电力系统与供电电压等级

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1、【知识目标】1．理解电力系统、电力网等基本概念；2．了解发电厂及变电站的基本形式；3．掌握电气设备的额定电压确定方法。【能力目标】1．能解释电力系统、电力网；2．能确定电气设备的额定电压。2.1电力系统与供电电压等级11875年，世界上最早的发电厂——巴黎北火车站电厂建成，用于照明供电；1878年，法国建成第一座水电厂；1879年，美国旧金山实验电厂开始发电，成为世界上最早出售电力的电厂；1882年，法国开始进行远距离高压直流输电，同时，英国、日本、俄罗斯也相继修建了发电厂。一、国内外电力工业发展史2我国于1978年底，全国发

2、电装机容量达到5.712×103万kW，年发电量达到2.566×103亿kWh，居世界第七位。与此同时，东北、京津唐、华中、华东电网形成了220kV主干网架。一、电力工业发展概况32008年底，我国发电装机容量达到7.9×104万kW，年发电量达3.4334×104亿KWh；2009年底，全国发电装机容量达到8.7×104万kW，其中火电达到6.5205×104万kW，水电装机达到1.9679×104万kW。发电装机容量和年发电量稳居世界第二位，我国已成为世界电力大国。一、电力工业发展概况4改革开放以来，我国的大区联网和西电东

3、送联网建设不断加强。经过多年建设，除去我国台湾省和港、澳地区外，全国已经形成华北、东北、华东、华中、西北、川渝和南方联营等七个跨省区电网，及山东、福建、海南、乌鲁木齐和拉萨等五个独立的省级电网。在跨省电网和部分独立省网中形成500kV（或330kV）的骨干网架。一、电力工业发展概况5但是，随着我国国民经济的高速发展与人民生活用电的急剧增长，电力工业的发展仍不能满足整个社会发展的需要；由于我国人口众多，因此在按人口平均用电方面，还远远落后于一些发达国家。我国的电力工业必须持续、稳步地大力发展。一、电力工业发展概况6电力生产企业的

4、任务：把一次能源转换为电能，并输送、分配和销售给电力用户。一次能源：指煤、石油、天然气、水能、地热能、核能、风能、太阳能等以自然形态存在的能源。二、电力系统的构成7可以方便地与其它形式的能量相互转换（如光能、热能、机械能等）；电能可以大规模生产，远距离输送和分配；电能易于调节、操作和控制灵活；在终端使用时电能是最清洁的能源。电能的使用十分方便，能做到约时停送电。1、电能的优点8由发电厂、升压变电站、输电线路、降压变电站及电力用户所组成的统一整体，称为电力系统。电力系统加上带动发电机转动的动力装置构成的整体称为动力系统。其中，由

5、各类升压变电站、输电线路、降压变电站组成的电能传输和分配网络称为电力网。动力系统、电力系统、电力网三者关系如图2.1所示。2、电力系统的定义9图2.1动力系统、电力系统、电力网关系示意图2、电力系统的定义10发电厂是电力系统的中心环节，它是把各种天然能源（化学能、水能、原子能等）转换成电能的工厂。按使用能源不同或转换能源特点，发电厂有以下类型：火力发电厂、水力发电厂、核电厂、新能源发电厂等。3、发电厂及其分类11凝汽式火电厂生产过程示意图如图2.2所示。整个生产系统可分为三个系统：燃烧系统、汽水系统、电气系统。其生产过程是：煤

6、粉在锅炉炉膛中燃烧，使锅炉中的水加热变成过热蒸汽，经管道送到汽轮机，推动汽轮机旋转，将热能变为机械能。3.1火力发电厂12图2.2凝汽式火电厂生产过程示意图13汽轮机带动发电机旋转，再将机械能变为电能。在汽轮机中做过功的蒸汽排入凝汽器，循环水泵打入的循环水将排汽迅速冷却而凝结，由凝结水泵将凝结水送到除氧器中除氧（清除水中的气体，特别是氧气），而后由给水泵重新送回锅炉。由于在凝汽器中大量的热量被循环水带走，因此，凝汽式火电厂的效率较低，只有30％～40％。3.1火力发电厂及其分类14热电厂与凝汽式火电厂不同之处是将汽轮机中一部分

7、做过功的蒸汽从中段抽出来直接供给热用户，或经加热器将水加热后，把热水供给用户。这样，便可减少被循环水带走的热量，提高效率，现代热电厂的效率达60％～70％。3.1火力发电厂15水力发电厂简称水电厂，也称水电站，是把水的位能和动能转换成电能的工厂。水电厂的原动机为水轮机，通过水轮机将水能转换为机械能，再由水轮机带动发电机将机械能转换为电能。因为水的能量与其流量和落差成正比，所以利用水能发电的关键是集中大量的水和造成大的水位落差。3.2水力发电厂16坝后式水电厂断面图如图2.3所示。其厂房建在拦河坝非溢流坝段的后面（下游侧），不承

8、受水的压力，压力管道通过坝体，适用于高中水头。这是我国最常见的水电厂型式。3.2水力发电厂17图2.3坝后式水电厂示意图18核电厂是将原子核的裂变能转换为电能的发电厂，燃料主要是铀235（U235）。U235容易在慢中子的撞击下裂变，释放出巨大能量，同时释放出新的中子。核能能