电力工程基础培训课件

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1、1,第一章 电力工程基础,我国电力工业概况 电力系统的组成与基本要求（重点） 电能质量指标 电力系统电压等级（重点）,2,1.1 电力工业在国民经济中的地位,1.1.1 电力工业的地位 一次能源（化学能、水能、原子能、风能、太阳能、地热能等） 电能（二次能源） 电能的优点： （1）易于转换； （2）适合远距离输送（“西电东送”工程）； （3）便于控制； （4）清洁能源。,3,一、电力工业的地位,（1）现代社会的主要能源和动力 （2）人均用电量反映了一个国家的现代化水平 2007年我国发电量32559亿千瓦时(kW.h)，人均2504kW.h。 资料：2006年各国年人均用电量 挪威:23850

2、kW.h 瑞典:15015kW.h美国:11623kW.h 比利时:7300kW.h 瑞士:6635kW.h 法国:6495kW.h 丹麦:5865kW.h 奥地利:6165kW.h德国:5835kW.h 英国:5320kW.h 世界人均:2400kW.h,4,二、我国电力工业发展概况,1.电源（发电） 2007年底数据 装机容量：7.13亿千瓦（比06年增14.36%） 其中：水电1.4526亿千瓦，占20.36% 火电5.5442亿千瓦，占77.73% 核电885万千瓦，占1.24% 风电483.17万千瓦(比06年底增158.4%） 发电量：32559亿千瓦时（比06年增长14.44%）

3、,5,二、我国电力工业发展概况,我国电源发展战略：优先发展水电，适度发展核电，积极发展新能源发电。 2.电网 已形成500kV主干网 正负800kV特高压直流输电示范工程(云南广东) 高压直流输电：500kV直流输电网(问：高压直流输电有什么优点？如何进行ACDCAC变换？) 西电东送工程：“十一五”期间投资6000多亿元,6,7,电网互联,2010年：形成以三峡电站为中心，连接华中、华东、川渝三个地区电网的中部电网。届时，全国将形成北、中、南三大互联电网的格局。 2020年：形成除新疆、西藏、台湾之外的，以三峡电网为中心的全国统一联合电网。 21世纪：在北、中、南三大电网的基本格局下，逐步形

4、成全国联合大电网。与此同时，在21世纪将形成与周边国家互联的亚洲东部联合电网。,2010年全国装机容量达到8亿kW，2020年达到11亿kW 。,世纪发展目标,8,三、我国的电力市场,电力改革 厂网分开：电源（如大唐）、 电网（国家电力公司） 电力市场,1998年，成立了国家电力公司，提出“厂网分开”，建立电力市场，实行“竞价上网”的改革方案。上海、浙江、山东作为首批改革试点，东北三省紧随其后，到2010年，全面实行“厂网分开、竟价上网”。2010年后，实现发、输、配三个环节分开，建立规范有序的电力市场，在更大范围内引入竞争机制。,9,中国大唐集团公司,10,中国华能集团,11,中国华电集团,

5、12,中国国电集团,13,中国电力投资集团公司,14,海南电网,湖北省、河南省、湖南省、江西省、四川省、重庆市电网,15,1.2 各类发电厂生产过程简介,1.火电厂的组成：,电力系统：发电机、变压器、输电线路等,一、火电厂,燃烧系统（锅炉）：燃料灰渣，风（空气）烟气,汽水系统（汽轮机）：水 蒸汽、循环水（冷水 热水）,2.火电厂的生产过程 如图,16,17,18,19,汽轮机-发电机组外观,20,3火电厂是我国目前最主要的电源，比例大于77%。,4火力发电存在的问题,5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

6、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%。,张家口发电总厂,21,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（8300MW），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,22,二、水电站 1.水能水轮机发电机（最大单机容量70万kW,三峡水电站

7、26台70万kW机组） 2.发电容量:P=9.8QH Q流量（立方米/秒）；H落差(m) 机组效率（0.8-0.85) 3.水电站类型,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,4水电厂的组成：水库、水轮机、电力系统,23,5水电厂的生产过程,24,6水电厂是我国目前最重要的电源之一，比例大于20%。,7水力发电的优点,是最干净的能源之一。 是最廉价的能源之一：无需燃料、无环境污染、生产效率高、发电成本低、运行维护简单。 综合水利工程：可同时解决发电、防洪、灌溉、航运、水产养殖等问题。 特殊的水电厂：抽水蓄能电厂，起“削峰填

8、谷”作用。,25,8水力发电存在的问题,建设问题：投资大、工期长，存在库区移民、淹没耕地、破坏人文景观、破坏自然生态平衡等问题。 运行问题：发电量受气象、水文、季节水量变化的影响较大，分丰水期和枯水期，出力不稳定，增加电力系统运行的复杂性。,26,三峡水电站,27,三峡水电站总装机1820万千瓦，年发电量847亿千瓦时，是世界最大的水电站。图为吊装三峡左岸电站一台水轮发电机组的转轮（外径10.6m，高5,3m，重450T),28,金沙江溪洛渡水电站静态投资503.4亿元；设计装机容量1260万千瓦，居世界第三位。2013年6月首批机组发电，2015年竣工。 （效果图）,29,巴西伊普诺水电站,

9、30,柘林水电站,31,三、核电厂,1核电厂的能量转换过程：核燃料的裂变能热能机械能电能。,2核电厂的组成：核反应堆、汽水系统（汽轮机）、电力系统,3核反应堆的分类：轻水堆（包括沸水堆和压水堆）、重水堆和石墨冷气堆等。,轻水碓核电厂生产过程示意图 a）沸水碓 b）压水碓,热力系统由单回路构成，有可能使汽轮机等设备受放射性污染,由双回路系统构成，两个回路各自独立循环，不会造成设备的放射性污染。,32,4核电厂是我国目前最重要的电源之一，比例大于1%。,5核电迅速发展的原因,核电是一种新型的巨大能源。 煤、石油等火电燃料储量有限，不可再生。 发达国家的水资源已基本殆尽。 一些资源贫乏国家“能源危机

