 7）風(fēng)能的能量密度低，因此，在同樣單機(jī)容量下，風(fēng)力）風(fēng)能的能量密度低，因此，在同樣單機(jī)容量下，風(fēng)力 發(fā)電設(shè)備的體積大、造價(jià)高，最大單機(jī)容量也受到限制。發(fā)電設(shè)備的體積大、造價(jià)高，最大單機(jī)容量也受到限制。 （8 8）風(fēng)力機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)出噪聲，金屬葉片對(duì)電視機(jī)與收音）風(fēng)力機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)出噪聲，金屬葉片對(duì)電視機(jī)與收音 機(jī)的信號(hào)會(huì)造成干擾，對(duì)環(huán)境有一定的影響。機(jī)的信號(hào)會(huì)造成干擾，對(duì)環(huán)境有一定的影響。 電氣設(shè)備電氣設(shè)備

26、 v五、太陽(yáng)能發(fā)電五、太陽(yáng)能發(fā)電 v 可再生能源，豐富，免費(fèi)，無(wú)需開(kāi)采和運(yùn)輸；可再生能源，豐富，免費(fèi)，無(wú)需開(kāi)采和運(yùn)輸； v 清潔無(wú)污染；清潔無(wú)污染； v 可以轉(zhuǎn)換成多種其他形式的能量，應(yīng)用范圍廣泛；可以轉(zhuǎn)換成多種其他形式的能量，應(yīng)用范圍廣泛； 太陽(yáng)能發(fā)電、太陽(yáng)能熱利用、太陽(yáng)能動(dòng)力利用、太陽(yáng)能 光化利用、太陽(yáng)能生物利用和太陽(yáng)能光利用等 v 分為太陽(yáng)能熱發(fā)電和太陽(yáng)光能發(fā)電（光伏發(fā)電）。分為太陽(yáng)能熱發(fā)電和太陽(yáng)光能發(fā)電（光伏發(fā)電）。 v（一）太陽(yáng)能熱發(fā)電（一）太陽(yáng)能熱發(fā)電 v 將吸收的太陽(yáng)輻射熱能轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電技術(shù)。將吸收的太陽(yáng)輻射熱能轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電技術(shù)。 包括兩大類型：包括兩大類型：1.1.利用

27、太陽(yáng)能直接發(fā)電；利用太陽(yáng)能直接發(fā)電； 2.2.太陽(yáng)熱能間接發(fā)電（光太陽(yáng)熱能間接發(fā)電（光- -熱熱- -電）電） 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v 太陽(yáng)能熱發(fā)電分為兩大類：集中式熱發(fā)電廠太陽(yáng)能熱發(fā)電分為兩大類：集中式熱發(fā)電廠; ; 分散式小功分散式小功 率發(fā)電裝置。率發(fā)電裝置。 v1 1塔式太陽(yáng)能發(fā)電站塔式太陽(yáng)能發(fā)電站 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 2 2柱面集熱式太陽(yáng)能發(fā)電站柱面集熱式太陽(yáng)能發(fā)電站 集熱方式是橫向線性，被加熱工質(zhì)沿聚焦線流動(dòng)，比塔集熱方式是橫向線性，被加熱工質(zhì)沿聚焦線流動(dòng)，比塔 式的定日鏡聚焦簡(jiǎn)便，不需建高塔，可以平面裝置。一般式的定日鏡聚焦簡(jiǎn)便，不需建高塔，可以平面裝置。一般 直接用水做工質(zhì)，水在集

28、熱器中受熱后進(jìn)入過(guò)熱器，由過(guò)直接用水做工質(zhì)，水在集熱器中受熱后進(jìn)入過(guò)熱器，由過(guò) 熱器產(chǎn)生蒸汽送入汽輪機(jī)，即可帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電熱器產(chǎn)生蒸汽送入汽輪機(jī)，即可帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v3 3分散式太陽(yáng)能發(fā)電裝置分散式太陽(yáng)能發(fā)電裝置 v分散式太陽(yáng)能發(fā)電裝置主要采用碟形拋物面聚光器 ，并在聚焦面上安裝外熱式斯特林發(fā)電機(jī)組。 v可獨(dú)立運(yùn)行; v適合于無(wú)電或缺電地區(qū)作小型電源; v一般功率為10- -25kW，聚光鏡直徑約10- -15m; v成本很高，無(wú)法與集中式相比，現(xiàn)在已很少采用。 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v（二）太陽(yáng)能光發(fā)電（二）太陽(yáng)能光發(fā)電 v太陽(yáng)能光發(fā)電是指不通過(guò)熱過(guò)程直接將太陽(yáng)的光能 轉(zhuǎn)換

