电力工程基础知识.pptx
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1、电力系统概论 主讲:主讲:李李 文文 磊磊 宁波大学信息科学与工程学院宁波大学信息科学与工程学院 Thursday,February 9,2023Thursday,February 9,2023 Introduction to Power Systems2/9/20231课程介绍课程介绍教材:教材:刘涤尘等编,电气工程基础,武汉理工大学出刘涤尘等编,电气工程基础,武汉理工大学出版社,版社,2002 参考书目:参考书目:1 熊信银熊信银 张步涵,电气工程基础,华中科技大学出张步涵,电气工程基础,华中科技大学出版社,版社,20052 刘介才,工厂供电,机械工业出版社,刘介才,工厂供电,机械工业出版
2、社,20043杨淑英杨淑英.电力系统概论电力系统概论,中国电力出版社中国电力出版社,2003 周数:周数:1717周周 讲课:讲课:5151学时学时 学分:学分:3 3 考核方式考核方式:一页开卷。一页开卷。成绩评定:成绩评定:期末考试占期末考试占50%50%,平时,平时成绩成绩(出勤、作业、课堂表现出勤、作业、课堂表现)占占50%50%2/9/20232第一章 电力工程基础&一、一、电力工业在国民经济中的地位电力工业在国民经济中的地位&二、二、电力系统简介电力系统简介&三、三、发电厂发电厂&四、四、对电力系统运行的基本要求对电力系统运行的基本要求&五、五、电力系统的额定电压电力系统的额定电压
3、&六、六、电力系统的供电质量电力系统的供电质量2/9/202331.1.电力工业电力工业n电电力力工工业业:把把一一次次能能源源转转换换成成人人们们可可使使用的电能的产业用的电能的产业电力工业电力工业一、电力工业的地位一、电力工业的地位 煤炭、石油、天然气煤炭、石油、天然气 火电厂火电厂水能水能水电厂水电厂核能核能核电厂核电厂新能源新能源(风能、潮汐、风能、潮汐、地热、太阳能地热、太阳能)新能源发电新能源发电2/9/2023420122012年年7 7月月30-3130-31日印度大停电日印度大停电 电力工业的地位一、电力工业的地位一、电力工业的地位 起因:起因:7月30日,当地时间凌晨02:
4、35,阿格拉-巴雷利输电系统的一条电线400 kV的比那-瓜廖尔线发生短路,从而引发电网崩溃。所有受影响地区的主要发电站先后关闭,造成大约320亿瓦特的电力缺口。2012年7月30日和7月31日接连发生在印度北部的两次大停电事故。该事故使得印度超过22个邦受到影响,其中第一次停电事故就影响了14个邦,而第二次事故则多达20个。该事故也是历史上最大规模的停电,超过6亿人的日常生活受到影响,占印度总人口的一半左右。2/9/2023520032003年年8 8月月1414日北美大停电日北美大停电 电力工业的地位一、电力工业的地位一、电力工业的地位 起因:起因:俄亥俄州的一家电力公司没有及时修剪树木,
