电力行业基础知识(发电、变电、输电).ppt
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1、电力行业基础知识电力行业基础知识(发电、变电、输电)(发电、变电、输电)实施一部实施一部GISGIS目录目录一、发电卷一、发电卷二、变电卷二、变电卷三、输电卷三、输电卷发电发电1、火力发电火力发电 利用煤、石油、天然气等自然界蕴藏量利用煤、石油、天然气等自然界蕴藏量极其丰富的化石燃料发电称为火力发电。按极其丰富的化石燃料发电称为火力发电。按发电方式,它可分为汽轮机发电、燃气轮机发电方式,它可分为汽轮机发电、燃气轮机发电、内燃机发电和燃气发电、内燃机发电和燃气-蒸汽联合循环发电,蒸汽联合循环发电,还有火电机组既供电又供热的还有火电机组既供电又供热的“热电联产热电联产”。我国的火电厂以燃煤为主,过
2、去曾建过一批我国的火电厂以燃煤为主,过去曾建过一批燃油电厂,目前的政策是尽量压缩烧油电厂,燃油电厂,目前的政策是尽量压缩烧油电厂,新建电厂全部烧煤。新建电厂全部烧煤。发电发电火力发电厂发电发电2、水力发电水力发电 水力是一种宝贵的自然资源,是取之不尽用之不竭的水力是一种宝贵的自然资源,是取之不尽用之不竭的可再生能源,而且是洁净的能源。利用水能的最普遍的形式可再生能源,而且是洁净的能源。利用水能的最普遍的形式是建设水电站,利用水流的流量和落差发电,或称为水力发是建设水电站,利用水流的流量和落差发电,或称为水力发电。世界各国都竟相优先开发水力发电,作为电力工业的重电。世界各国都竟相优先开发水力发电
3、,作为电力工业的重要组成部分。我国幅员辽阔,河川纵横,是世界上水力资源要组成部分。我国幅员辽阔,河川纵横,是世界上水力资源最丰富的国家之一,水力资源的蕴藏量达最丰富的国家之一,水力资源的蕴藏量达68亿亿kW,约占,约占全世界的全世界的16,居世界第一位,可能开发的容量约,居世界第一位,可能开发的容量约4亿亿kW,年发电量年发电量12万亿万亿kWh左右。这相当于每年提供左右。这相当于每年提供48亿吨亿吨标准煤或标准煤或36亿吨重油的能量。亿吨重油的能量。发电发电发电发电3、核能发电核能发电 核能指原子核能,又称原子能,是原子核能指原子核能,又称原子能,是原子结构发生变化时放出的能量。目前,从实用
4、结构发生变化时放出的能量。目前,从实用来讲,核能指的是一些重金属元素铀、钚的来讲,核能指的是一些重金属元素铀、钚的原子核发生分裂反应(又称裂变)或者轻元原子核发生分裂反应(又称裂变)或者轻元素氘、氚的原子核发生聚合反应(又称聚变)素氘、氚的原子核发生聚合反应(又称聚变)时,所放出的巨大能量,前者称为裂变能,时,所放出的巨大能量,前者称为裂变能,后者称为聚变能。通常所说的核能是指受控后者称为聚变能。通常所说的核能是指受控核裂变链式反应产生的能量。核裂变链式反应产生的能量。发电发电秦山核电站全景秦山核电站全景-第一座自己研究、设计和建造的核电站第一座自己研究、设计和建造的核电站 目前总装机容量为目
5、前总装机容量为300万千瓦万千瓦 发电发电4、风力发电风力发电 通常所说的风能是空气流动所具有的动通常所说的风能是空气流动所具有的动能。风力发电就是将空气流动的动能转变为能。风力发电就是将空气流动的动能转变为电能。电能。发电发电6、太阳能发电太阳能发电 太阳能就是太阳辐射能。在太阳里,每时每刻都进行太阳能就是太阳辐射能。在太阳里,每时每刻都进行着激裂的核裂变和核聚变反应,从而产生大量的热。太阳表着激裂的核裂变和核聚变反应,从而产生大量的热。太阳表面的温度达面的温度达6000左右,内部温度高达数百万度。由于太阳左右,内部温度高达数百万度。由于太阳的温度很高,它不断地向宇宙空间辐射能量,包括可见光
6、,的温度很高,它不断地向宇宙空间辐射能量,包括可见光,不可见光和各种微粒,总称为太阳辐射。不可见光和各种微粒,总称为太阳辐射。地球上除核能以外的一切能源,无论是煤炭、石油、地球上除核能以外的一切能源,无论是煤炭、石油、天然气、水力或风力都来自太阳。全球人类目前每年能源消天然气、水力或风力都来自太阳。全球人类目前每年能源消费的总和只相当于太阳在费的总和只相当于太阳在40分钟内照射到地球表面的能量。分钟内照射到地球表面的能量。太阳能随处可得,不必远距离输送,而且是洁净的能源。由太阳能随处可得,不必远距离输送,而且是洁净的能源。由于这些独特的优点,太阳能发电作为新兴的产业正在迅速崛于这些独特的优点,
