電力系統根底知識福建瑞森化工11、什么是電網？什么是電力系統？2電力網：由變電所和不同電壓等級輸電線路組成的網絡。電力系統：由發電機、變壓器、輸電線路以及用電設備〔或發電廠、變電所、輸配電線路以及用戶〕，按照一定的規律銜接而組成的一致整體。發電廠： 生成電能變電所： 變換和分配電能輸配電線路： 保送電能用戶： 消費電能動力系統：在電力系統的根底上，把發電廠的動力部分〔例如火力發電廠的鍋爐、汽輪機和水力發電廠的水庫、水輪機以及核動力發電廠的反響堆等〕包含在內的系統。3電力網：按電壓等級的高低、供電范圍的大小的分類地方電力網：電壓等級在35kV及以下，供電半徑在20~50km以內區域電力網：電壓等級在35kV以上〔普通為110kV~220kV〕，供電半徑超越50km，聯絡較多發電廠的網絡超高壓遠間隔輸電網：電壓等級為330kV~500kV的網絡，其主要義務是把遠處發電廠消費的電能保送到負荷中心，同時還聯絡假設干區域電力網構成跨省、跨地域的大型電力系統變電所：按其在電力系統中的位置分類樞紐變電所：中間變電所：地域變電所：終端電站所：4發電用電輸電變電配電RTURTURTU數據采集和傳輸運用效力器電網調度5超高壓遠間隔輸電網地方電力網區域電力網110kV~35kV~35kV500kV220kV110kV10kV水力發電廠火力發電廠變電所A：樞紐變電所C：地方變電所D：終端變電所B：中間62、電力系統的電壓等級78500kV交流變電站、500kV直流變電站750kV交流變電站1000kV交流特高壓和800kV直流特高壓目前剛開場建立1000kV交流特高壓有部分開場投入運用93、電力系統的行政劃分。全國分2大電網：國家電網公司和南方電網公司。102002年以前電力系統劃分跨省電力系統5個，獨立省電力系統假設干個112002年以后電力體制改革后的劃分12國家電網公司13144、發電廠15一次能源是指直接由自然界采用的能源，如：煤、石油、天然氣、水利資源、核原料等。二次能源是由一次能源經加工轉換而獲得的另一種形狀的能源，如電力、煤氣、蒸汽、焦碳等。一、發電廠的根本類型發電廠是把各種一次能源轉換成二次能源〔即電能〕的場所。按照發電廠所耗費一次能源的不同，發電廠分為以下幾種。1.火力發電廠以煤炭、石油、天然氣等為燃料。⑴凝汽式火電廠：只消費電能，熱效率低，僅為30%~40%。16火電廠外景17熱電廠外景18⑵熱電廠:既消費電能又消費熱能。熱電廠的熱效率高達60%~70%。⑶燃氣輪機發電廠：燃氣輪機與汽輪機任務原理類似，所不同的是燃氣輪機的工質是高溫高壓的氣體而不是蒸汽。這些作為工質的氣體可以是用清潔煤技術將煤炭轉化成的清潔煤氣，也可以是天然氣等。2．水力發電廠水電廠是將水的位能和動能轉換成電能的場所，也稱水電站。水電站的類型可以分為：(1)堤壩式:普通河流水位的落差沿河流是分散的，為提高落差就需求在河流的上游建筑攔河壩，將水積存、提高水頭，進展發電。通常這類水電站又細分為壩后式和河床式兩種。19壩后式水電站:發電機廠房建在壩后，全部水頭的壓力由壩體接受，水庫的水由壓力水管引入廠房，推進水輪發電機發電。圖1-2壩后式水電站表示圖20圖1-3河床式水電站表示圖河床式水電站:發電機廠房和擋水堤連成一體，廠房也起擋水作用。由于廠房建筑在河床中，故稱河床式。21圖1-4引水式水電站表示圖3．抽水蓄能電站抽水蓄能電站是一種特殊方式的水電站，具有水輪機-發電機和電動機-水泵兩種可逆的任務方式。⑵引水式水電站:建在山區水流湍急的河道上或河床坡度較陡的地段，由引水渠道提供水頭，普通不需求建筑堤壩，或只修低堰，適用于水頭比較高的情況。22(1)夜晚或周末低負荷時，抽水蓄能電站的機組作為電動機運轉，利用電力系統富余的電能將下庫的水抽到上庫，以位能的方式將電能儲存起來。(2)在電力系統的峰荷期間，抽水蓄能電站的機組又作為發電機運轉，將上庫的水放下來經過水輪機發電，用以擔任電力系統峰荷中的尖峰部分，即起到調峰作用。圖1-5抽水蓄能電站表示圖23核電廠發電的原理與火電廠類似，都要有一個熱源，將水加熱成蒸汽，進而推進汽輪機旋轉并帶動發電機轉動而發出電能。