29、成電能的太陽(yáng)能發(fā)電方式。 分為光伏發(fā)電、光感應(yīng)發(fā)電、光化學(xué)發(fā)電、光生 物發(fā)電，其中光伏發(fā)電是太陽(yáng)能光發(fā)電的主流。 v光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏打效應(yīng)原理，利用太陽(yáng)能電 池（光伏電池）將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化成電能。 v目前應(yīng)用最廣的太陽(yáng)能電池是晶體硅太陽(yáng)能電池。 v太陽(yáng)能電池（光伏電池）發(fā)電系統(tǒng)一般由太陽(yáng)能電 池方陣、儲(chǔ)能蓄電池組、充放電控制器、逆變器等 設(shè)備組成。 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v太陽(yáng)能電池（光伏電池）發(fā)電系統(tǒng)一般由太陽(yáng)能電太陽(yáng)能電池（光伏電池）發(fā)電系統(tǒng)一般由太陽(yáng)能電 池方陣、儲(chǔ)能蓄電池組、充放電控制器、逆變器等設(shè)池方陣、儲(chǔ)能蓄電池組、充放電控制器、逆變器等設(shè) 備組成。備組成。 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v六

30、、其他能源發(fā)電六、其他能源發(fā)電 v （一）地?zé)岚l(fā)電（一）地?zé)岚l(fā)電 利用地表深處的地?zé)崮軄?lái)生產(chǎn)電能。利用地表深處的地?zé)崮軄?lái)生產(chǎn)電能。 v 生產(chǎn)過(guò)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?汽推動(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。 v （二）海洋能發(fā)電（二）海洋能發(fā)電 海洋能通常指海洋中所蘊(yùn)藏的可再生的海洋能通常指海洋中所蘊(yùn)藏的可再生的 自然能源自然能源，主要為潮汐能、波浪能、海流能（潮流能）、海 水溫差能和海水濃度差能。 v 海洋能的蘊(yùn)藏量最大、分布廣，是清潔的可再生能源。 v 據(jù)估計(jì)這五種海洋能的理論可再生總量為7

31、88億kW，技術(shù)允許 利用功率為64億kW。 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v 1 1潮汐發(fā)電站潮汐發(fā)電站 v 潮汐能是指海水潮漲和潮落形成的水的勢(shì)能潮汐能是指海水潮漲和潮落形成的水的勢(shì)能，多為10m以下 的低水頭，平均潮差在3m以上就有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 v 據(jù)計(jì)算，世界海洋潮汐能蘊(yùn)藏約為27億kW，若全部轉(zhuǎn)換成電 能，每年發(fā)電量可達(dá)1.2萬(wàn)億kWh。 v 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。 v 2 2波浪能發(fā)電波浪能發(fā)電 v 波浪能電站是利用波浪的上下振蕩、前后搖擺、波浪壓力的波浪能電站是利用波浪的上下振蕩、前后搖擺、波浪壓力的 變化變化，通過(guò)某種裝置將波浪的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械的、氣壓的或

32、液壓的能量，然后通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、氣輪機(jī)、水輪機(jī)或油壓馬 達(dá)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的電站。 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 3 3海流能發(fā)電海流能發(fā)電 海流能是海水流動(dòng)的動(dòng)能，海流能是海水流動(dòng)的動(dòng)能，主要是指海底水道和海峽中較為穩(wěn) 定的海水流動(dòng)的動(dòng)能以及由于潮汐導(dǎo)致的有規(guī)律的海水流動(dòng)的 動(dòng)能。 海流發(fā)電的關(guān)鍵在于海流透平技術(shù)的開(kāi)發(fā)。 4 4海水溫差能發(fā)電海水溫差能發(fā)電 海水溫差能是以熱能形式出現(xiàn)的海洋能，是指海洋表層海水和海水溫差能是以熱能形式出現(xiàn)的海洋能，是指海洋表層海水和 深層海水之間水溫之差的熱能。深層海水之間水溫之差的熱能。 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v 海洋本身就具有天然、穩(wěn)定的高溫和低溫兩個(gè)熱源，并在海洋本身就具有

33、天然、穩(wěn)定的高溫和低溫兩個(gè)熱源，并在 許多熱帶或亞熱帶海域終年形成許多熱帶或亞熱帶海域終年形成2020 C C左右的垂直海水溫差左右的垂直海水溫差 。利用這一溫差可以實(shí)現(xiàn)熱力循環(huán)并發(fā)電，其系統(tǒng)構(gòu)成與。利用這一溫差可以實(shí)現(xiàn)熱力循環(huán)并發(fā)電，其系統(tǒng)構(gòu)成與 地下熱水發(fā)電很相似。地下熱水發(fā)電很相似。 v 5 5海水濃度差能發(fā)電海水濃度差能發(fā)電 v 海水濃度差能是以化學(xué)能形式出現(xiàn)的海洋能。海水濃度差能是以化學(xué)能形式出現(xiàn)的海洋能。 v 海洋的咸水中含有各種礦物和大量的食鹽，大海與陸地河海洋的咸水中含有各種礦物和大量的食鹽，大海與陸地河 口交界水域之間存在濃度差（又稱鹽度差）?？诮唤缢蛑g存在濃度差（又稱鹽

