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1、第17章工业企业供电与安全用电17.1发电和输电概述17.2工业企业配电17.3安全用电17.4节约用电返回１７.１ 发电和输电概述发电是将火力、水力、风力、沼气和核能等非电能转换成电能的过程.我国以水利和火力发电为主,近几年也在发展核能发电.火力发电是指利用煤炭、石油、天然气等固体、液体、气体燃料燃烧时产生的热能来加热水,产生高温高压的水蒸气,利用水蒸气压力推动汽轮机旋转,热能转化为机械能,然后汽轮机带动发电机旋转,将机械能转化为电能.水力发电是指利用河流、湖泊等位于高处具有位能的水流至低处,带动水轮机旋转,将其包含的势能转换成水轮机的机械能,再利用水轮机推动发电机旋转,将
2、机械能转化为电能.风力发电是指利用风力带动风车叶片旋转,再通过调速机构将旋转的速度提升,来促使发电机发电,产生交流电经过整流变为直流电后对蓄电瓶充电,将电能转为化学能,再经过有保护电路的逆变电源,把电瓶里的化学能转化为稳定的电能并入电网.下一页返回１７.１ 发电和输电概述沼气发电技术是集环保和节能于一体的能源综合利用新技术.它是利用工业、农业或城镇生活中的大量有机废弃物(例如酒糟液、禽畜粪、城市垃圾和污水等),经厌氧发酵处理产生的沼气,驱动沼气发电机组发电,并可充分将发电机组的余热用于沼气生产.核能发电是利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式,它与火力发电极其相似.
3、核反应堆在反应容器中进行核裂变释放出热能,流经反应容器的冷却水(第一回路)吸收热能,温度升高后进入蒸汽发生器,将热量传给第二回路的水,同时温度降低,流回反应容器重新吸热.第二回路的水变成水蒸气,然后进入汽轮机,推动汽轮机旋转,汽轮机带动发电机转子旋转发电.无论采用何种发电形式,发电机一般都采用三相同步发电机,按照原动机的不同可分为汽轮发电机和水轮发电机两种;按照与原动机的连接方式有两种:立式发电机和卧式发电机.汽轮发电机均为卧式的,水轮发电机两种形式都有.上一页下一页返回１７.１ 发电和输电概述三相同步发电机的基本结构由定子和转子组成,定子由铁芯、定子绕组(又称电枢绕组,为三
4、相对称绕组,通入的为三相对称电流)、机座及端盖等部件组成.其主要的作用是完成交流电能与机构能的交换,也要产生旋转磁场,故称电枢.转子是由铁芯、励磁绕组等组成,是产生磁场的部分.同步发电机的转子是磁极,根据结构的不同分为隐极式和凸极式两种,如图１７-１所示.隐极式转子呈圆柱形,细而长,转子上没有凸出的磁极,气隙比较均匀,励磁绕组分布在转子大半个表面的槽中,它的转速高、磁极对数少,一般都是用于汽轮发电机;凸极式转子大多数为圆饼状,转子上有明显凸出的成对磁极和励磁线圈,转速低、磁极对数多,一般都是用于水轮发电机.国产三相同步发电机的电压等级有４００V/２３０V和３.１５kV、６.３
5、kV、１０.５kV、１３.８kV、１５.７５kV及１８kV等多种.上一页下一页返回１７.１ 发电和输电概述输电即电能的传输,它和变电、配电、用电一起,构成电力系统的整体功能,如图１７-２所示.通过输电,把相距甚远的(可达数千千米)发电厂和负荷中心联系起来,使电能的开发和利用超越地域的限制.和其他能源的传输(如输煤、输油等)相比,输电的损耗小、效益高、灵活方便、易于调控、环境污染少;输电还可以将不同地点的发电厂连接起来,实行峰谷调节.输电是电能利用优越性的重要体现,在现代化社会中,它是重要的能源动脉.为保证供电可靠性和安全连续性,电力系统将各地区、各种类型的发电机变压器、输电线
6、、配电和用电设备等连成一个环形整体.输电网是由３５kV及以上的输电线路与其相连接的变电所组成,它是电力系统的主要网络.输电是联系发电厂和用户的中间环节.上一页下一页返回１７.１ 发电和输电概述输电过程中,一般将发电机组发出的６~１０kV电压经升压变压器变为３５~５００kV高压,通过输电线可远距离将电能传送到各用户,再利用降压变压器将３５kV高压变为６~１０kV高压.目前我国的电压等级有１０kV、３５kV、２２０kV、３３０kV、５００kV等几个等级,送电距离越远,要求输电的电压越高.除了采用交流输电外,还有直流输电,其结构原理图如图１７-３所示,高压直流输电与交流输电相比具有
7、以下优点:直流架空线仅适用１根或２根导线,输送相同功率时,线路造价低,线路有功损耗小;直流输电不受输电距离的限制,能限制系统的短路电流,通过晶闸管换流器能够方便、快速地调节有功功率和实现潮流翻转,适宜海底输电.上一页返回１７.２ 工业企业配电配电是指在电力网中起电能分配作用的网络,通常是指电力系统中二次降压变压器低压侧直接或降压后给用户供电的网络,它是电力系统中直接与用户相连并向用户分配电能的环节.工业企业配电网的主要功能是从输电网接收电能,并逐级分配到各个车间,即将高压电能降低至方便运行又适合企业各车