5、导致在用电高峰期,高压电俄亥俄州的一家电力公司没有及时修剪树木,导致在用电高峰期,高压电缆下垂,触到树枝而短路。随后,俄亥俄的一家发电厂因此下线,多米诺缆下垂,触到树枝而短路。随后,俄亥俄的一家发电厂因此下线,多米诺骨牌被触发骨牌被触发 。根据事后统计,该次大停电,北美的纽约、底特律、克利夫兰、渥太华、多伦多等重要城市及周边地区近5000万人口受到影响,部分经济活动也出现停滞。停电当天,纽约市发生了60起严重火灾,电梯救援行动多达800次,紧急求救电话接近8万次,急诊医疗服务求助电话也创记录的达到5000次。美国三大汽车制造厂也停止生产、地铁停驶、交通阻塞、班机延误,民众生活面临种种不便。2/
6、9/20236起起因因:伦伦敦敦国国家家电电网网中中一一个个27.5万万伏伏特特的的供供电电系系统统出出现现故故障障,导导致致伦伦敦敦近近2/3的的地地铁铁运运营营中中断断,部部分分列列车车停停运运,许许多多地地区区路路灯灯和和交交通通信信号号灯灯熄熄灭灭,路路面面交交通通出出现现混混乱乱,约有约有25万人因突然停电被困在伦敦地铁中。停电持续了两个小时才开始恢复。万人因突然停电被困在伦敦地铁中。停电持续了两个小时才开始恢复。2003年年8 8月月2828日英国停电日英国停电 电力工业的地位一、电力工业的地位一、电力工业的地位 在英国伦敦一个观光大转轮上,几名游客由于停电被滞留在半空中 2/9/
7、20237美、加发生的重大停电事故一览电力工业的地位2/9/20238 1.1.浙江浙江19721972年年7 7月月2020日电网瓦解事故,损失负荷日电网瓦解事故,损失负荷3535万千瓦万千瓦(占占事故前全网负荷的事故前全网负荷的71.5%)71.5%),经济损失约,经济损失约200200万元。万元。2.2.湖北湖北19721972年年7 7月月2727日大面积停电事故,造成武汉、黄石、日大面积停电事故,造成武汉、黄石、黄冈地区全部停电,经济损失黄冈地区全部停电,经济损失24002400余万元。余万元。3.3.安徽安徽19801980年年7 7月月2727日大面积停电事故,造成合肥以南及日大
8、面积停电事故,造成合肥以南及皖南大部分地区停电皖南大部分地区停电20302030分钟,经济损失分钟,经济损失6060万元。万元。4.4.华中华中19821982年年8 8月月7 7日电网稳定破坏事故,造成湖北地区日电网稳定破坏事故,造成湖北地区大面积停电,武钢、冶钢等重要用户严重受损,部分设备损坏,大面积停电,武钢、冶钢等重要用户严重受损,部分设备损坏,1010小时后恢复正常。小时后恢复正常。5.5.贵州贵州19891989年年8 8月月4 4日大面积停电事故,造成北部电网和日大面积停电事故,造成北部电网和清镇、贵阳、水城、都匀等电厂与主网解列,损失负荷清镇、贵阳、水城、都匀等电厂与主网解列,
9、损失负荷47.447.4万千万千瓦,损失电量瓦,损失电量14.614.6万千瓦时。万千瓦时。我国电网大停电事故一览我国电网大停电事故一览 电力工业的地位2/9/20239 6.6.广东广东19901990年年9 9月月2020日大面积停电事故,造成广东北部电日大面积停电事故,造成广东北部电网与主网解列,北部电网频率崩溃,韶关、清远、肇庆三市网与主网解列,北部电网频率崩溃,韶关、清远、肇庆三市全部停电,韶关、广州、南水、长湖四厂失去厂用电。事故全部停电,韶关、广州、南水、长湖四厂失去厂用电。事故历时历时3 3小时小时0202分,损失负荷分,损失负荷8080万千瓦,损失电量万千瓦,损失电量177.