34、度差）。 v 世界各河口區(qū)的濃度差有世界各河口區(qū)的濃度差有 kWkW，潛藏巨大能量潛力巨，潛藏巨大能量潛力巨 大。大。 返回目錄返回目錄 8 103 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 3.2 3.2 輸變電系統(tǒng)輸變電系統(tǒng) 輸變電系統(tǒng)組成輸變電系統(tǒng)組成1 1 輸變電系統(tǒng)接線輸變電系統(tǒng)接線2 2 電氣主接線電氣主接線3 3 高電壓直流輸電高電壓直流輸電4 4 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v一、輸變電系統(tǒng)組成一、輸變電系統(tǒng)組成 v輸變電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，包括變電 站和輸電線路。發(fā)電廠生產(chǎn)的電能，經(jīng)輸變電系統(tǒng) ，供給配電系統(tǒng)和用戶。 v輸變電系統(tǒng)由以下主要設(shè)備組成：變壓器、輸電線 路、母線、開(kāi)關(guān)電器、其他電器。 v

35、1 1變壓器變壓器 變壓器是一種靜止的電器。它利用電磁感應(yīng)原 理把一種交流電壓轉(zhuǎn)換成相同頻率的另一種交流電 壓。變壓器已在輸變電系統(tǒng)中占據(jù)著極其重要的地 位和發(fā)揮著極其重要的作用。 第二節(jié)第二節(jié) 輸變電系統(tǒng)輸變電系統(tǒng) 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v2 2輸電線路輸電線路 按電力線路的結(jié)構(gòu)分為架空線路和電纜線路。 v3 3母線母線 母線又稱匯流排，是進(jìn)線（電源）和出線（饋 線）的中間環(huán)節(jié)，起著匯集和分配電能的作用。 v4 4開(kāi)關(guān)電器開(kāi)關(guān)電器 開(kāi)關(guān)電器是斷開(kāi)或接通電路的電氣設(shè)備總稱。 v5 5其他電器其他電器 除了上述主要電氣設(shè)備外，還應(yīng)包括互感器、 限流電抗器、并聯(lián)電容器、避雷器等。 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v

36、二、輸變電系統(tǒng)接線二、輸變電系統(tǒng)接線 v電力系統(tǒng)接線有兩種，即地理接線和電氣接線。電力系統(tǒng)接線有兩種，即地理接線和電氣接線。 v電氣接線又分為一次接線和二次接線。電氣接線又分為一次接線和二次接線。 v輸變電系統(tǒng)電氣主接線按供電的可靠性可分為無(wú)備輸變電系統(tǒng)電氣主接線按供電的可靠性可分為無(wú)備 用接線和有備用接線兩類。用接線和有備用接線兩類。 v電力網(wǎng)絡(luò)按職能可分為輸電網(wǎng)絡(luò)和配電網(wǎng)絡(luò)。電力網(wǎng)絡(luò)按職能可分為輸電網(wǎng)絡(luò)和配電網(wǎng)絡(luò)。 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v三、電氣主接線三、電氣主接線 v電氣主接線的基本接線形式，可分為有匯流母線和電氣主接線的基本接線形式，可分為有匯流母線和 無(wú)匯流母線兩大類。無(wú)匯流母線兩大類

37、。 v（一）有匯流母線的接線（一）有匯流母線的接線 v進(jìn)出線數(shù)量較多時(shí)，采用匯流母線作為中間環(huán)節(jié)，進(jìn)出線數(shù)量較多時(shí)，采用匯流母線作為中間環(huán)節(jié)， 便于電能的匯集和分配，也便于連接、安裝和擴(kuò)建便于電能的匯集和分配，也便于連接、安裝和擴(kuò)建 ，使接線簡(jiǎn)單清晰，運(yùn)行操作方便。，使接線簡(jiǎn)單清晰，運(yùn)行操作方便。 3.2 3.2 輸變電系統(tǒng)輸變電系統(tǒng) 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v 1 1單母線接線單母線接線 v 單母接線具有簡(jiǎn)單、清晰、單母接線具有簡(jiǎn)單、清晰、 設(shè)備少的優(yōu)點(diǎn)；設(shè)備少的優(yōu)點(diǎn)； v 當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，整個(gè)當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，整個(gè) 系統(tǒng)全部停電；斷路器檢修系統(tǒng)全部停電；斷路器檢修 期間也必須停止該回路的供