7、太阳能发电作为新兴的产业正在迅速崛起。起。发电发电5、地热发电地热发电 地热能就是地球内部的热释放到地表的能量。地热能就是地球内部的热释放到地表的能量。地球内部包含着巨大的热量,由于这一热量的影响,地球内部包含着巨大的热量,由于这一热量的影响,地球表层以下的温度随深度逐渐增高,大部分地区地球表层以下的温度随深度逐渐增高,大部分地区每深入每深入100m,温度增加,温度增加3度,以后其增长速度又逐度,以后其增长速度又逐渐减慢,到一定深度就不再升高了。估计地核的温渐减慢,到一定深度就不再升高了。估计地核的温度在度在5000以上。现在能被我们控制利用的地热能以上。现在能被我们控制利用的地热能主要是地下
8、热水、地热蒸汽和热岩层。我国地热资主要是地下热水、地热蒸汽和热岩层。我国地热资源相当丰富,但温度偏低,可以用来发电的主要集源相当丰富,但温度偏低,可以用来发电的主要集中在西藏和滇西一带。中在西藏和滇西一带。发电发电5、海洋能发电海洋能发电 海洋能是海流动能、海洋热能、潮汐能海洋能是海流动能、海洋热能、潮汐能和波浪能等的总称。海洋能用于发电有海流和波浪能等的总称。海洋能用于发电有海流发电、海洋温差发电、波浪发电和潮汐发电发电、海洋温差发电、波浪发电和潮汐发电等几种方式。目前成熟的只有潮汐发电。等几种方式。目前成熟的只有潮汐发电。发电发电目录目录一、发电卷一、发电卷二、变电卷二、变电卷三、输电卷三
9、、输电卷变电变电变电站变电站 变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施,它通能、控制电力的流向和调整电压的电力设施,它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。过其变压器将各级电压的电网联系起来。变电站起变换电压作用的设备是变压器,除此变电站起变换电压作用的设备是变压器,除此之外,变电站的设备还有开闭电路的开关设备,汇之外,变电站的设备还有开闭电路的开关设备,汇集电流的母线,计量和控制用互感器、仪表、继电集电流的母线,计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等,有的保护装置和防雷保护装置、调度通
10、信装置等,有的变电站还有无功补偿设备。变电站还有无功补偿设备。变电站变电站 变换电能电压、接受、变换电能电压、接受、汇集和分配电能。汇集和分配电能。变电变电变电站一次结线图结线方式(单母线)变电站一次结线图结线方式(单母线)变电变电变电站一次结线图结线方式(双母线)变电站一次结线图结线方式(双母线)变电变电变电站设施变电站设施 配配配配电电电电装装装装置置置置是是是是变变变变电电电电站站站站中中中中交交交交换换换换功功功功率率率率和和和和汇汇汇汇集集集集、分分分分配配配配电电电电能能能能的的的的电电电电气气气气装装装装置置置置,包包包包括括括括变变变变压压压压器器器器、母母母母线线线线、断断断
11、断路路路路器器器器、隔隔隔隔离离离离开开开开关关关关、电电电电压压压压互互互互感感感感器器器器(PTPT)、)、)、)、电流互感器电流互感器电流互感器电流互感器(CTCT)和和和和避雷器避雷器避雷器避雷器等。等。等。等。母母线线变电变电变电站设施变电站设施l l 电力变压器,就是变换电压的设备,它连接着不同电压电力变压器,就是变换电压的设备,它连接着不同电压电力变压器,就是变换电压的设备,它连接着不同电压电力变压器,就是变换电压的设备,它连接着不同电压 等级的配电装置,一般又称为变电站的主变压器。等级的配电装置,一般又称为变电站的主变压器。等级的配电装置,一般又称为变电站的主变压器。等级的配电
12、装置,一般又称为变电站的主变压器。l l 控制、测量、信号、保护和自动装置统称二次设备,是控制、测量、信号、保护和自动装置统称二次设备,是控制、测量、信号、保护和自动装置统称二次设备,是控制、测量、信号、保护和自动装置统称二次设备,是 保证电气设备(一次设备)安全运行的监控和保护手段。保证电气设备(一次设备)安全运行的监控和保护手段。保证电气设备(一次设备)安全运行的监控和保护手段。保证电气设备(一次设备)安全运行的监控和保护手段。l l 补偿装置:电力网内无功功率要求就地平衡。为了平衡变补偿装置:电力网内无功功率要求就地平衡。为了平衡变补偿装置:电力网内无功功率要求就地平衡。为了平衡变补偿装
13、置:电力网内无功功率要求就地平衡。为了平衡变 电站所供电范围内的无功功率,在变电站内装设电站所供电范围内的无功功率,在变电站内装设电站所供电范围内的无功功率,在变电站内装设电站所供电范围内的无功功率,在变电站内装设同步调相同步调相同步调相同步调相 机机机机或或或或并联电容器组并联电容器组并联电容器组并联电容器组;为了补偿远距离输电线路的充电功率,;为了补偿远距离输电线路的充电功率,;为了补偿远距离输电线路的充电功率,;为了补偿远距离输电线路的充电功率,往往需要在变电所内装设往往需要在变电所内装设往往需要在变电所内装设往往需要在变电所内装设并联电抗器并联电抗器并联电抗器并联电抗器;有时还需要在变