10、1177.1万千瓦万千瓦时。时。7.7.新疆新疆19931993年年3 3月月1414日大面积停电事故,造成系统瓦日大面积停电事故,造成系统瓦解事故,系统解列成三片运行。解事故,系统解列成三片运行。8.8.海南海南19931993年年4 4月月2424日大面积停电事故,造成海南全日大面积停电事故,造成海南全网瓦解,烧毁高压开关柜网瓦解,烧毁高压开关柜6 6面,波及面,波及1616面;损失电量面;损失电量137137万千万千瓦时。瓦时。9.9.西北西北19971997年年2 2月月2727日大面积停电事故,造成西安东日大面积停电事故,造成西安东部、咸阳、渭南地区大面积停电,商洛地区全部停电。部、
11、咸阳、渭南地区大面积停电,商洛地区全部停电。10.2008 10.2008年中国湖南省大停电:年中国湖南省大停电:20082008年年2 2月中国部分地区月中国部分地区经历了一场经历了一场5050年一遇的雪灾,这次雪灾对湖南地区电网设年一遇的雪灾,这次雪灾对湖南地区电网设备造成了巨大的破坏,让备造成了巨大的破坏,让450450万人在没有电的情况下生活了万人在没有电的情况下生活了两个星期之久。两个星期之久。我国电网大停电事故一览我国电网大停电事故一览 电力工业的地位2/9/202310 世界人均消费电能电力工业的地位一、电力工业的地位一、电力工业的地位 2/9/202311我国历年人均用电指标我
12、国历年人均用电指标(1952195220012001)电力工业的地位2/9/202312n电力工业在国民经济中占有十分重要的地位,电力工业在国民经济中占有十分重要的地位,是国民经济重要的基础工业,也是国民经济发是国民经济重要的基础工业,也是国民经济发展战略中的重点和先行产业。展战略中的重点和先行产业。n电力工业必须优先于其它工业部门的发展而发电力工业必须优先于其它工业部门的发展而发展,其建设和发展的速度必须高于国民经济生展,其建设和发展的速度必须高于国民经济生产总值的增长速度,只有这样,国民经济各部产总值的增长速度,只有这样,国民经济各部门才能够快速而稳定地发展,这是社会的进步、门才能够快速而
13、稳定地发展,这是社会的进步、综合国力的增强及人民物质文化生活现代化的综合国力的增强及人民物质文化生活现代化的需要。需要。一、电力工业的地位一、电力工业的地位 2/9/202313二、电力系统简介二、电力系统简介 电力系统构成电力系统构成n 电力系统电力系统是由发电厂、输配电系统(变压器、输是由发电厂、输配电系统(变压器、输配电线路)和用户组成的统一整体,通常覆盖广配电线路)和用户组成的统一整体,通常覆盖广阔的地域。阔的地域。发电厂输电线路配电线路变压器变压器用户220kV10kV380V12kV2/9/202314二、电力系统简介二、电力系统简介电力系统构成电力系统构成 水电厂水电厂核电厂核电
14、厂火电厂火电厂工厂电气铁路风电地区变电所配电变电所居民区输电线路居民配电线路110500变电站变电站500kV10kV枢纽变电所枢纽变电所110kV电力系统电力系统示意图示意图2/9/202315n(1)电力系统:生产、输送、分配与消费电能的系统。包括:发)电力系统:生产、输送、分配与消费电能的系统。包括:发电机、电力网和用电设备组成。电机、电力网和用电设备组成。n(2)电力网:电力系统中输送与分配电能的部分。)电力网:电力系统中输送与分配电能的部分。n(3)动力系统:动力部分与电力系统组成的整体。)动力系统:动力部分与电力系统组成的整体。二、电力系统简介二、电力系统简介电力系统构成电力系统构
15、成 2/9/202316二、电力系统简介二、电力系统简介电力系统构成电力系统构成 热力网热力网水水库库23kV锅锅炉炉10kV10kV工业用户工业用户220/380V商业用户商业用户反反应应堆堆23kV电力系统电力系统电力网电力网动力系统动力系统220kV110kV500kV超高压电网超高压电网地方电力网地方电力网区域电力网区域电力网枢纽枢纽变电站变电站中间中间变电站变电站终端终端变电站变电站2/9/202317二、电力系统简介二、电力系统简介电力系统构成电力系统构成 n电力线路是电力系统的重要组成部分,它担负着输送和分配电能的任务。电力线路是电力系统的重要组成部分,它担负着输送和分配电能的任