38、期間也必須停止該回路的供 電；電； v 因此這種接線只適用于單電因此這種接線只適用于單電 源的發(fā)電廠和變電站，且出源的發(fā)電廠和變電站，且出 線回路數(shù)少，用戶對(duì)供電可線回路數(shù)少，用戶對(duì)供電可 靠性要求不高的場(chǎng)合?？啃砸蟛桓叩膱?chǎng)合。 第二節(jié)第二節(jié) 輸變電系統(tǒng)輸變電系統(tǒng) 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v 2 2單母線分段接線單母線分段接線 v 母線分段的目的是可以母線分段的目的是可以 減少母線故障或檢修時(shí)減少母線故障或檢修時(shí) 的停電范圍（回路數(shù)）的停電范圍（回路數(shù)） 。 v 當(dāng)某一分段母線發(fā)生故當(dāng)某一分段母線發(fā)生故 障時(shí)，由自動(dòng)裝置先斷障時(shí)，由自動(dòng)裝置先斷 開(kāi)分段斷路器開(kāi)分段斷路器QF1QF1，保，保 證正常

39、分段母線上用戶證正常分段母線上用戶 供電不中斷，提高了供供電不中斷，提高了供 電可靠性。電可靠性。 第二節(jié)第二節(jié) 輸變電系統(tǒng)輸變電系統(tǒng) 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v3 3單母分段單母分段 帶旁路母線接帶旁路母線接 線線 v加裝旁路母線加裝旁路母線 的目的，是檢的目的，是檢 修進(jìn)、出線斷修進(jìn)、出線斷 路器時(shí)，可以路器時(shí)，可以 不中斷該回路不中斷該回路 的供電的供電 第二節(jié)第二節(jié) 輸變電系統(tǒng)輸變電系統(tǒng) 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v4 4雙母線接線雙母線接線 v雙母線接線具有雙母線接線具有 供電可靠，調(diào)度供電可靠，調(diào)度 靈活，又便于擴(kuò)靈活，又便于擴(kuò) 建，在我國(guó)大中建，在我國(guó)大中 型發(fā)電廠和變電型發(fā)電廠和變電 站中廣

40、泛應(yīng)用站中廣泛應(yīng)用 第二節(jié)第二節(jié) 輸變電系統(tǒng)輸變電系統(tǒng) 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 第二節(jié)第二節(jié) 輸變電系統(tǒng)輸變電系統(tǒng) 5.5.雙母線分段接雙母線分段接 線線 在在220kV220kV電壓進(jìn)電壓進(jìn) 出回路數(shù)較多時(shí)，出回路數(shù)較多時(shí)， 也采用雙母線四也采用雙母線四 分段的接線，但分段的接線，但 不安裝分段電抗不安裝分段電抗 器。器。 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v 6雙母線帶旁路母線接線 第二節(jié)第二節(jié) 輸變電系統(tǒng)輸變電系統(tǒng) 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v7一臺(tái)半斷路 器的接線 v大型發(fā)電廠和變 電站的超高壓配 電裝置廣泛采用 的一種接線。它 具有較高的供電 可靠性及運(yùn)行靈 活性。 第二節(jié)第二節(jié) 輸變電系統(tǒng)輸變電系統(tǒng) 電氣設(shè)備電

41、氣設(shè)備 v （二）無(wú)匯流母線的電氣主接線（二）無(wú)匯流母線的電氣主接線 v 無(wú)匯流母線的接線，使用的斷路器數(shù)量較少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。無(wú)匯流母線的接線，使用的斷路器數(shù)量較少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 v 1 1單元接線單元接線 第二節(jié)第二節(jié) 輸變電系統(tǒng)輸變電系統(tǒng) 擴(kuò)大的單元接線擴(kuò)大的單元接線 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v2 2橋形接線橋形接線 v當(dāng)只有兩臺(tái)變壓當(dāng)只有兩臺(tái)變壓 器和兩條輸電線器和兩條輸電線 路時(shí)，可采用橋路時(shí)，可采用橋 形接線。形接線。 v按照跨接于兩條按照跨接于兩條 線路之間的斷路線路之間的斷路 器（如器（如QF3QF3）的位）的位 置，橋形接線可置，橋形接線可 分為內(nèi)橋形接線分為內(nèi)橋形接線 和外橋形接線。和

42、外橋形接線。 第二節(jié)第二節(jié) 輸變電系統(tǒng)輸變電系統(tǒng) 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v3 3角形接線角形接線 第二節(jié)第二節(jié) 輸變電系統(tǒng)輸變電系統(tǒng) 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v 四、高壓直流輸電四、高壓直流輸電 交流輸電的傳輸容量和距離受同步運(yùn) 行穩(wěn)定性的制約，而使用電纜輸電時(shí)產(chǎn)生大的容性電流， 限制了傳輸距離的增加。因此，直流輸電研究再次興起 v （一）基本原理（一）基本原理 v 直流輸電的基本原理如圖所示。系統(tǒng)A向系統(tǒng)B輸送電力時(shí) ，換流站1作整流站運(yùn)行，換流站2作逆變站運(yùn)行。 第二節(jié)第二節(jié) 輸變電系統(tǒng)輸變電系統(tǒng) 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v （二）高壓直流輸電系統(tǒng)的主要電氣設(shè)備（二）高壓直流輸電系統(tǒng)的主要電氣設(shè)備 v （

