電氣設備-開篇緒論匯編

1、電氣設備共七十七頁看圖說話(shu hu)共七十七頁 1、我國電力工業(yè)發(fā)展簡史2、發(fā)電廠、變電站簡介(jin ji) 3、電力系統組成 4、電氣設備主要參數第一章 發(fā)電廠、變電站概述(i sh)共七十七頁第一節(jié) 我國電力工業(yè)(din l n y)發(fā)展簡史電能是工業(yè)農業(yè)、國防、交通等國民經濟的動力，是現代生活(shnghu)中不可缺少的一種能源。電力工業(yè)的發(fā)展水平是國民經濟發(fā)達程度的重要標志之一。一次能源：由自然界演化生成的動力資源（煤炭、石油、天然氣、水利、太陽能、風能、核能等）。二次能源：由一次能源轉換而成的能源（如電能、熱能等）。共七十七頁第一節(jié) 我國電力工業(yè)(din l n y)發(fā)展簡史

2、1882年我國第一臺發(fā)電機發(fā)電1912年我國第一個水利發(fā)電廠建成1949年后我國電力(dinl)快速發(fā)展1995年我國電力位居世界第三2006年我國電力位居世界第二共七十七頁第一節(jié) 我國電力工業(yè)(din l n y)發(fā)展簡史我國電力系統輸電電壓(diny)等級： 西北電網：330、220、110KV 其余電網：500、220、110KV 各省電網已形成220KV網架 500KV、750KV、800KV 直流輸電已建成投運共七十七頁第一節(jié) 我國電力工業(yè)(din l n y)發(fā)展簡史南網與華中電網互聯西電東送南北(nnbi)互供全國聯網共七十七頁廣東省劃分為21個市（2個副省級市，19個地級市），

3、土地面積179756.5km2。2010年全省生產總值達到45472.83億元（當年價，下同），比2009年增長(zngzhng)12.2%。據初步核算，2011年全省生產總值達到53000億元，比2010年增長10%。據初步統計，截至2011年底，廣東省發(fā)電裝機總容量76300MW（不含銅鼓、靖海、海門未核先建5000MW），同比增長約9.3%。其中火電56390MW，水電8140MW，風電846MW，抽水蓄能4800MW，核電6120MW。共七十七頁共七十七頁2011年廣東全社會用電最高負荷達到80000MW，同比增長11.9%，其中統調最高負荷74750MW，比2010年增長7.5%。2

4、011年，廣東全社會用電最高負荷年利用小時數高達5499小時，比2010年減少180小時。截至(jizh)2011年底，廣東電力系統有500kV變電站43座（含南網調度3座，容量5000MVA），500kV變壓器總容量86750MVA，500kV線路總長度約8255km；220kV變電站318座，220kV變壓器總容量145250MVA，220kV線路總長度約19746km（含電纜）；110kV變電站1603座，110kV變壓器總容量153960MVA，線路總長度約33899km（含電纜）。截至2011年底，廣東電網已覆蓋廣東全省21個地市，全面建成服務于珠江三角洲范圍的雙回路內環(huán)網，并部分建

5、成雙回路外環(huán)網，向東延伸至潮州和梅州、向西輻射到湛江、向北輻射到韶關。共七十七頁與外區(qū)電網聯絡方面，截至2011年底，廣東(gung dng)電網通過“八交四直”500kV及以上線路與西南地區(qū)電網互聯，包括羅洞梧州雙回、茂名玉林雙回、羅洞賀州雙回、賢令山桂林雙回500kV交流線路以及天廣500kV直流線路1回、貴廣500kV直流線路2回和云廣800kV直流線路1回；2回500kV線路至湖南鯉魚江電廠；1回500kV直流線路與華中電網相聯；1回500kV海底電纜與海南電網相聯；另有4回400kV線路及9回132kV線路與香港中華電力系統互聯；通過3回220kV電纜線路和4回110kV線路與澳門電