16、务。n由由电电源源向向电电力力负负荷荷中中心心输输送送电电能能的的线线路路,称称为为输输电电线线路路或或送送电电线线路路。送送电电线路的电压较高,一般在线路的电压较高,一般在110kV及以上。及以上。n主主要要担担任任分分配配电电能能任任务务的的线线路路,称称为为配配电电线线路路,配配电电电电压压较较低低,一一般般在在35kV及以下。及以下。n电电压压在在110kV及及以以上上、供供电电范范围围较较广广、输输送送功功率率较较大大的的电电力力网网,称称为为区区域域电电力力网网。电压在电压在110kV以下、供电距离较短、输电功率较少的电力网,称为以下、供电距离较短、输电功率较少的电力网,称为地方电
17、力网地方电力网。n电电压压在在610kV的的配配电电网网称称为为中中压压配配电电网网。城城市市电电网网中中35kV的的配配电电网网亦亦称称为为中中压配电网。压配电网。n电电压压为为380220V的的配配电电网网。称称为为低低压压配配电电网网。这这种种划划分分方方式式井井投投有有严严格格的的界限。界限。2/9/202318二、电力系统简介二、电力系统简介电力系统构成电力系统构成 n地地方方电电力力网网是是指指电电压压等等级级在在35kV以以上上、输输电电距距离离在在50km以以内内的电力网,是一般城市、农村、工矿区的配电网络。的电力网,是一般城市、农村、工矿区的配电网络。n区区域域电电力力网网的
18、的供供电电半半径径在在50km以以上上,电电压压等等级级主主要要为为110220kV,它它将将范范围围较较大大地地区区的的发发电电厂厂联联系系起起来来,通通过过较较长长的的输输电电线线路路,向向各各种种类类型型的的用用户户供供电电。这这种种电电力力网网在在我我国国各各省省(区区)都有。都有。n超超高高压压远远距距离离输输电电网网络络的的电电压压等等级级为为330500kV、输输电电距距离离超超过过300km。它它担担负负着着将将很很远远处处发发电电厂厂生生产产的的电电能能送送往往用用电电负负荷荷中中心心,同同时时它它可可以以将将几几个个区区域域电电力力网网联联接接成成跨跨省省(区区)的的大大电
19、电力系统,甚至形成跨国联合电力系统。力系统,甚至形成跨国联合电力系统。2/9/202319二、电力系统简介二、电力系统简介电力系统构成电力系统构成 电力系统中的升、降压变电所分为电力系统中的升、降压变电所分为枢纽变电所、中间变枢纽变电所、中间变电所和终端变电所。电所和终端变电所。n枢纽变电所枢纽变电所地位重要,处于联系电力系统各部分的中枢位地位重要,处于联系电力系统各部分的中枢位置,容量也较大。置,容量也较大。n中间变电所中间变电所是将发电厂、枢纽变电所及负荷中心联系起是将发电厂、枢纽变电所及负荷中心联系起来,处于电源与负荷的中间位置。从这里还可以转送或来,处于电源与负荷的中间位置。从这里还可
20、以转送或引出一部分负荷。引出一部分负荷。n终端变电所终端变电所或称末端变电所一般是降压变电所,它直或称末端变电所一般是降压变电所,它直接向局部地区的负荷供电而不转送功率。接向局部地区的负荷供电而不转送功率。2/9/202320发电厂类型发电厂类型水力发水力发电厂电厂径流式径流式径流式径流式坝后式坝后式坝后式坝后式河床式河床式河床式河床式抽水蓄能抽水蓄能抽水蓄能抽水蓄能火力发火力发电厂电厂凝汽式凝汽式凝汽式凝汽式热电厂热电厂热电厂热电厂三、发电厂三、发电厂 核电厂核电厂压水堆压水堆压水堆压水堆重水堆重水堆重水堆重水堆新能源新能源发电发电太阳能风太阳能风太阳能风太阳能风力力力力地热地热地热地热潮汐
21、潮汐潮汐潮汐2/9/202321三、发电厂三、发电厂火力发电厂火力发电厂火力发电厂火力发电厂 蒸汽管道蒸汽管道汽轮汽轮机机储煤场储煤场烟囱烟囱输煤皮带输煤皮带升压升压站站锅炉锅炉江河或水库江河或水库冷凝器冷凝器发电发电机机冷却水冷却水火力发电厂是利用煤、油、天然气、油页岩等(火力发电厂是利用煤、油、天然气、油页岩等(火力发电厂是利用煤、油、天然气、油页岩等(火力发电厂是利用煤、油、天然气、油页岩等(固体、液体、固体、液体、气体)气体)为燃料的发电厂。按照发电方式可分为为燃料的发电厂。按照发电方式可分为为燃料的发电厂。按照发电方式可分为为燃料的发电厂。按照发电方式可分为凝汽式汽轮机凝汽式汽轮机凝
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