43、1 1）換流器。）換流器。 v （2 2）換流變壓器。）換流變壓器。 v （3 3）平波電抗器。）平波電抗器。 v （4 4）無(wú)功補(bǔ)償裝置。）無(wú)功補(bǔ)償裝置。 v （5 5）濾波器。）濾波器。 v （6 6）直流斷路器。）直流斷路器。 v （7 7）交直流避雷器。）交直流避雷器。 v （8 8）直流互感器。）直流互感器。 v （9 9）控制及保護(hù)設(shè)備。）控制及保護(hù)設(shè)備。 第二節(jié)第二節(jié) 輸變電系統(tǒng)輸變電系統(tǒng) 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v （三）直流輸電的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)與應(yīng)用三）直流輸電的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)與應(yīng)用 v 1 1直流輸電的優(yōu)點(diǎn)直流輸電的優(yōu)點(diǎn) v （1）線路造價(jià)低、年運(yùn)行費(fèi)用省。 v （2）沒(méi)有交流輸電的運(yùn)行

44、穩(wěn)定問(wèn)題。 v （3）能限制短路電流。 v （4）調(diào)節(jié)速度快，運(yùn)行可靠。 v 2 2直流輸電的缺點(diǎn)直流輸電的缺點(diǎn) v （1）直流換流站比交流變電站的投資大、運(yùn)行費(fèi)用高。 v （2）消耗大量的無(wú)功功率。 v （3）產(chǎn)生諧波影響。 v （4）缺乏直流斷路器。 第二節(jié)第二節(jié) 輸變電系統(tǒng)輸變電系統(tǒng) 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 v3 3直流輸電的應(yīng)用直流輸電的應(yīng)用 v直流輸電的應(yīng)用主要在以下幾個(gè)方面。直流輸電的應(yīng)用主要在以下幾個(gè)方面。 v（1）遠(yuǎn)距離大容量輸電。 v（2）海底電纜送電。 v（3）交流電力系統(tǒng)之間的非同步聯(lián)絡(luò)。 v（4）向用電密集的大城市供電。 返回目錄返回目錄 第二節(jié)第二節(jié) 輸變電系統(tǒng)輸變電系統(tǒng)

45、電氣設(shè)備電氣設(shè)備 3.3 3.3 配電系統(tǒng)配電系統(tǒng) 配電系統(tǒng)的基本概念配電系統(tǒng)的基本概念1 1 配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)2 2 配電系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)配電系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)3 3 配電系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)設(shè)備配電系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)設(shè)備4 4 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 第三節(jié)第三節(jié) 配電系統(tǒng)配電系統(tǒng) 一、配電系統(tǒng)的基本概念一、配電系統(tǒng)的基本概念 v 配電系統(tǒng)是處于電力系統(tǒng)末端，把發(fā)電系統(tǒng)或輸變電系統(tǒng) 與用戶設(shè)備連接起來(lái)，向用戶分配電能和供給電能的重要 環(huán)節(jié)，包括配電變電站、高低壓配電線路及接戶線在內(nèi)的 整個(gè)配電網(wǎng)及其設(shè)備。 v 配電系統(tǒng)電壓的選擇，一般隨著電力系統(tǒng)的容量、負(fù)荷密 度、對(duì)用戶供給電能和分配電能的不同，而有不同的

46、規(guī)定 。配電系統(tǒng)常用的幾個(gè)重要指標(biāo)，簡(jiǎn)述如下： 1 1供電可靠率供電可靠率 供電可靠率是指一年中對(duì)用戶有效供電時(shí)間與總時(shí)間之比 %1001 統(tǒng)計(jì)期間總時(shí)間 用戶平均停電時(shí)間 供電可靠率 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 第三節(jié)第三節(jié) 配電系統(tǒng)配電系統(tǒng) 2 2網(wǎng)損率網(wǎng)損率 v 配電網(wǎng)在運(yùn)行時(shí)，電流或功率通過(guò)輸電線路和變壓器要產(chǎn) 生電能損耗。通常用網(wǎng)損率來(lái)衡量電能損耗的大小。 v 網(wǎng)損率可定義為電力網(wǎng)的電能損耗量與總供電量的之比， 通常用百分值表示為 3 3電壓合格率電壓合格率 v 電壓合格率是指電力系統(tǒng)某點(diǎn)電壓在統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)電壓合格 的時(shí)間占總時(shí)間的百分比。 v 電壓合格率有日電壓合格率、月電壓合格率、和年電壓合

