电力工业发展概况及前景

【专家解说】：了解我国电力工业发展概况:掌握电力系统的基本概念及发电厂,变电站的常见类型;了解发电厂,变电站常用电气设备;掌握额定电压的确定方法. 1.1电力工业发展概况及前景 电的发明:1831年(英)法拉第→电磁感应→右手螺旋定则→电力系统 电能优点: ①易于将其它形式的能转化为电能 ②便于远距离输送(输电线路,电缆) ③电能集中,分配自由,能够满足各生产过程的工艺过程 ④速度快(30万km/s),能量大,能做到约时停送电 电力系统发展方向:大容量,超高压,远距离 到2001年底,全国水电装机达到8301万kw,火电达到25314万kw,核电达到210万kw,风力和新能源发电达到37万kw. 长江三峡工程是世界上最大的电站,总装机容量为18200MW.; 广州抽水蓄能电站是世界最大的抽水蓄能电站,总装机容量为240万kw. 西藏的羊卓雍湖水电站是世界上海拔最高的电站. 广东电网:90.7总装机容量为600万kw,向香港(650万kw)买电7～15万kw50港币/度. 92.12总装机容量为750万kw 广东大电厂380万kw 水电站75万kw,小水电150万kw 夜间 大亚湾核电站2X90万kw————→从化广州抽水蓄能电站240万kw 增城500kv变电站 广东网电压骨架 220kv→500kv 日本:1000kv 西欧:750kv 美国:750kv 目前,我国电力工业已开始进入"大机组","大电网","超高压","高自动化"的发展新阶段,科技水平不断提高,调度自动化,光纤通信,计算机控制等高新技术,已在电力系统中得到了广泛应用. 1.2 电力系统基本概念 基本概念 1,电力系统=发电厂+变电所+输电线路+用户 2,动力系统=电力系统+动力装置 3,电力网=变压+输电线路+用户 4,发电厂 煤 燃烧 汽轮机 火电厂—— 石油 ———→ 热能———→ 电能 天然气 化学能 机械能 分为 凝汽式发电厂(专供发电) 热电厂(发电兼供热)——如广州电厂,利用率高 如:黄埔电厂:4台12.5万kvA 2台30万kvA机组 1号~4号机烧油 5号,6号机烧煤 水轮机 ②水电站 —— 水(落差流量)————→ 机械能 ——→ 电能 其生产过程简单,污染小,发电成本低 但建设投资大,工期长,受气候,水文条件影响大,分丰水,枯水. 反应堆核裂变 机械能 ③核电站——铀 ——————→ 热能 ———→ 电能 钚 汽轮机 如:浙江秦山核电站(2X60万kw) 大亚湾核电站 (2X90万kw) 阳江核电站 (2X90万kw) 特点:a消耗燃烧少,如容量为50万kw的大电厂,需燃烧150万吨/年 容量为50万kw的大电厂,需铀燃料20吨/年. b.燃烧时不需要空气助燃 c.容量越大越经济 d.有放射性污染 ④潮汐电站:潮汐能是地球在自转过程中,海水受月流重力牵引产生的.还有小部分潮汐是受太阳引力牵引形成的.海水涨落的周期为12小时25分钟,同时在海底造成三角流. 世界最大的潮汐发电站:法国北部LaRance河,Pe=240MW 世界最高的潮汐发电站:加拿大Fundy高达39英尺Pe=20MW 世界首座海底潮汐发电站:挪威北部Kvalsund Pe=300KW(无生态污染,无噪音,不占地)投资1亿美元. 5,变电所:升压,降压 区域变电所,地方变电所,终端变电所 枢纽变电所,中间变电所,地区变电所 6,电力线路:输电线路,配电线路 电力系统的优越性 可靠,稳定,经济 对电力系统运行的基本要求 保证供电的安全可靠——减少事故率 保证电能质量——波形,频率,电压\ 随时调频,调压 我国规定的电力系统的额定频率为50HZ,大容量系统允许频率偏差±0.2 HZ,中小容量系统允许频率偏差±0.5 HZ. 电压的允许变化范围见表1-4. 电力系统的频率主要取决于有功功率的平衡,电压主要取决于无功功率的平衡,可通过调频,调压和无功补偿等措施来保证频率和电压的稳定. 电力系统的供电电压(或电流)的波形为严格的正弦形. 表1-4 电压的允许变化范围 线路额定电压 正常运行电压允许变化范围 35kv及以上 ±5%Ue 10kv及以下 ±7%Ue 低压照明及农业用电 (+5%~ -10%)Ue 完成足够的发生功率和发电量 保证电力系统运行的经济性 1.3 电气设备概述及额定参数 主要电气设备简介 一次设备——直接与发配电电路相连接的设备 进行能量转换的设备: 发电机,变压器,电动机 接通和开断电路的开关设备:QF,QS,FU,负荷开关 交换电路电气量,隔离高压的设备:PT,CT 限制电流和防止过电压的设备:电抗器,避雷器 二次设备——对一次设备,其它设备的工作进行监测和控制保护的设备 用于反映不正常工作状态——继电器,信号装置 测量电气参数的设备:仪表,示波器,录波器 控制及自动装置:控制开关,同期及自动装置 连接电路的导体:控制电缆,小母线,连接线 电气设备的额定参数 1,额定电压 电力网的额定标准电压(KV):0.22,0.38,3,6,10,35,60,110,220, 330,500,750 用电设备的额定电压=电力网的额定电压 发电机的额定电压=1.05电力网额定电压 变压器的额定电压: 一次侧:但与发电机直接相连的(相当于用户) 二次侧:(10kv及以下阻抗电压小于7.5%) 表1-5 我国交流电力网和电气设备的额定电压(线间电压,单位kv) 用电设备额定电压与电力网额定电压 发电机 额定电压 变压器额定电压 原边绕组 副边绕组 接电力网 接发电机 0.23 0.22 0.23 0.23 0.40 0.38 0.40 0.40 3 3.15 3 3.15 3.15及3.3 6 6.3 6 6.3 6.3及6.6 10 10.5 10 10.5 10.5及11 35 35 38.5 60 60 66 110 110 121 220 220 242 330 330 363 500 500 550 750 750 825 额定电流和额定容量 Ie:额定电流介质的周围环境温度 若周围介质环境温度不等于额定计算温度 +450C IIe Se= Pe= (千瓦 KW) Qe= (乏 var) 习题与思考题 1-1 什么是发电厂,变电站,电力系统及电力网 1-2 试述火电厂,水电厂,核电厂的基本生产过程及其特点. 1-3 电力系统有哪些优越性 电力系统运行要满足哪些基本要求 1-4 电能质量的主要指标是什么 1-5 什么是一次设备和二次设备 它们各包含哪些内容 1-6 一次设备的额定电压是如何规定的