什么是電力系統(tǒng)

電力系統(tǒng)根底知識(shí)福建瑞森化工11、什么是電網(wǎng)？什么是電力系統(tǒng)？2電力網(wǎng)：由變電所和不同電壓等級(jí)輸電線路組成的網(wǎng)絡(luò)。電力系統(tǒng)：由發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路以及用電設(shè)備〔或發(fā)電廠、變電所、輸配電線路以及用戶〕，按照一定的規(guī)律銜接而組成的一致整體。發(fā)電廠： 生成電能變電所： 變換和分配電能輸配電線路： 保送電能用戶： 消費(fèi)電能動(dòng)力系統(tǒng)：在電力系統(tǒng)的根底上，把發(fā)電廠的動(dòng)力部分〔例如火力發(fā)電廠的鍋爐、汽輪機(jī)和水力發(fā)電廠的水庫(kù)、水輪機(jī)以及核動(dòng)力發(fā)電廠的反響堆等〕包含在內(nèi)的系統(tǒng)。3電力網(wǎng)：按電壓等級(jí)的高低、供電范圍的大小的分類(lèi)地方電力網(wǎng)：電壓等級(jí)在35kV及以下，供電半徑在20~50km以內(nèi)區(qū)域電力網(wǎng)：電壓等級(jí)在35kV以上〔普通為110kV~220kV〕，供電半徑超越50km，聯(lián)絡(luò)較多發(fā)電廠的網(wǎng)絡(luò)超高壓遠(yuǎn)間隔輸電網(wǎng)：電壓等級(jí)為330kV~500kV的網(wǎng)絡(luò)，其主要義務(wù)是把遠(yuǎn)處發(fā)電廠消費(fèi)的電能保送到負(fù)荷中心，同時(shí)還聯(lián)絡(luò)假設(shè)干區(qū)域電力網(wǎng)構(gòu)成跨省、跨地域的大型電力系統(tǒng)變電所：按其在電力系統(tǒng)中的位置分類(lèi)樞紐變電所：中間變電所：地域變電所：終端電站所：4發(fā)電用電輸電變電配電RTURTURTU數(shù)據(jù)采集和傳輸運(yùn)用效力器電網(wǎng)調(diào)度5超高壓遠(yuǎn)間隔輸電網(wǎng)地方電力網(wǎng)區(qū)域電力網(wǎng)110kV~35kV~35kV500kV220kV110kV10kV水力發(fā)電廠火力發(fā)電廠變電所A：樞紐變電所C：地方變電所D：終端變電所B：中間62、電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)78500kV交流變電站、500kV直流變電站750kV交流變電站1000kV交流特高壓和800kV直流特高壓目前剛開(kāi)場(chǎng)建立1000kV交流特高壓有部分開(kāi)場(chǎng)投入運(yùn)用93、電力系統(tǒng)的行政劃分。全國(guó)分2大電網(wǎng)：國(guó)家電網(wǎng)公司和南方電網(wǎng)公司。102002年以前電力系統(tǒng)劃分跨省電力系統(tǒng)5個(gè)，獨(dú)立省電力系統(tǒng)假設(shè)干個(gè)112002年以后電力體制改革后的劃分12國(guó)家電網(wǎng)公司13144、發(fā)電廠15一次能源是指直接由自然界采用的能源，如：煤、石油、天然氣、水利資源、核原料等。二次能源是由一次能源經(jīng)加工轉(zhuǎn)換而獲得的另一種形狀的能源，如電力、煤氣、蒸汽、焦碳等。一、發(fā)電廠的根本類(lèi)型發(fā)電廠是把各種一次能源轉(zhuǎn)換成二次能源〔即電能〕的場(chǎng)所。按照發(fā)電廠所耗費(fèi)一次能源的不同，發(fā)電廠分為以下幾種。1.火力發(fā)電廠以煤炭、石油、天然氣等為燃料。⑴凝汽式火電廠：只消費(fèi)電能，熱效率低，僅為30%~40%。16火電廠外景17熱電廠外景18⑵熱電廠:既消費(fèi)電能又消費(fèi)熱能。熱電廠的熱效率高達(dá)60%~70%。⑶燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠：燃?xì)廨啓C(jī)與汽輪機(jī)任務(wù)原理類(lèi)似，所不同的是燃?xì)廨啓C(jī)的工質(zhì)是高溫高壓的氣體而不是蒸汽。