47、 格率之分?，F(xiàn)在用的最多的是月電壓合格率。 %100 總供電量 電力網(wǎng)電能損耗量 網(wǎng)損率 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 第三節(jié)第三節(jié) 配電系統(tǒng)配電系統(tǒng) 二、配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)二、配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) v 由于使用的電壓等級(jí)不同，配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也有所不同。由于使用的電壓等級(jí)不同，配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也有所不同。 現(xiàn)我國(guó)城市配電系統(tǒng)的幾種不同結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)如下?，F(xiàn)我國(guó)城市配電系統(tǒng)的幾種不同結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)如下。 1 1以單一的以單一的10kV10kV電壓供電的配電網(wǎng)絡(luò)電壓供電的配電網(wǎng)絡(luò) 2 2以以10 kV10 kV和和35 kV35 kV電壓供電的配電網(wǎng)絡(luò)電壓供電的配電網(wǎng)絡(luò) 3 3以以1010和和110 kV110 kV電壓供電

48、的配電網(wǎng)絡(luò)電壓供電的配電網(wǎng)絡(luò) 4 4將將220 kV220 kV電壓引入市區(qū)的配電網(wǎng)絡(luò)電壓引入市區(qū)的配電網(wǎng)絡(luò) v 上述四種配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，第上述四種配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，第1 1種情況是最基本的結(jié)構(gòu)，種情況是最基本的結(jié)構(gòu)， 第第2 2、3 3、4 4種情況是第種情況是第1 1種情況的擴(kuò)大和發(fā)展。種情況的擴(kuò)大和發(fā)展。 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 1 1以單一的以單一的10kV10kV電壓供電的配電網(wǎng)絡(luò)電壓供電的配電網(wǎng)絡(luò) v以單一的以單一的10kV10kV電壓供電的配電網(wǎng)絡(luò)，大多數(shù)是在電壓供電的配電網(wǎng)絡(luò)，大多數(shù)是在 城市市區(qū)邊緣建立具有城市市區(qū)邊緣建立具有35/10kV35/10kV雙繞組變壓器的雙繞組變壓器的

49、35kV35kV變電站或具有變電站或具有110/35/10kV110/35/10kV三繞組變壓器的三繞組變壓器的 35kV35kV變電站，由變電站，由10 kV10 kV電壓對(duì)市區(qū)的開(kāi)關(guān)站、配電電壓對(duì)市區(qū)的開(kāi)關(guān)站、配電 室或者柱上式變壓器送電，然后以室或者柱上式變壓器送電，然后以10 kV10 kV或或380V380V（ 220V220V）電壓對(duì)用戶供電。在市郊，則以）電壓對(duì)用戶供電。在市郊，則以35 kV35 kV、10 10 kVkV及及380V380V（220V220V）對(duì)用戶供電。目前，我國(guó)大多）對(duì)用戶供電。目前，我國(guó)大多 數(shù)中、小城市的配電網(wǎng)絡(luò)基本上均屬這種形式。數(shù)中、小城市的配電網(wǎng)

50、絡(luò)基本上均屬這種形式。 v返回返回 第三節(jié)第三節(jié) 配電系統(tǒng)配電系統(tǒng) 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 2 2以以10 kV10 kV和和35 kV35 kV電壓供電的配電網(wǎng)絡(luò)電壓供電的配電網(wǎng)絡(luò) v以以10 kV10 kV和和35 kV35 kV電壓供電的配電網(wǎng)絡(luò)，除在市區(qū)電壓供電的配電網(wǎng)絡(luò)，除在市區(qū) 邊緣建立有邊緣建立有35/10 kV35/10 kV的雙繞組變壓器或的雙繞組變壓器或110/35/10 110/35/10 kVkV三繞組變壓器的三繞組變壓器的35 kV35 kV或或110 kV110 kV變電站，以變電站，以10 10 kVkV和和35 kV35 kV對(duì)用戶供電外，一般還在市區(qū)中心建立對(duì)用戶供

51、電外，一般還在市區(qū)中心建立 了具有了具有35/10 kV35/10 kV雙繞組變壓器的變電站，并分別雙繞組變壓器的變電站，并分別 以以35 kV35 kV和和10 kV10 kV及及380V380V（220V220V）的電壓向用戶供）的電壓向用戶供 電。目前我國(guó)一些較大的中等城市即屬此類。電。目前我國(guó)一些較大的中等城市即屬此類。 v返回返回 第三節(jié)第三節(jié) 配電系統(tǒng)配電系統(tǒng) 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 3 3以以1010和和110 kV110 kV電壓供電的配電網(wǎng)絡(luò)電壓供電的配電網(wǎng)絡(luò) v這種配電網(wǎng)絡(luò)，除如上述那樣，在市區(qū)邊緣建立這種配電網(wǎng)絡(luò)，除如上述那樣，在市區(qū)邊緣建立 具有具有35/10 kV35/10