10、”，不得不发展核电。,6. 核能发电的优缺点,节省大量煤炭、石油等燃料，避免燃料运输。 不需空气助燃，可建在地下、水下、山洞或空气稀薄地区。,比火电厂造价高，但发电成本低30%50%，且规模越大越合算。 存在问题：放射性污染。,33,34,四、其它新能源发电,1太阳能发电：太阳光能或太阳热能电能,太阳能发电系统的组成,太阳能发电的特点,是一种取之不尽、用之不竭的廉价能源。 不需要燃料、生产成本低、不产生污染 受季节、昼夜、地理和气象条件的影响较大 。,35,太阳能光伏电源在西部地区应用广泛。（青海、新疆） 我国首座太阳能发电厂 ： 2005年10月29日在南京江宁发电成功，发电量只有70kW。

11、,2风力发电：风力的动能 机械能电能,风力发电的特点,西部地区的风能资源占全国的50%以上 。（青海、甘肃、新疆、内蒙、云南、西藏等）,是一种取之不尽、用之不竭的自然能源。 不需要燃料、没有污染、运行成本低。 有一定的随机性和不稳定性，因此必须配有蓄能装置。,36,达板城风力发电厂装机容量7.23万千瓦，占全国的30%。,新疆达板城风电厂,37,3地热发电：地热能电能,电能生产过程：与火电厂相似，用地热井取代锅炉设备。 地热资源的开发利用在西部地区已取得了良好的效益。,西藏羊八井电厂,4潮汐发电：海水涨潮或落潮的动能或势能电能 。,我国正在运行发电的潮汐电站共有8座（浙江4座，山东、江苏、广西

12、、福建各1座）,江厦潮汐电站,38,羊八井电厂是我国最大的地热电厂，总装机容量为25.18MW，水温约150，担负拉萨地区50%的供电任务。电站由5眼地热井供水，单井产量为75160立方米小时。,羊八井地热电厂,羊八井地热温泉,39,江厦潮汐电站是中国第一座双向潮汐电站，位于浙江省温岭市乐清湾北端江厦港。1980年5月第一台机组投产发电。电站装有双向贯流式机组6台，总装机容量3200干瓦，年发电量600万度，可昼夜发电1415小时 。规模仅次于法国郎斯潮汐电站、加拿大芬地湾安娜波利斯潮汐电站，居世界第三。,40,1.3 电力系统的组成,发电厂,用户,变电站,41,一、电力系统的组成,发电厂 电

13、力网 电力用户,或者说：由发电厂、电力网和电力用户就构成了电力系统。,电力系统示意图如图所示。,1. 电力系统,电力系统是指完成电能生产、输送、分配和消费的统一整体。,42,电力系统示意图,工业企业 供电系统,43,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）、中压配电线路（635kV）和低压配电线路（380/220V）。,地方电力网：电压等级在35kV及以上、供电半径在50km以内的电力网; 区域电力网：电压等级在110220kV、供电半径超过50km的电力网; 超高压远距离输电网：电压等级为330500kV的

14、电力网，一般由远距离输电线路连接而成超过300km 。,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。,44,变电所：是变换电能电压和接受分配电能的场所。分为枢纽变电所、中间变电所和终端变电所等。,配电所：只接受和分配电能，不变换电压。,电力用户：消耗电能，将电能转换成其他形式能量。,2工业企业供电系统,工厂供配电系统由总降压变电所、高压配电线路、车间变电所、低压配电线路及用电设备组成。,总降压变电所：将35110kV的供电电压变换为610kV

15、的配电电压，给厂区各车间变电所或高压电动机供电。,枢纽变电所：电压等级高，变压器容量大，进出线回路数多，由大电网供电，高压侧电压为330500kV，全所停电后，将引起整个系统解列甚至瓦解； 中间变电所：由发电厂或枢纽变电所供电，高压侧电压为110220kV，全所停电后，将使该地区中断供电； 终端变电所：是电网的末端变电所，主要由中间变电所供电，其高压侧为10110kV，全所停电后，将使用户中断供电。,车间变电所：将610kV的电压降为380/220V，再通过车间低压配电线路，给车间用电设备供电。,45,枢纽 变电所,中间 变电所,终端 变电所,46,二、组成电力系统运行的优点,1.合理利用资源

16、：矿口电厂；丰水期与枯水期 2.减少了总装机容量 3.提高了供电可靠性：互为备用 4.可采用大容量机组,47,1.4 对电力系统运行的基本要求,一、电力系统的基本特点 1.同时性：电能不能大量储存（抽水蓄能电站） 2.过渡过程十分短暂 3 较强的地区性特点 4.与国民经济和人民生活关系密切，影响巨大。 资料：03年北美大停电事故，持续29个小时的大面积停电，给5000万美国人和加拿大人的生活带来极大不便，造成的经济损失达300亿美元。,48,二、对电力系统的基本要求,一级负荷：两个独立电源供电 可靠 二级负荷：双电源、双回线、专线 三级负荷：无特殊要求 优质：U，f 经济,49,1.5 电力系统的质量指标,电压、波形、频率 一、电压 1.电压偏移 定义:指电网实际电压偏离额定值 原因：负荷变化线路电压损失变化负荷端电压偏离额定值 危害：例如对电动机,U Mn,I过热 要求：35kV及以上，