這些作為工質(zhì)的氣體可以是用清潔煤技術(shù)將煤炭轉(zhuǎn)化成的清潔煤氣，也可以是天然氣等。2．水力發(fā)電廠水電廠是將水的位能和動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能的場(chǎng)所，也稱水電站。水電站的類(lèi)型可以分為：(1)堤壩式:普通河流水位的落差沿河流是分散的，為提高落差就需求在河流的上游建筑攔河壩，將水積存、提高水頭，進(jìn)展發(fā)電。通常這類(lèi)水電站又細(xì)分為壩后式和河床式兩種。19壩后式水電站:發(fā)電機(jī)廠房建在壩后，全部水頭的壓力由壩體接受，水庫(kù)的水由壓力水管引入廠房，推進(jìn)水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。圖1-2壩后式水電站表示圖20圖1-3河床式水電站表示圖河床式水電站:發(fā)電機(jī)廠房和擋水堤連成一體，廠房也起擋水作用。由于廠房建筑在河床中，故稱河床式。21圖1-4引水式水電站表示圖3．抽水蓄能電站抽水蓄能電站是一種特殊方式的水電站，具有水輪機(jī)-發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)-水泵兩種可逆的任務(wù)方式。⑵引水式水電站:建在山區(qū)水流湍急的河道上或河床坡度較陡的地段，由引水渠道提供水頭，普通不需求建筑堤壩，或只修低堰，適用于水頭比較高的情況。22(1)夜晚或周末低負(fù)荷時(shí)，抽水蓄能電站的機(jī)組作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，利用電力系統(tǒng)富余的電能將下庫(kù)的水抽到上庫(kù)，以位能的方式將電能儲(chǔ)存起來(lái)。(2)在電力系統(tǒng)的峰荷期間，抽水蓄能電站的機(jī)組又作為發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，將上庫(kù)的水放下來(lái)經(jīng)過(guò)水輪機(jī)發(fā)電，用以擔(dān)任電力系統(tǒng)峰荷中的尖峰部分，即起到調(diào)峰作用。圖1-5抽水蓄能電站表示圖23核電廠發(fā)電的原理與火電廠類(lèi)似，都要有一個(gè)熱源，將水加熱成蒸汽，進(jìn)而推進(jìn)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)出電能。不同的是核電廠所用的熱源不是煤或石油，它的熱源是原子核的裂變能。4．核電廠核電是一種平安清潔的能源，利用它可以大大地節(jié)約煤和減少污染。一個(gè)1000MW的火電廠一天熄滅的煤是9600t，而相應(yīng)1000MW的核電廠，一天只需3.3kg的U235，同樣容量的電廠其用燃料量竟相差300萬(wàn)倍。利用鈾(或钚〕在反響堆核裂變熱能→〔汽輪機(jī)〕機(jī)械能→電能24目前，中國(guó)有4座核電站11臺(tái)機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)浙江秦山核電站廣東大亞灣核電站江蘇田灣核電站嶺澳核電站中國(guó)在建中核電站廣東陽(yáng)江核電站浙江南部的三門(mén)核電站遼寧紅沿河核電廠江西彭澤核電廠a.耗費(fèi)熄滅少b.熄滅時(shí)不需求空氣助燃c.容量越大越經(jīng)濟(jì)d.有放射性污染核電站特點(diǎn)：25大亞灣核電站26核電站遠(yuǎn)景27①太陽(yáng)能熱發(fā)電：它是將吸收的太陽(yáng)輻射熱能轉(zhuǎn)換成電能的安裝，其根本組成與常規(guī)火力電廠類(lèi)似。