52、 kV雙繞組變壓器或雙繞組變壓器或110/35/10 kV110/35/10 kV三繞三繞 組變壓器的變電站，以組變壓器的變電站，以10 kV10 kV向市區(qū)用戶供電外，向市區(qū)用戶供電外， 還通過(guò)還通過(guò)110 kV110 kV架空線路或電纜線路在市區(qū)內(nèi)建立架空線路或電纜線路在市區(qū)內(nèi)建立 110/10 kV110/10 kV直降式變壓器的深引變電站，然后以直降式變壓器的深引變電站，然后以10 10 kVkV電壓向用戶供電。這種網(wǎng)絡(luò)在國(guó)外大多用于特電壓向用戶供電。這種網(wǎng)絡(luò)在國(guó)外大多用于特 大城市的配電系統(tǒng)，在我國(guó)比較少，較典型的是大城市的配電系統(tǒng)，在我國(guó)比較少，較典型的是 武漢市城區(qū)配電網(wǎng)絡(luò)是采用

53、這種配電網(wǎng)絡(luò)。武漢市城區(qū)配電網(wǎng)絡(luò)是采用這種配電網(wǎng)絡(luò)。 v返回返回 第三節(jié)第三節(jié) 配電系統(tǒng)配電系統(tǒng) 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 4 4將將220 kV220 kV電壓引入市區(qū)的配電網(wǎng)絡(luò)電壓引入市區(qū)的配電網(wǎng)絡(luò) v將將220 kV220 kV電壓引入市區(qū)，同時(shí)以電壓引入市區(qū)，同時(shí)以1010、3535、110 kV110 kV 電壓供電的配電網(wǎng)絡(luò)。這種配電網(wǎng)絡(luò)，實(shí)際上是電壓供電的配電網(wǎng)絡(luò)。這種配電網(wǎng)絡(luò)，實(shí)際上是 上述（上述（2 2）、（）、（3 3）兩種情況相結(jié)合的混合結(jié)構(gòu)的）兩種情況相結(jié)合的混合結(jié)構(gòu)的 發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)一些特大城市，如上海即屬此類發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)一些特大城市，如上海即屬此類 （上海還有（上海還有2

54、3 kV23 kV電壓系統(tǒng)）。電壓系統(tǒng)）。 v返回返回 第三節(jié)第三節(jié) 配電系統(tǒng)配電系統(tǒng) 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 三、配電系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)三、配電系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn) v 上述四種配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，第上述四種配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，第4 4種情況則是第種情況則是第1 1、2 2、3 3種情種情 況的綜合形式，為一便于對(duì)各種情況的運(yùn)行特點(diǎn)進(jìn)行分析況的綜合形式，為一便于對(duì)各種情況的運(yùn)行特點(diǎn)進(jìn)行分析 ，現(xiàn)僅著重對(duì)第，現(xiàn)僅著重對(duì)第4 4種情況作一簡(jiǎn)要評(píng)述。種情況作一簡(jiǎn)要評(píng)述。 1 1供電方式供電方式 v 對(duì)用戶供電的方式有以下幾種情況。對(duì)用戶供電的方式有以下幾種情況。 （1 1）由市區(qū)周圍或進(jìn)入市區(qū)的變電站，分別以）由市區(qū)周圍

55、或進(jìn)入市區(qū)的變電站，分別以10kV10kV、35kV35kV或或 110 kV110 kV電壓的單回線路直接向用戶供電的直饋線路方式。電壓的單回線路直接向用戶供電的直饋線路方式。 （2 2）由進(jìn)入市區(qū)內(nèi)的）由進(jìn)入市區(qū)內(nèi)的35/10kV35/10kV變電站或變電站或110/10kV110/10kV直降式變電直降式變電 站，以站，以10kV10kV電壓向用戶直接供電方式。電壓向用戶直接供電方式。 第三節(jié)第三節(jié) 配電系統(tǒng)配電系統(tǒng) 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 （3 3）由市區(qū)周圍或進(jìn)入市區(qū)內(nèi)的變電站，通過(guò)）由市區(qū)周圍或進(jìn)入市區(qū)內(nèi)的變電站，通過(guò)10kV10kV配電室、配電室、 開(kāi)關(guān)站或單臺(tái)公用配電變壓器，以開(kāi)關(guān)站

56、或單臺(tái)公用配電變壓器，以10kV10kV或或380V380V（220V220V）電壓）電壓 向用戶供電方式。向用戶供電方式。 （4 4）由同一電壓等級(jí)的兩回線路向用戶供電，但在正常情況）由同一電壓等級(jí)的兩回線路向用戶供電，但在正常情況 下，一回線路運(yùn)行、一回線路備用的方式。在此情況下，又下，一回線路運(yùn)行、一回線路備用的方式。在此情況下，又 有帶自動(dòng)投入裝置、正常時(shí)備用回路帶電的熱備用方式，和有帶自動(dòng)投入裝置、正常時(shí)備用回路帶電的熱備用方式，和 不帶自動(dòng)投入裝置、正常時(shí)備用回路不帶電的由人工進(jìn)行倒不帶自動(dòng)投入裝置、正常時(shí)備用回路不帶電的由人工進(jìn)行倒 閘操作的冷備用方式。閘操作的冷備用方式。 （5

