电气工程基础汇总分析解析复习过程.ppt

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1、电气工程基础汇总分析解析1.1.1电力系统的定义电力网电力系统动力系统1.1.2电力系统的组成电力系统就是由各种电压等级的输电线路将发电机，变电站和用户连接成为一体的系统，完成发、输、变、配、用的完整过程发电powergeneration输电powertransmission变电powertransformation配电powerdistribution用电powerutility1.1.2电力系统的组成电力网根据电压等级可以分为：输电网(powergrid/transmissionnetwork)：整个电力网中输电电压等级最高的部分，在我国是330kV~500kV，输电

2、距离超过300km。这部分电网将位于偏远能源产地的发电厂产生的电能输送到用电负荷中心，并作为不同的大区电网和省网之间的联络线。输电网加上发电机称为bulkpowersystem(发输电系统)。地区电网(subtransmissionnetwork)：输电电压等级在我国是110kV~220kV，输电线路距离在50km以上，连接发电厂并向用户负荷中心供电。配电网(distributionnetwork)：在我国电压等级在10kV~35kV，输电距离50km以内，用于从终端变电站向工业用户、商业、民用和农村用电负荷直接供电的部分。1.1.2电力系统的组成变电站根据电压等级和作用

3、可分为：枢纽变电站：一般高压500kV/330kV，中压220kV，低压110kV。处于联系电力系统各部分的中枢位置，地位重要，容量大，一旦出现故障，会产生很严重的影响。中间变电站：一般高压220kV，中压110kV，低压35kV。将发电厂，枢纽变电站和负荷中心联系起来，处于电源和负荷的中心位置，一般110kV或35kV侧可以直接向较大的工业用户供电。终端变电站(localsubstation)：一般高压110kV，中压35kV，低压10kV。通常是降压变电站，将110kV进线功率降压到35kV供工业用户，降压到10kV供商业/民用用户。1.1.3电力系统的特点4个电能不

4、能大量存储，生产和消费过程同时完成供需不平衡就会产生系统稳定的破坏有功需求不平衡导致频率波动——频率、有功全网统一调整无功需求不平衡导致电压波动——电压、无功就地平衡过渡过程十分短暂机电暂态过程不超过秒级，必须依靠高度自动化的监测、控制、保护与自动装置保证电力系统的安全稳定运行1.1.3电力系统的特点电力系统有较强的地区性特点能源集中分布在偏远地区；负荷中心集中在城市西电东送，北煤南送水火协调与国民经济关系密切经济发展，电力先行电力发展滞后造成大面积停电，工厂不得不停工或错峰运行1.1.5联合电力系统的优势合理利用资源，协调不同一次能源的发电容量水电跨流域调度水火协调可以

5、采用大容量发电机组，提高机组运行效益系统故障或供需不平衡条件下，区域间可以相互提供支援减少总备用容量提高整个电网的供电可靠性和安全稳定性是不是越大越好？复杂的机电磁耦合，过大的电力系统会产生无法控制的振荡电网越大，发生联锁停电事故波及范围越广，事故影响越严重多大合适？热力网水库23kV锅炉10kV35kV工业用户220/380V居民用户反应堆23kV220kV110kV500kV枢纽变电站地区电网中间变电站配电网终端变电站输电网10kV杆上变压器1.2.1火力发电厂火力发电厂的分类朗肯(Rankine)循环——做功流体依次汽化、液化布雷顿(Brayton)循环——做功流体

6、始终保持气态1.2.1火力发电厂特点一次性投资比较少，建设周期短，见效快。可以靠近负荷中心，减少电能的大容量、远距离传输，增强电网的稳定性。运行费用高：耗煤量大，设备繁多，控制操作复杂，厂用电和运行人员都比较多。最优单机容量600MW左右，小型火电机组很不经济。由于锅炉本身的物理限制，火电机组爬坡速率有限，从停机到开机到带满负荷要8个小时以上，开停机成本高，适宜带基本负荷。做调峰、调频电厂会增加损耗，降低效率，而且增加设备故障率。对环境还是有一定影响1.2.2水力发电厂特点生产过程简单，设备少，可以实现高度自动化。启停迅速，发电出力调节快速，开机到带满负荷不超过1分钟，极

7、其适合提供调峰、调频。运行费用低。抽水蓄能电厂是目前唯一的可以大规模存储电能的实用方法。大型水电工程通常远离负荷中心，需要高电压、大容量、远距离送电，会带来电网稳定运行方面的问题。土建规模大，建设费用高昂，建设周期长。发电量受水流条件影响很大。丰水期为避免弃水，一般宜带基荷，不宜做调峰调频使用；枯水期发电量不到丰水期的30%。环境问题未来水电如何发展？我国的水电厂多了吗？1.2.6储能技术常见储能技术抽水蓄能压缩空气储能飞轮储能化学储能——蓄电池铅酸电池、镍氢电池、锂电池氢气储能超导磁体储能超级电容器可再生能源基本上都是间断性