第二章电力系统概述和基本概念

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1、2电力系统概述和基本概念2.1电力系统的基本概念2.1.1电力系统的形成电能是一种I•分重要的二次能源。它能够方便而又经济地从蕴藏于I!然界屮的一次能源中转换而来，并且可以简便的转换成其它能量供人们加以使用。由于电能貝有转换容易、输送方便、易于控制等优点，因此，电能已广泛应用到社会生产的各个领域和社会生活的各个方面，已成为现代工业、农业、交通运输、国防科技及人民生活等各方面不可缺少的重要能源，在国民经济中占有十分重要的地位。电能是由发电厂生产的。在电力工业发展初期，由于人们对电能的需求量不大,发电厂都建在用户附近，规模很小，各发电厂Z间没有任何联系，彼此都是孤立运行的

2、。随着工农业生产的发展和科学技术的进步，对电力的需求量曰益增大，且对供电可靠性的耍求也越来越高。为此，需要建设大容量的发电厂以满足日益增长的用电需求，并通过各发电厂Z间的联系，提高供电的可靠性。通过齐级电压的电力线路，将发电厂、变电所和电力用户连接起來的一个整体,称为电力系统。或者说：由发电厂、电力网和电力用户就构成了电力系统。如图1・1所示，该系统起着电能生产、输送、分配和消费的作用。电力系统示意图如图2.1所示。图2.1电力系统在电力系统屮，通常将输送、交换、分配和使用电能的设备称为电力网，可分为地方电力网、区威电力网及超高压远距离输电网三种类型。(1)地方电力网

3、电压等级在35kV及以下、供电半径在20〜50km以内的电力网；(2)区域电力网电压等级在35kV以上、供电半径超过50km的电力网；(3)超高压远距离输电网电压等级为330〜500kV的电力网，一般由远距离输电线路连接而成；通常将220RV及以上的电力线路称为输电线路，110kV及以卜•的电力线路称为配电线路。配电线路又分为高压配电线路、中压配电线路和低压配电线路。变电所是变换电能电压和接受分配电能的场所。它分为区域变电所、地区变电所和终端变电所等。(1)区域变电所电压等级高，变压器容量大，进岀线回路数多，由大电网供电，高压侧电压为330〜500kV,停电后，将引起

4、整个系统的解列甚至瓦解；(2)地区变电所由发电厂或区域变电所供电，高压侧电压为110〜220kV,停电后，将使该地区屮断供电；(3)终端变电所是电网的末端变电所，主要由地区变电所供电，其高压侧为10〜llOkV,停电后，将使用户中断供电。2.1.2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.可以捉高供电可靠性。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。2.1.3电力系统的基本参量电力系统可以用以下基本参量描述：1•总装机容量指系统中所有机组额定有功功率的总和，以兆瓦、吉瓦计。2.年发电量指系统中所有

5、发电机组全年实际发出电能的总和，以兆瓦时、吉瓦时、太瓦时计。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、吉瓦计。4.额定频率50Hz5.最高电压等级指系统屮最高电压等级线路的额定电压，以千伏计。2.1.4电力系统的特点电能与其他工业生产相比，具有以下明显的特点：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。2.1.5对电力系统的基本要求1.保证供电的可靠性。2.保证良好的电能质量。3.为用户提供充足的电能。4.捉高电力系统运行的经济性。2.2火力发电厂的运行特性2.2.1火力发电机组的分类我国火电厂绝大部分是

6、采用蒸汽汽轮组，只冇极少部分采用燃气轮组，所以火电机组的分类主要是指蒸汽汽轮发电机组的分类。蒸汽汽轮发电机组，按功能和用途可以分为：凝气式汽轮发电机组、抽汽式汽轮发电机组、背压式汽轮发电机组。凝气式汽轮发电机组是以发电为目的，为了捉高锅炉的效率，设有凝汽器，把从锅炉来的蒸汽膨胀到高真空，使热能得到充分的利用。这种机组的工作特:点是蒸汽主要通过汽轮机的齐级叶片，做功以后排入凝汽器内，重新凝结成水打回锅炉。为了捉高热效率，常采用回热式，在汽轮机的膨胀途中抽岀一部分蒸汽去加热锅炉给水。2.2.2火力发电厂的生产过程发电厂是将各种自然资源转化为电能的工厂。按照其所利用一次能源

7、的不同，可分为火电厂、水力发电厂、核能发电厂及其他形式能源的发电厂。火力发电厂利用煤炭、石油、大然气等可燃物为原料來发电的，其能量转换过程为：燃料的化学能一热能一机械能一电能。我国火电厂所使用的燃料以煤炭为主。火电厂的原动机多为汽轮发电机,它可分为两类:一类是单一生产电能的火电厂,称为凝气式火电厂，一般建在燃料产地，容量可以很大；另一类是兼供热的火电厂,称为热电厂，一般情况下建在大城市及工业区附近，容量也不大。(一)火力发电存在的问题(1)安全问题：采矿和运输屮的安全性灾难等。(2)环境问题：酸南、温室效应、可吸入颗粒物等。(3)效率问题：凝汽式火电