57、 5）由同一電壓等級(jí)的兩回或兩回以上的線路，同時(shí)向一個(gè)）由同一電壓等級(jí)的兩回或兩回以上的線路，同時(shí)向一個(gè) 用戶供電的雙回線路或多回線路供電方式。用戶供電的雙回線路或多回線路供電方式。 第三節(jié)第三節(jié) 配電系統(tǒng)配電系統(tǒng) 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 （6 6）由線路兩端分別連接在不同的變電站或不同的電源變壓器上）由線路兩端分別連接在不同的變電站或不同的電源變壓器上 ，對(duì)用戶供電的單回線路雙電源的供電方式。由環(huán)形回路向用，對(duì)用戶供電的單回線路雙電源的供電方式。由環(huán)形回路向用 戶供電，開(kāi)環(huán)運(yùn)行的方式。戶供電，開(kāi)環(huán)運(yùn)行的方式。 （7 7）由不同電壓等級(jí)的兩回線路向用戶供電，但在正常情況下，）由不同電壓等級(jí)的兩回線路

58、向用戶供電，但在正常情況下， 高電壓等級(jí)的線路運(yùn)行，低電壓等級(jí)的線路備用的方式。由同高電壓等級(jí)的線路運(yùn)行，低電壓等級(jí)的線路備用的方式。由同 一電壓等級(jí)或不同電壓等級(jí)的兩回線路同時(shí)向用戶供電，但在一電壓等級(jí)或不同電壓等級(jí)的兩回線路同時(shí)向用戶供電，但在 正常情況下分開(kāi)運(yùn)行，在故障或檢修時(shí)互為備用的方式。正常情況下分開(kāi)運(yùn)行，在故障或檢修時(shí)互為備用的方式。 （8 8）由兩種不同電壓等級(jí)的環(huán)形回路同時(shí)向用戶供電，在正常情）由兩種不同電壓等級(jí)的環(huán)形回路同時(shí)向用戶供電，在正常情 況下分開(kāi)運(yùn)行，故障或檢修時(shí)互為備用的雙重環(huán)形回路供電方?jīng)r下分開(kāi)運(yùn)行，故障或檢修時(shí)互為備用的雙重環(huán)形回路供電方 式。式。 （9 9）

59、主干線以隔離開(kāi)關(guān)或斷路器分段操作，各分段又分別向不同）主干線以隔離開(kāi)關(guān)或斷路器分段操作，各分段又分別向不同 用戶供電，故障時(shí)可以分階段進(jìn)行處理的方式。用戶供電，故障時(shí)可以分階段進(jìn)行處理的方式。 （1010）主干線以隔離開(kāi)關(guān)或斷路器分段操作，各分段又以聯(lián)絡(luò)斷路）主干線以隔離開(kāi)關(guān)或斷路器分段操作，各分段又以聯(lián)絡(luò)斷路 器或線路與其他相鄰回路相連接，故障時(shí)負(fù)荷可以通過(guò)倒閘操器或線路與其他相鄰回路相連接，故障時(shí)負(fù)荷可以通過(guò)倒閘操 作，由相鄰回路供電的多分割多聯(lián)絡(luò)的網(wǎng)形供電方式。作，由相鄰回路供電的多分割多聯(lián)絡(luò)的網(wǎng)形供電方式。 第三節(jié)第三節(jié) 配電系統(tǒng)配電系統(tǒng) 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 第三節(jié)第三節(jié) 配電系統(tǒng)配電系

60、統(tǒng) 2 2配電變壓器及對(duì)用戶供電的影響配電變壓器及對(duì)用戶供電的影響 （1 1）當(dāng)由城市邊緣的變電站以不同電壓直接向用戶供電時(shí)，接于直饋線路）當(dāng)由城市邊緣的變電站以不同電壓直接向用戶供電時(shí)，接于直饋線路 上的配電變壓器是彼此獨(dú)立的。配電變壓器停運(yùn)將直接對(duì)用戶供電產(chǎn)生影上的配電變壓器是彼此獨(dú)立的。配電變壓器停運(yùn)將直接對(duì)用戶供電產(chǎn)生影 響。響。 （2 2）當(dāng)通過(guò)引入市區(qū)內(nèi)的配電變電站或配電室逐級(jí)降壓，然后對(duì)用戶供電）當(dāng)通過(guò)引入市區(qū)內(nèi)的配電變電站或配電室逐級(jí)降壓，然后對(duì)用戶供電 時(shí)，上一級(jí)電壓配電變壓器的容量，一般包含著下一級(jí)電壓配電變壓器的時(shí)，上一級(jí)電壓配電變壓器的容量，一般包含著下一級(jí)電壓配電變壓