②太陽(yáng)能光發(fā)電：太陽(yáng)能光發(fā)電不經(jīng)過(guò)熱過(guò)程而直接將太陽(yáng)的光能轉(zhuǎn)換成電能，其中光伏電池是一種主要的太陽(yáng)能光發(fā)電方式，也叫光伏發(fā)電。光伏發(fā)電是把照射到太陽(yáng)能電池上的光直接變換成電能的一種發(fā)電方式，它是目前太陽(yáng)能發(fā)電研討的方向?！?〕太陽(yáng)能發(fā)電5．新能源發(fā)電太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電、潮汐發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電及渣滓電廠等。28太陽(yáng)能發(fā)電——光伏發(fā)電29將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電方式稱為風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)能屬于再生能源，又是一種過(guò)程性的能源，無(wú)法直接儲(chǔ)存，還具有隨機(jī)性，所以對(duì)風(fēng)能的運(yùn)用技術(shù)上比較復(fù)雜。圖1-８是風(fēng)力發(fā)電安裝的表示圖。由此圖可以看出風(fēng)力發(fā)電機(jī)消費(fèi)過(guò)程的簡(jiǎn)單描畫(huà)?！?〕風(fēng)力發(fā)電圖1-8風(fēng)力發(fā)電安裝的表示圖1—風(fēng)力機(jī)2—升速齒輪箱3—發(fā)電機(jī)4—控制系統(tǒng)5—改動(dòng)方向的驅(qū)動(dòng)安裝6—底板7—塔架8—控制和維護(hù)安裝9—根底10—電纜線路11—配電安裝30風(fēng)力發(fā)電廠31內(nèi)蒙古風(fēng)能儲(chǔ)量全國(guó)第一目前，內(nèi)蒙古建有輝騰錫勒、達(dá)里、錫林浩特等幾個(gè)大型風(fēng)力發(fā)電廠。截至2004年底，全區(qū)累計(jì)推行小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)15.8萬(wàn)臺(tái)，處理了15萬(wàn)散居牧戶的根本生活用電。截至2005年底，內(nèi)蒙古風(fēng)力發(fā)電廠總裝機(jī)容量到達(dá)16.6萬(wàn)千瓦，居全國(guó)第一位，2006年風(fēng)力發(fā)電總裝機(jī)容量開(kāi)展到100萬(wàn)千瓦。據(jù)內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院劉志璋教授引見(jiàn)，內(nèi)蒙古10米高度可開(kāi)發(fā)利用的風(fēng)能儲(chǔ)量為1.01億千瓦，占全國(guó)總儲(chǔ)量的40%，居全國(guó)首位；50米高度可開(kāi)發(fā)利用的風(fēng)能儲(chǔ)量為2.02億千瓦，占全國(guó)總儲(chǔ)量的40%。但是，由于風(fēng)電本錢(qián)高、投資大、價(jià)錢(qián)尚未確定以及缺乏自主研發(fā)的大型風(fēng)機(jī)制造技術(shù)等，內(nèi)蒙古目前曾經(jīng)開(kāi)發(fā)利用的風(fēng)能還不到風(fēng)能總儲(chǔ)量的1%。內(nèi)蒙古風(fēng)電開(kāi)發(fā)正處在開(kāi)展時(shí)期，到2021年方案開(kāi)展為400萬(wàn)千瓦。32地球本身是個(gè)大熱庫(kù)，地?zé)豳Y源遍及世界各地。僅地表10公里以內(nèi)就有可供開(kāi)采的熱能，地?zé)崮艿膬?chǔ)量很大，它的總量大約是煤炭的一億七千萬(wàn)倍。但是，目前世界上實(shí)踐能利用的地?zé)豳Y源很少，主要限于蒸汽田和熱水田，這兩者統(tǒng)稱為地?zé)崽?。地?zé)犭娬臼乔鍧嵉哪茉?。它的發(fā)電本錢(qián)比水電和火電都低，而且地?zé)岚l(fā)電后排出的熱水還可以供采暖、醫(yī)療、提取化學(xué)物質(zhì)等利用，所以目前地?zé)岚l(fā)電開(kāi)展很快?！?〕地?zé)岚l(fā)電33地?zé)岚l(fā)電廠34〔4〕潮汐發(fā)電利用潮汐的落差推進(jìn)水輪機(jī)而發(fā)電稱之為潮汐發(fā)電。即在海灣或河流入?？谔幹鸬虊?，漲潮時(shí)蓄水，高潮時(shí)封鎖。退潮時(shí)構(gòu)成足以使水輪機(jī)任務(wù)的落差時(shí)才開(kāi)場(chǎng)放水，將蓄水放出，驅(qū)動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。