6、網相聯，還通過110kV向湘南供電。共七十七頁共七十七頁共七十七頁第二節(jié) 發(fā)電廠變電站簡介(jin ji)發(fā)電廠: 是將各種自然能源轉換成電能的工廠。 按一次能源的不同(b tn)分為： 火電廠、 水電廠、核電廠、風力發(fā)電廠。共七十七頁第二節(jié) 發(fā)電廠變電站簡介(jin ji)火力發(fā)電廠 :利用石油、煤炭(mitn)、天然氣等燃料的化學能來生產電能，簡稱火電廠。共七十七頁火力發(fā)電的基本原理： 利用煤、石油、天然氣或其他燃料燃燒時產生的熱能(rnng)來加熱水，使水變成高溫高壓水蒸氣，然后再由水蒸汽推動發(fā)電機發(fā)電。 第二節(jié) 發(fā)電廠變電站簡介(jin ji)共七十七頁第二節(jié) 發(fā)電廠變電站簡介(jin

7、 ji)化 學 能熱 能機 械 能電 能共七十七頁火力發(fā)電廠分類(fn li)：第二節(jié) 發(fā)電廠變電站簡介(jin ji)按燃料分類燃煤發(fā)電廠燃油發(fā)電廠燃氣發(fā)電廠垃圾發(fā)電廠共七十七頁燃煤發(fā)電廠燃油發(fā)電廠第二節(jié) 發(fā)電廠變電站簡介(jin ji)共七十七頁第二節(jié) 發(fā)電廠變電站簡介(jin ji)燃氣發(fā)電廠垃圾(l j)發(fā)電廠共七十七頁按功能(gngnng)分類發(fā) 電 廠熱 電 廠第二節(jié) 發(fā)電廠變電站簡介(jin ji)共七十七頁火電廠第二節(jié) 發(fā)電廠變電站簡介(jin ji)共七十七頁第二節(jié) 發(fā)電廠變電站簡介(jin ji)熱 電 廠共七十七頁火電廠基本生產過程：燃料在鍋爐(gul)中燃燒，將其熱量釋

8、放出來，傳給鍋爐(gul)中的水，從而產生高溫高壓蒸汽；蒸汽通過汽輪機又將熱能轉化為旋轉動力，以驅動發(fā)電機發(fā)電輸出電能。 第二節(jié) 發(fā)電廠變電站簡介(jin ji)共七十七頁水力發(fā)電(shu l f din)廠：利用水流的動能和勢能來生產電能，簡稱水電廠。第二節(jié) 發(fā)電廠變電站簡介(jin ji)共七十七頁以具有位能或動能的水沖水輪機，水輪機開始轉動，將發(fā)電機連接到水輪機，發(fā)電機即可開始發(fā)電。水位(shuwi)差愈大則水輪機所得動能愈大，可轉換之電能愈高。這就是水力發(fā)電的基本原理。 1、水力發(fā)電(shu l f din)基本原理 第二節(jié) 發(fā)電廠變電站簡介共七十七頁2.水力發(fā)電(shu l f di

9、n)廠分類： 按水能源(nngyun)分 常規(guī)水電站 抽水蓄能電站 潮汐電站 波浪能電站 第二節(jié) 發(fā)電廠變電站簡介共七十七頁按對天然徑流(jngli)的調節(jié)方式分徑流(jngli)式水電站 蓄水式水電站 第二節(jié) 發(fā)電廠變電站簡介共七十七頁按取得(qd)水頭的方式分 堤壩(db)式水電站 引水式水電站 混合堤壩式水電站 第二節(jié) 發(fā)電廠變電站簡介共七十七頁水 能機 械 能電 能 3.水電廠生產(shngchn)過程：第二節(jié) 發(fā)電廠變電站簡介(jin ji)共七十七頁4、水力發(fā)電的特點： 優(yōu)點： 清潔、無污染； 水能可再生，水能蘊藏總量大； 后期運行成本低； 可擔任系統調頻、調峰及負荷備用； 有利于