不同的是核電廠所用的熱源不是煤或石油，它的熱源是原子核的裂變能。4．核電廠核電是一種平安清潔的能源，利用它可以大大地節約煤和減少污染。一個1000MW的火電廠一天熄滅的煤是9600t，而相應1000MW的核電廠，一天只需3.3kg的U235，同樣容量的電廠其用燃料量竟相差300萬倍。利用鈾(或钚〕在反響堆核裂變熱能→〔汽輪機〕機械能→電能24目前，中國有4座核電站11臺機組運轉浙江秦山核電站廣東大亞灣核電站江蘇田灣核電站嶺澳核電站中國在建中核電站廣東陽江核電站浙江南部的三門核電站遼寧紅沿河核電廠江西彭澤核電廠a.耗費熄滅少b.熄滅時不需求空氣助燃c.容量越大越經濟d.有放射性污染核電站特點：25大亞灣核電站26核電站遠景27①太陽能熱發電：它是將吸收的太陽輻射熱能轉換成電能的安裝，其根本組成與常規火力電廠類似。

②太陽能光發電：太陽能光發電不經過熱過程而直接將太陽的光能轉換成電能，其中光伏電池是一種主要的太陽能光發電方式，也叫光伏發電。光伏發電是把照射到太陽能電池上的光直接變換成電能的一種發電方式，它是目前太陽能發電研討的方向?！?〕太陽能發電5．新能源發電太陽能發電、風力發電、地熱發電、潮汐發電、生物質能發電及渣滓電廠等。28太陽能發電——光伏發電29將風能轉換成電能的發電方式稱為風力發電。風能屬于再生能源，又是一種過程性的能源，無法直接儲存，還具有隨機性，所以對風能的運用技術上比較復雜。圖1-８是風力發電安裝的表示圖。由此圖可以看出風力發電機消費過程的簡單描畫?！?〕風力發電圖1-8風力發電安裝的表示圖1—風力機2—升速齒輪箱3—發電機4—控制系統5—改動方向的驅動安裝6—底板7—塔架8—控制和維護安裝9—根底10—電纜線路11—配電安裝30風力發電廠31內蒙古風能儲量全國第一目前，內蒙古建有輝騰錫勒、達里、錫林浩特等幾個大型風力發電廠。截至2004年底，全區累計推行小型風力發電機15.8萬臺，處理了15萬散居牧戶的根本生活用電。截至2005年底，內蒙古風力發電廠總裝機容量到達16.6萬千瓦，居全國第一位，2006年風力發電總裝機容量開展到100萬千瓦。據內蒙古工業大學能源與動力工程學院劉志璋教授引見，內蒙古10米高度可開發利用的風能儲量為1.01億千瓦，占全國總儲量的40%，居全國首位；50米高度可開發利用的風能儲量為2.02億千瓦，占全國總儲量的40%。但是，由于風電本錢高、投資大、價錢尚未確定以及缺乏自主研發的大型風機制造技術等，內蒙古目前曾經開發利用的風能還不到風能總儲量的1%。內蒙古風電開發正處在開展時期，到2021年方案開展為400萬千瓦。32地球本身是個大熱庫，地熱資源遍及世界各地。僅地表10公里以內就有可供開采的熱能，地熱能的儲量很大，它的總量大約是煤炭的一億七千萬倍。但是，目前世界上實踐能利用的地熱資源很少，主要限于蒸汽田和熱水田，這兩者統稱為地熱田。地熱電站是清潔的能源。它的發電本錢比水電和火電都低，而且地熱發電后排出的熱水還可以供采暖、醫療、提取化學物質等利用，所以目前地熱發電開展很快?！?〕地熱發電33地熱發電廠34〔4〕潮汐發電利用潮汐的落差推進水輪機而發電稱之為潮汐發電。即在海灣或河流入?？谔幹鸬虊?，漲潮時蓄水，高潮時封鎖。退潮時構成足以使水輪機任務的落差時才開場放水，將蓄水放出，驅動水輪發電機發電。

潮汐能是地球在自轉過程中，海水受月流重力牽引產生的。還有小部分潮汐是受太陽引力牽引構成的。海水漲落的周期為12小時25分鐘，同時在海底呵斥三角流。35潮汐發電示意圖36中國最大的潮汐發電站：浙江江廈潮汐電站，Pe=3200KW世界最大的潮汐發電站：法國北部LaRance河，Pe=240MW

世界最高的潮汐發電站：加拿大Fundy高達39英尺，Pe=20MW