潮汐能是地球在自轉(zhuǎn)過(guò)程中，海水受月流重力牽引產(chǎn)生的。還有小部分潮汐是受太陽(yáng)引力牽引構(gòu)成的。海水漲落的周期為12小時(shí)25分鐘，同時(shí)在海底呵斥三角流。35潮汐發(fā)電示意圖36中國(guó)最大的潮汐發(fā)電站：浙江江廈潮汐電站，Pe=3200KW世界最大的潮汐發(fā)電站：法國(guó)北部LaRance河，Pe=240MW

世界最高的潮汐發(fā)電站：加拿大Fundy高達(dá)39英尺，Pe=20MW

世界首座海底潮汐發(fā)電站：挪威北部KvalsundPe=300KW375、變電站38變電所的根本類(lèi)型變電所起著變換和分配電能的作用。從發(fā)電廠送出的電能普通經(jīng)過(guò)升壓遠(yuǎn)間隔保送，再經(jīng)過(guò)多次降壓后才供應(yīng)用戶運(yùn)用，所以電力系統(tǒng)中的變電所的數(shù)量多于發(fā)電廠，變壓器的容量約是發(fā)電機(jī)容量的7~10倍。變電所分為發(fā)電廠的變電所〔升壓變電所〕和電力網(wǎng)的變電所〔降壓變電所〕，根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)的位置與供電范圍，可以將其分為以下幾類(lèi)。1.樞紐變電所1)樞紐變電所位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)，聚集著電力系統(tǒng)中多個(gè)大電源和多回大容量的聯(lián)絡(luò)線，銜接著電力系統(tǒng)的多個(gè)大電廠和大區(qū)域。2)電壓等級(jí)普通為330~500kV。3)樞紐變電所在系統(tǒng)中的位置非常重要，假設(shè)發(fā)生全所停電事故，將引起系統(tǒng)解列，甚至系統(tǒng)解體的災(zāi)難局面。392.中間變電所1)中間變電所高壓側(cè)與樞紐變電所銜接，以穿越功率為主，在系統(tǒng)中起交換功率的作用，或使高壓長(zhǎng)間隔輸電線路分段，它普通聚集2~3個(gè)電源，這樣的變電所主要起中間環(huán)節(jié)作用。2)電壓等級(jí)多為220~330kV，其中壓側(cè)普通是110~220kV，供應(yīng)所在的多個(gè)地域用電并接入一些中小型電廠。3)當(dāng)全所停電時(shí)，將引起區(qū)域電網(wǎng)解列，影響面也比較大。3.地域變電所1)地域變電所主要義務(wù)是給地域的用戶供電，它是一個(gè)地域或城市的主要變電所。2)電壓等級(jí)普通為110~220kV。3)假設(shè)發(fā)生全所停電事故，只造本錢(qián)地域或城市停電。404.終端變電所1)終端變電所位于輸電線路的末端，接近負(fù)荷點(diǎn)。2)高壓側(cè)電壓多為110kV或者更低〔如35kV〕，經(jīng)過(guò)變壓器降壓為6~10kV電壓后直接向用戶送電。3)假設(shè)發(fā)生全所停電事故，只是所供電的用戶停電，影響面較小。分為：輸電線路、配電線路三、電力線路41發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)備簡(jiǎn)述1．電氣一次設(shè)備直接消費(fèi)、轉(zhuǎn)換和輸配電能的設(shè)備稱為電氣一次設(shè)備。一、主要電氣設(shè)備它們主要有以下幾種：(1)消費(fèi)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備如發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器等，它們是直接消費(fèi)和轉(zhuǎn)換電能的最主要的電氣設(shè)備。