10、提高資源利用率 促進區(qū)域(qy)經濟的協調和可持續(xù)發(fā)展第二節(jié) 發(fā)電廠變電站簡介(jin ji)共七十七頁缺點： 固定資產投資大，建設(jinsh)費用高 對地理環(huán)境要求高，建設困難 如果大壩垮塌容易引發(fā)水災， 生態(tài)環(huán)境易被破壞第二節(jié) 發(fā)電廠變電站簡介(jin ji)共七十七頁抽水(chu shu)蓄能發(fā)電站第二節(jié) 發(fā)電廠變電站簡介(jin ji)共七十七頁抽水蓄能發(fā)電站： 抽水蓄能電站利用電力負荷低谷時的電能抽水至上水庫(shuk)，在電力負荷高峰期再放水至下水庫發(fā)電的水電站。又稱蓄能式水電站。抽水蓄能電廠在電力系統中主要起調峰、填谷、調頻、調相和備用的作用。 第二節(jié) 發(fā)電廠變電站簡介(jin

11、 ji)共七十七頁廣州抽水蓄能電站共七十七頁北京(bi jn)十三陵抽水蓄能電站共七十七頁原子能（核）發(fā)電廠： 利用(lyng)核反應堆中核裂變所釋放出的熱能進行發(fā)電的方式稱核電廠。 共七十七頁1、原子能發(fā)電原理：利用鈾235被中子轟擊發(fā)生原子核裂變放出的能量作為熱源(ryun)，由水或氣體作為冷卻劑帶出熱能，在蒸汽發(fā)生器中把水加熱變?yōu)檎羝?，推動汽輪發(fā)電機作功發(fā)出電能共七十七頁2、核電站的分類(fn li)壓水堆核電站：以壓水堆為熱源沸水堆核電站：以沸水堆為熱源 重水堆核電站：以重水堆為熱源 快堆核電站：由快中子引起鏈式裂變反應所釋放出來的熱能轉換為電能 共七十七頁3.核電站的發(fā)電(fdin)

12、過程 ：核 能 熱 能機 械 能 電 能 共七十七頁壓 水 堆共七十七頁4、核電生產的特點：優(yōu)點： 1.不會造成空氣污染。 2.不會產生二氧化碳。 3.使用的鈾燃料，只能用于發(fā)電 。4.核燃料體積小，運輸與儲存方便 。5.發(fā)電成本較其他(qt)發(fā)電方法為穩(wěn)定 。共七十七頁缺點： 1.會產生放射性廢料，2.熱污染較嚴重。3. 投資(tu z)成本太大。4.不適宜做尖峰、離峰之隨載運轉。 5.較易引發(fā)政治歧見紛爭。 共七十七頁大亞灣核電站共七十七頁秦山核電站共七十七頁嶺澳核電站共七十七頁新能源要同時符合兩個條件：1、蘊藏豐富不會枯竭(kji)；2、安全、干凈，不會威脅人類 和破壞環(huán)境。新能源：風力

13、發(fā)電，太陽能發(fā)電，燃料電池。 新能源發(fā)電(fdin)：共七十七頁風力發(fā)電(fdin)廠：以自然界的風為動力，驅動發(fā)電(fdin)機發(fā)電(fdin)的電廠簡稱風力發(fā)電(fdin)廠。共七十七頁利用風力(fngl)帶動風車葉片轉動，再由增速機將速度提升，利用調速機調成勻速帶動發(fā)電機發(fā)電。風力(fngl)發(fā)電的基本原理 ：共七十七頁風力(fngl)發(fā)電的過程：共七十七頁太陽能發(fā)電廠：利用(lyng)太陽能和半導體材料的電子學特性實現發(fā)電的電廠共七十七頁1.太陽能發(fā)電的原理（光伏發(fā)電）： 太陽(tiyng)光照在半導體p-n結上，形成新的空穴-電子對，在p-n結電場的作用下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由