14、电;有时还需要在变电;有时还需要在变电;有时还需要在变电 站中装设站中装设站中装设站中装设串联电容器组串联电容器组串联电容器组串联电容器组。变电变电变压器变压器 按其作用,可分为升压按其作用,可分为升压变压器和降压变压器,前者变压器和降压变压器,前者用于电力系统送端变电站,用于电力系统送端变电站,后者用于受端变电站。后者用于受端变电站。变压器的电压需与电力变压器的电压需与电力系统的电压相适应。为了在系统的电压相适应。为了在不同负荷情况下保持合格的不同负荷情况下保持合格的电压,有时需要切换变压器电压,有时需要切换变压器的分接头。的分接头。变电变电电压互感器和电流互感器电压互感器和电流互感器 工作
15、原理和变压器相似,它们把高电压工作原理和变压器相似,它们把高电压(设备和母线的运行电压)、大电流(即设(设备和母线的运行电压)、大电流(即设备和母线的负荷或短路电流)按规定比例变备和母线的负荷或短路电流)按规定比例变成测量仪表、继电保护及控制设备的低电压成测量仪表、继电保护及控制设备的低电压和小电流。在额定运行情况下,电压互感器和小电流。在额定运行情况下,电压互感器二次电压为二次电压为100V,电流互感器二次电流为,电流互感器二次电流为5A或或1A。变电变电开关设备开关设备 包括断路器、隔离开关、负荷开关、高包括断路器、隔离开关、负荷开关、高压熔断器等,都是断开和合上电路的设备。压熔断器等,都
16、是断开和合上电路的设备。断路器断路器在电力系统正常运行情况下用来在电力系统正常运行情况下用来合上和断开电路,故障时,在继电保护装置合上和断开电路,故障时,在继电保护装置控制下自动把故障设备和线路断开,还可以控制下自动把故障设备和线路断开,还可以有自动重合闸功能。在我国,有自动重合闸功能。在我国,220kV以上变以上变电站使用较多的是空气断路器和六氟化硫断电站使用较多的是空气断路器和六氟化硫断路器。路器。变电变电 隔离开关隔离开关(刀闸)的主要作用是在设备或线路(刀闸)的主要作用是在设备或线路检修时隔离电压,以保证安全。它不能断开负荷电检修时隔离电压,以保证安全。它不能断开负荷电流和短路电流,应
17、与断路器配合使用。在停电时,流和短路电流,应与断路器配合使用。在停电时,应先拉断路器,后拉隔离开关;送电时,应先合隔应先拉断路器,后拉隔离开关;送电时,应先合隔离开关,后合断路器。如果误操作,将引起设备损离开关,后合断路器。如果误操作,将引起设备损坏和人身伤亡。坏和人身伤亡。负荷开关负荷开关能在正常运行时断开负荷电流,没有能在正常运行时断开负荷电流,没有断开故障电流的能力,一般与高压熔断器配合用于断开故障电流的能力,一般与高压熔断器配合用于10kV及以上电压且不经常操作的变压器或出线上。及以上电压且不经常操作的变压器或出线上。变电变电变电变电 为了减少变电站的占地面积,近年来,积极发为了减少变
18、电站的占地面积,近年来,积极发展六氟化硫全封闭组合电器。它把断路器、隔离开展六氟化硫全封闭组合电器。它把断路器、隔离开关、母线、接地开关、互感器、出线套管或电缆终关、母线、接地开关、互感器、出线套管或电缆终端头等分别装在各自密封间中,集中组成一个整体端头等分别装在各自密封间中,集中组成一个整体外壳,充以的六氟化硫气体作为绝缘介质。这种组外壳,充以的六氟化硫气体作为绝缘介质。这种组合电器具有结构紧凑,体积小,重量轻,不受大气合电器具有结构紧凑,体积小,重量轻,不受大气条件影响,检修间隔长,无触电事故和电噪声干扰条件影响,检修间隔长,无触电事故和电噪声干扰等优点,具有发展前途。在国外,这种设备的最
19、高等优点,具有发展前途。在国外,这种设备的最高电压已发到电压已发到765kV,已在变电站投入运行。目前,已在变电站投入运行。目前,它的缺点是价格贵,制造和检修工艺要求高。它的缺点是价格贵,制造和检修工艺要求高。变电变电 变电站还装有防雷设备,主要有避雷针变电站还装有防雷设备,主要有避雷针和避雷器。避雷针是为了防止变电站遭受直和避雷器。避雷针是为了防止变电站遭受直接雷击,将雷电对其自身放电,把雷电流引接雷击,将雷电对其自身放电,把雷电流引入大地。在变电站附近的线路上落雷时,雷入大地。在变电站附近的线路上落雷时,雷电波会沿导线进入变电站,产生过电压。另电波会沿导线进入变电站,产生过电压。另外,断路
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