世界首座海底潮汐發電站：挪威北部KvalsundPe=300KW375、變電站38變電所的根本類型變電所起著變換和分配電能的作用。從發電廠送出的電能普通經過升壓遠間隔保送，再經過多次降壓后才供應用戶運用，所以電力系統中的變電所的數量多于發電廠，變壓器的容量約是發電機容量的7~10倍。變電所分為發電廠的變電所〔升壓變電所〕和電力網的變電所〔降壓變電所〕，根據變電所在電力系統的位置與供電范圍，可以將其分為以下幾類。1.樞紐變電所1)樞紐變電所位于電力系統的樞紐點，聚集著電力系統中多個大電源和多回大容量的聯絡線，銜接著電力系統的多個大電廠和大區域。2)電壓等級普通為330~500kV。3)樞紐變電所在系統中的位置非常重要，假設發生全所停電事故，將引起系統解列，甚至系統解體的災難局面。392.中間變電所1)中間變電所高壓側與樞紐變電所銜接，以穿越功率為主，在系統中起交換功率的作用，或使高壓長間隔輸電線路分段，它普通聚集2~3個電源，這樣的變電所主要起中間環節作用。2)電壓等級多為220~330kV，其中壓側普通是110~220kV，供應所在的多個地域用電并接入一些中小型電廠。3)當全所停電時，將引起區域電網解列，影響面也比較大。3.地域變電所1)地域變電所主要義務是給地域的用戶供電，它是一個地域或城市的主要變電所。2)電壓等級普通為110~220kV。3)假設發生全所停電事故，只造本錢地域或城市停電。404.終端變電所1)終端變電所位于輸電線路的末端，接近負荷點。2)高壓側電壓多為110kV或者更低〔如35kV〕，經過變壓器降壓為6~10kV電壓后直接向用戶送電。3)假設發生全所停電事故，只是所供電的用戶停電，影響面較小。分為：輸電線路、配電線路三、電力線路41發電廠和變電所電氣設備簡述1．電氣一次設備直接消費、轉換和輸配電能的設備稱為電氣一次設備。一、主要電氣設備它們主要有以下幾種：(1)消費和轉換電能的設備如發電機、電動機、變壓器等，它們是直接消費和轉換電能的最主要的電氣設備。42(2)接通或斷開電路的開關電器為滿足運轉、操作或事故處置的需求，將電路接通或斷開的設備，如斷路器、隔分開關、接觸器、熔斷器等。(3)限制缺點電流和防御過電壓的電器如用于限制短路電流的電抗器和防御過電壓的避雷器、避雷針、避雷線等。(4)接地安裝用來保證電力系統正常任務的任務接地或維護人身平安的維護接地，它們均與埋入地中的金屬接地體或接成接地網的接地安裝銜接。43(5)載流導體電氣設備必需經過載流導體按照消費和分配電能的順序或者說按照設計要求銜接起來，常見的載流導體如母線、架空線、電力電纜等。(6)補償安裝如調相機、電力電容器、消弧線圈、并聯電抗器等。它們分別用來補償系統的無功功率、補償小電流接地系統中的單相接地電容電流、吸收系統過剩的無功功率等。(7)儀用互感器如電壓互感器和電流互感器，它們將一次回路中的高電壓和大電流變成低電壓和小電流，供應丈量儀表和繼電維護安裝用。442．電氣二次設備對電氣一次設備進展丈量、控制、監視和維護用的設備，稱為電氣二次設備。它們主要有：(1)丈量儀表如電壓表、電流表、功率表、電能表等，它們用以丈量一次回路的運轉參數。(2)繼電維護及自動安裝它們用以迅速反響電氣缺點或不正常運轉情況，并根據要求切除缺點、發出信號或作相應的調理。(3)直流設備直流設備主要用于供應維護、操作、信號以及事故照明等設備的直流供電，它們有直流發電機組、蓄電池、硅整流安裝等。45(4)控制和信號設備及其控制電纜控制設備是指對斷路器進展手動或自動的開、合操作控制的設備。信號設備有光字牌信號、反映斷路器和隔分開關位置的信號、主控制室的中央信號等?？刂齐娎|是銜接二次設備的電纜。(5)絕緣監察安裝用以監察交流和直流系統的絕緣情況。46電力網的額定規范電壓(KV)：0.22、0.38〔低壓〕3、6、10、35、60、110、220〔高壓〕330、500〔超高壓〕750、1000〔特高壓〕471．斷路器是一種開關電器，能切除或投入正常負荷，并能切斷缺點回路。缺點回路中缺點電流通常很大〔如短路電流〕，切斷缺點回路需專門強滅弧才干的滅弧安裝，所以斷路器主觸頭設于滅弧安裝內，無法察看其通斷形狀，即斷開時無可見斷點。思索運用平安，除小容量低壓斷路器外，普通斷路器均不能單獨運用，必需與能產生可見斷點的隔離電器配合運用。2．負荷開關也是一種開關電器，能切除或投入正常負荷，具有一定的滅弧才干，斷時有明顯可見