14、p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。 共七十七頁*基本(jbn)的太陽能發(fā)電系統的組成 ：太陽電池(ti yn din ch)板充電控制器逆變器蓄電池組共七十七頁共七十七頁變電站：主要作用變換電能電壓和分配電能的場所(chn su)，是聯系發(fā)電廠和電力用戶的中間環(huán)節(jié)共七十七頁變電站共七十七頁第三節(jié) 電力系統(din l x tn)組成1、三個概念(ginin)：動力系統電力系統電力網共七十七頁第三節(jié) 電力系統(din l x tn)組成動力系統：電力系統加上各類發(fā)電廠的動力部分(b fen)，包括熱力部分(b fen)、水力部分(b fen)、原子反應堆部分(b fen)等電力系統：由發(fā)電廠中

15、的電氣部分、各類變電所及輸電、配電線路和各種類型的用電器組成的統一體 。電力網：電力系統中各種電壓的變電所及輸配電線路組成的統一體共七十七頁何謂(hwi)電力系統？電力系統是什么(shn me)？什么是系統：由若干要素以一定結構形式聯結構成的具有某種功能的有機整體。在這個定義中包括了系統、要素、結構、功能四個概念，表明了要素與要素、要素與系統、系統與環(huán)境三方面的關系。整體性、關聯性，等級結構性、動態(tài)平衡性、時序性等是所有系統的共同的基本特征。包括若干電氣元件的復雜的電路系統電力系統分析的本質采用數學物理分析的方法對實際的電力系統進行建模、計算和分析共七十七頁 電力系統(din l x tn)的

16、組成電力系統：發(fā)電(fdin)、輸電、配電、變電、用電動力部分：汽輪機、鍋爐、水輪機、水庫2022/7/1860GM發(fā)電變電變電輸電配電用電共七十七頁電力系統(din l x tn)運行的特點電力系統運行的特點(tdin)電能不能大量存儲電能生產、輸送、分配與消費同時進行電力系統的特殊性暫態(tài)過程非常短電力的重要性：與國民經濟及人民生活關系密切2022/7/1861共七十七頁電力系統運行(ynxng)的要求保證安全(nqun)可靠的供電（安全(nqun)）合乎要求的電能質量（優(yōu)質）良好的經濟性（經濟）減小對生態(tài)環(huán)境的有害影響（環(huán)保）2022/7/1862共七十七頁電能(dinnng)質量要求頻率

17、：50 0.2 0.5Hz電壓對額定值的偏移：35kV及以上:正負偏差絕對值之和不大于10%10kV以下(yxi)： 7% 電壓正弦波形畸變率：諧波有效值平方和的方根值對基波有效值的%610kV:4%0.38kV: 5%措施：f:有功功率平衡； v:無功功率平衡，諧波治理共七十七頁諧波(xi b)定義諧波 (harmonic wavelength)，從嚴格的意義來講，諧波是指電流中所含有的頻率為基波的整數倍的電量，一般是指對周期性的非正弦電量進行傅里葉級數分解，其余大于基波頻率的電流產生的電量。從廣義上講，由于交流電網有效分量為工頻(n pn)單一頻率，因此任何與工頻(n pn)頻率不同的成分

18、都可以稱之為諧波，這時“諧波”這個詞的意義已經變得與原意有些不符。正是因為廣義的諧波概念，才有了“分數諧波”、“間諧波”、“次諧波”等等說法共七十七頁影響(yngxing)諧波產生的原因主要有：由于正弦電壓加壓于非線性負載，基波電流發(fā)生畸變產生諧波。主要非線性負載有UPS、開關電源、整流器、變頻器、逆變器等。加大企業(yè)的電力運行成本在電網中游蕩并積累疊加導致線路損耗增加、電力設備過熱降低了供電的可靠性諧波電流能使變壓器的銅耗增加，大大縮短了變壓器、電動機的使用壽命引發(fā)供電事故的發(fā)生電網中含有大量的諧波源（變頻或整流設備）以及電力電容器、變壓器、電纜、電動機等負荷，當電網參數配合不利時，形成諧波振