42(2)接通或斷開(kāi)電路的開(kāi)關(guān)電器為滿足運(yùn)轉(zhuǎn)、操作或事故處置的需求，將電路接通或斷開(kāi)的設(shè)備，如斷路器、隔分開(kāi)關(guān)、接觸器、熔斷器等。(3)限制缺點(diǎn)電流和防御過(guò)電壓的電器如用于限制短路電流的電抗器和防御過(guò)電壓的避雷器、避雷針、避雷線等。(4)接地安裝用來(lái)保證電力系統(tǒng)正常任務(wù)的任務(wù)接地或維護(hù)人身平安的維護(hù)接地，它們均與埋入地中的金屬接地體或接成接地網(wǎng)的接地安裝銜接。43(5)載流導(dǎo)體電氣設(shè)備必需經(jīng)過(guò)載流導(dǎo)體按照消費(fèi)和分配電能的順序或者說(shuō)按照設(shè)計(jì)要求銜接起來(lái)，常見(jiàn)的載流導(dǎo)體如母線、架空線、電力電纜等。(6)補(bǔ)償安裝如調(diào)相機(jī)、電力電容器、消弧線圈、并聯(lián)電抗器等。它們分別用來(lái)補(bǔ)償系統(tǒng)的無(wú)功功率、補(bǔ)償小電流接地系統(tǒng)中的單相接地電容電流、吸收系統(tǒng)過(guò)剩的無(wú)功功率等。(7)儀用互感器如電壓互感器和電流互感器，它們將一次回路中的高電壓和大電流變成低電壓和小電流，供應(yīng)丈量?jī)x表和繼電維護(hù)安裝用。442．電氣二次設(shè)備對(duì)電氣一次設(shè)備進(jìn)展丈量、控制、監(jiān)視和維護(hù)用的設(shè)備，稱為電氣二次設(shè)備。它們主要有：(1)丈量?jī)x表如電壓表、電流表、功率表、電能表等，它們用以丈量一次回路的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)。(2)繼電維護(hù)及自動(dòng)安裝它們用以迅速反響電氣缺點(diǎn)或不正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況，并根據(jù)要求切除缺點(diǎn)、發(fā)出信號(hào)或作相應(yīng)的調(diào)理。(3)直流設(shè)備直流設(shè)備主要用于供應(yīng)維護(hù)、操作、信號(hào)以及事故照明等設(shè)備的直流供電，它們有直流發(fā)電機(jī)組、蓄電池、硅整流安裝等。45(4)控制和信號(hào)設(shè)備及其控制電纜控制設(shè)備是指對(duì)斷路器進(jìn)展手動(dòng)或自動(dòng)的開(kāi)、合操作控制的設(shè)備。信號(hào)設(shè)備有光字牌信號(hào)、反映斷路器和隔分開(kāi)關(guān)位置的信號(hào)、主控制室的中央信號(hào)等?？刂齐娎|是銜接二次設(shè)備的電纜。(5)絕緣監(jiān)察安裝用以監(jiān)察交流和直流系統(tǒng)的絕緣情況。46電力網(wǎng)的額定規(guī)范電壓(KV)：0.22、0.38〔低壓〕3、6、10、35、60、110、220〔高壓〕330、500〔超高壓〕750、1000〔特高壓〕471．?dāng)嗦菲魇且环N開(kāi)關(guān)電器，能切除或投入正常負(fù)荷，并能切斷缺點(diǎn)回路。缺點(diǎn)回路中缺點(diǎn)電流通常很大〔如短路電流〕，切斷缺點(diǎn)回路需專門(mén)強(qiáng)滅弧才干的滅弧安裝，所以斷路器主觸頭設(shè)于滅弧安裝內(nèi)，無(wú)法察看其通斷形狀，即斷開(kāi)時(shí)無(wú)可見(jiàn)斷點(diǎn)。思索運(yùn)用平安，除小容量低壓斷路器外，普通斷路器均不能單獨(dú)運(yùn)用，必需與能產(chǎn)生可見(jiàn)斷點(diǎn)的隔離電器配合運(yùn)用。2．負(fù)荷開(kāi)關(guān)也是一種開(kāi)關(guān)電器，能切除或投入正常負(fù)荷，具有一定的滅弧才干，斷時(shí)有明顯可見(jiàn)