电气工程基础第1章

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1、电气工程基础FundamentofElectricalEngineering刘轩东13379239835liuxuand@mail.xjtu.edu.cn高电压技术教研室第1章概论1.1电力系统的基本概念1.2发电厂和变电所的类型1.3电力系统的电压与电能质量1.4电力系统中性点的运行方式1.1电力系统的基本概念一、电力系统的形成1.电力系统:是指完成电能生产、输送、分配和消费的统一整体。图1-1从发电厂到用户的送电过程图1-2电力系统示意图工业企业供电系统通常将220kV及以上的电力线路称为输电线路，110kV及以下的电力线路称为配电线路。配电线路又分为高压配电线路（110kV

2、）、中压配电线路（6～35kV）和低压配电线路（380/220V）。地方电力网：电压为110kV以下的电力网（如35kV、10kV等）区域电力网：电压为110kV以上的电力网（如220kV）超高压远距离输电网：电压为330～500kV及以上的电力网发电厂：生产电能，将一次能源转换成二次能源（电能），分为火、水、核、风、太阳、地热等发电厂。电力网：由不同电压等级的输电线路和变压器组成，可分为地方电力网、区域电力网及超高压远距离输电网三种类型。110kV属于地方网还是区域网，要视其在电力系统中的作用而定二、建立大型电力系统的优点1．可以减少系统的总装机容量。2．可以减少系统的备用容量

3、。3．可以提高供电可靠性。4．可以安装大容量的机组。5．可以合理利用动力资源，提高系统运行的经济性。目前，我国电力系统已形成东北、华北、华东、华中、西北、南方共6个跨省电网，由两大集团分别管理。2.年发电量：指系统中所有发电机组全年发出电能的总和，以兆瓦时（MW·）h、吉瓦时（GW·）h、太瓦时（TW·h）计。3.最大负荷：指规定时间内电力系统总有功功率负荷的最大值，以兆瓦（MW）、吉瓦（GW）计。4.额定频率：50Hz1MW·h=103kW·h（千度），1GW·h=103MW·h（100万度）1TW·h=103GW·h（10亿度），1kW·h=1度三、电力系统的基本参量1.总装

4、机容量：指系统中所有机组额定有功功率的总和，以兆瓦（MW）、吉瓦（GW）计。1GW=103MW（10万千瓦）1MW=103kW（1000千瓦）四、电力系统的特点1．电能不能大量储存。2．电力系统的过渡过程十分短暂。3．与国民经济各部门的关系密切。1．保证供电的可靠性。2．保证良好的电能质量。五、对电力系统的基本要求3．为用户提供充足的电能。4．提高电力系统运行的经济性。1.2发电厂和变电所的类型一、发电厂的类型（1）火电厂的燃料：煤炭、石油、天然气等。（2）能量转换过程：燃料的化学能→热能→机械能→电能。（3）火电厂的组成：燃烧系统（锅炉）：燃料→灰渣，风（空气）→烟气电力系统：

5、发电机、变压器、输电线路等。（4）火电厂的生产过程（见图1-3）汽水系统（汽轮机）：水蒸汽、循环水（冷水热水）1．火力发电厂图1-3凝气式火电厂生产过程示意图（5）火电厂是我国目前最主要的电源，比例大于75%。（6）火力发电存在的问题（7）今后火电建设的重点采用高参数、大容量、高效率的设备。开发清洁煤燃烧发电、天然气蒸汽联合循环发电。鼓励热电联产。加强煤炭基地的矿口电厂建设。安全问题：采矿和运输中的安全性灾难等。环境问题：酸雨、温室效应、可吸入颗粒物等。效率问题：凝汽式火电厂效率为40%，热电厂为60%~70%。江苏谏壁发电厂始建于1959年，于1987年9月全部建成，共安装10

6、台机组，总容量162.5万千瓦，年发电量在100亿度左右，成为80年代末到90年代初国内最大的火力发电厂。浙江北仑发电厂是我国目前最大的现代化火力发电厂，总装机容量为300万千瓦(5×600MW)，工程于1988年1月正式开工建设，2000年9月全部建成发电。年发电量167亿度，为浙江省各类发电厂发电总量的四分之一，其中两台机组的发电量就能满足宁波市全部用电所需。北仑发电厂主控制室北仑发电厂汽轮机房张家口发电总厂成立于1988年8月，由下花园发电厂和沙岭子发电厂合并而成，位于张家口市东南14km，距首都北京170km，距煤都大同180km。发电厂总装机容量240万千瓦（8×300

7、MW），通过500kV双回线向北京供电，同时兼顾地方用电，担负着北京地区1/4电力负荷的供电任务。张家口发电总厂夜景厂区景色汽轮机房（1）水电厂的能量转换过程：水的位能→机械能→电能。（2）水电厂的总发电功率：（3）水电厂的分类堤坝式水电厂引水式水电厂抽水蓄能电站坝后式：如三门峡、刘家峡、丹江口、三峡水电站河床式：如葛洲坝水电站2．水力发电厂图1-4堤坝式水电厂生产过程示意图（4）水电厂的组成：水库、水轮机、电力系统（5）水电厂是我国目前最重要的电源之一，比例大于10%。葛洲坝水