19、蕩。降低產品質量由于諧振波的長期存在,電機等設備運行增大了振動， 使生產誤差加大,降低產品的加工精度，降低產品質量。影響通訊系統(xtng)的正常工作共七十七頁電力系統(din l x tn)主要電氣設備一次設備VS二次設備直接用于生產和使用電能，比控制回路（二次設備）電壓高的電氣設備稱為一次設備?！耙淮巍痹陔娏?dinl)生產上主要指的是“主路”，“二次”主要是用來控制“一次”的。用“一次”來修飾設備，主要是為了體現設備屬于主路或設備的電壓等級比二次設備的電壓等級高。共七十七頁一次設備(shbi)1、 生產和轉換(zhunhun)電能的設備。如將機械能轉換(zhunhun)成電能的發(fā)電機、變

20、換電壓、傳輸電能的變壓器，將電能變成機械能的電動機等。2、接通和斷開電路的開關設備。如高低壓斷路器、負荷開關、熔斷器、隔離開 關、接觸器、磁力啟動器等。3、保護電氣。如限制短路電流的電抗器、防御過電壓的避雷器等4、載流導體。如傳輸電能的軟、硬導體及電纜等。5、接地裝置。6、其他設備。共七十七頁二次設備(shbi)對電力系統內一次設備(shbi)進行監(jiān)察，測量，控制，保護，調節(jié)的補助設備，稱為二次設備，即不直接和電能產生聯系的設備。1 測量表計，如電壓表、電流表、功率表、電能表用于測量電路中的電器參數。2 絕緣監(jiān)察裝置3 控制和信號裝置4 繼電保護及自動裝置，如繼電器、自動裝置等，用于監(jiān)視一次系

21、統的運行狀況，迅速反應異常和事故，然后作用于斷路器，進行保護控制。5 直流電源設備，如蓄電池組、直流發(fā)電機、硅整流裝置等，供給控制保護用的直流電源及用直流負荷和事故照明用電等。6 高頻阻波器7備自投裝置等等共七十七頁第四節(jié) 電氣設備主要參數電氣設備的額定電壓與額定頻率在額定V、f下具有最好(zu ho)的技術性能和經濟效果為什么制定標準的額定電壓與額定頻率？成批生產設備互換額定頻率：50Hz 工頻共七十七頁第四節(jié) 電氣設備主要參數配 電 : 0.38 ; 10高 壓 : 35 ; 110; 220超高壓 : 330 ; 500; 750 500 直流特高壓 : 1000 交流(jioli),

22、800 直流我國電壓序列:0.38-10-35-110-220-5000.38-10-35-110-330-750共七十七頁電力傳輸(chun sh)電壓傳輸相同(xin tn)功率的電力2022/7/1871電壓越高輸電損耗越?。槭裁矗┹斪冸娫O備絕緣要求增高線路越長傳輸功率越大要求的傳輸電壓越高輸電技術發(fā)展史：不斷提高電壓等級共七十七頁輸電電壓(diny)與輸送容量、輸送距離的范圍輸電電壓kV輸送容量MW輸送距離km11010-5050-150220100-500100-300330200-800200-6005001000-1500150-8507502000-25005002022/7/1872共七十七頁額定電流電氣設備額定電流是指在額定環(huán)境條件（環(huán)境溫度、日照、海拔、安裝條件等）下，電氣設備的長期連續(xù)工作(gngzu)時允許電流。用電器工作時電流不應超過它的額定電流本質：線電流共七十七頁額定( dng)容量視在功率：設備容量有功功率：消耗的能量無功功率：用以建立交變的磁場（電場）功率因數(n l yn sh)：衡量用電效率共七十七頁無功與有功(yu n)的含義有功功率：保持用電設備正常運行所需的電功率，也就是將電