电力基础知识（电力系统、电力网、电力生产常识）.ppt

广广东电网东电网公司新入企公司新入企员员工培工培训训系列系列课课件件 电力基础知识电力基础知识 一、电力系统 三、发电 四、变电 五、电力线路 六、用电 二、南方电网及广东电网概况 发电厂发电厂 负荷负荷 中心中心 配电网配电网 用户用户 降压变降压变电站电站 升压变升压变电站电站 输电网输电网 电力系统是由发电厂、输电网、配电网和电力用户组成的整体电力系统是由发电厂、输电网、配电网和电力用户组成的整体。一、电力系统 一、电力系统 一、电力系统 特点：1.电能的生产、传输及消费几乎同时进行，因为发电设备任何时刻生产的电能必须与消耗的电能相平衡；2.电能与国民经济各部门之间的关系密切；3.电力系统的暂态过程非常短暂；4.对电能质量的要求颇为严格。评价电能质量的指标：1.电压 2.频率 3.波形 一、电力系统 一、电力系统 三、发电 四、变电 五、电力线路 六、用电 二、南方电网及广东电网概况 三、发电 按使用的燃料分类：1.燃煤发电厂 2.燃油发电厂(实际是提取汽油、煤油、柴油后的渣油)3.燃气发电厂(天然气、煤气等可燃气体)4.余热发电厂(工业企业的各种余热)此外还有利用垃圾及工业废料作燃料的发电厂 3.1 火力发电厂 按原动机分类分类：1.凝汽式汽轮机发电厂 2.燃汽轮机发电厂 3.内燃机发电厂 4.蒸汽燃汽轮机发电厂 按供出能源分类：1.凝汽式发电厂（只供应电能）2.热电厂（同时向外供应电能和热能）3.1 火力发电厂 按蒸汽压力和温度分类：3.1 火力发电厂 名称名称 蒸汽压力蒸汽压力(M(MPa)Pa)蒸汽温度蒸汽温度()单机功率单机功率(MW)MW)中低压发电厂 3.92 450 25 高压发电厂 9.9 540 100 超高压发电厂 13.83 540 200 亚临界压力发电厂 16.77 540 300-1000 超临界压力发电厂 22.11 550 600 3.1 火力发电厂 3.1 火力发电厂 3.1 火力发电厂 3.1 火力发电厂 3.1 火力发电厂 3.2 水力发电厂 概述：我国是世界上水资源最丰富的国家，蕴藏量为6.8亿kW。我国长江三峡水电站，位于葛洲坝水电站上游约40km处，总库容为393亿m3：，设计装机容量为2670万kW1820万kW，比曾经世界上最大的依泰普水电站（位于南美洲巴西边界的巴拉那河中游，总库容290亿m3，装机容量为1870万kW1360万kW）还要大。坝后式水电站：厂房建在坝的后面，水流经坝体内的水轮机管道引入厂房的水轮发电机发电。这种水电站有库容，可按计划调节，更科学、合理的利用水能。其上游水压由坝体承受，适用于水头较高的坝后式水电厂。河床式水电站：水电站的厂房代替一部分坝体，直接承受上游水的压力，水流由上游进入厂房，转动水轮发电机后泄入下游。这种电站无库容，也不需要专门的水轮机管道，又称径流式水电站，一般建于中、下游平原河段。3.2 水力发电厂 引水式水电站：引水式水电站是将坡降较小的弯曲弧形河段用直线形引水管道将落差集中引入厂房中的水轮发电机发电，其尾水泄入河的下游。这种水电站的特点是具有较长的引水道，如广西红水河天生桥二级水电厂，引入渠道长达9555m，设计水头l 76m。河床式水电站和引人式水电站多是无调节的。3.2 水力发电厂 3.2 水力发电厂 坝后式水电站示意图坝后式水电站示意图 3.2 水力发电厂 河床式水电站示意图河床式水电站示意图 3.2 水力发电厂 引水式水电站示意图引水式水电站示意图 抽水蓄能式水电站：抽水蓄能式水电站有高位和低位两个水库，安装既可抽水又能发电的可逆式两用机组。在高峰负荷时，机组作为水轮机发电机组，将高位水库的水放下来通过机组发电，对电力系统供电；当低峰负荷(如深夜不用电)时，可逆机组则作为电动机水泵机组，用系统的电能将低位水库的水抽入高位水库蓄能；在系统缺电时(枯水期或用电高峰时)，高位水库的水再用来发电。一般配合核能发电厂使用。3.2 水力发电厂 3.2 水力发电厂 3.2 水力发电厂 3.2 水力发电厂 水能可储蓄和调节。电能的生产是发、输、用同时完成的，不能大量储存，而水资源可借助水库进行调节和储蓄，而且可建造抽水蓄能发电站，扩大利用水的能源。水力发电不污染环境。水力发电不产生烟气和废气，不会造成环境污染。相反，大水库可调节空气的温度和湿度，改善自然生态，往往成为旅游和疗养胜地。水电站建设投资大、工期长。修建水电站的施工工程量大，需修建拦河大坝，改建道路，而且常常淹没土地，移民搬迁及远距离输电等，工程量、工期和投资都远比火电厂大。水电站建设受自然条件限制。水电站的建设和生产都受河流的地形、水量及季节气象条件限制，因此发电量也受到水文气象条件的制约。3.2 水力发电厂 3.2 水力发电厂 3.2 水力发电厂 3.3 原子能发电厂 3.3 原子能发电厂 压水堆压水堆 3.3 原子能发电厂 特点：不需送风、吸风设备和煤份制备及输送装置，烟囱低而小；汽轮机参数比火电厂机组低得多；热污染较为严重，用水量大；对安全可靠和防护措施的要求极为严格；反应核废料处理要求严格。3.3 原子能发电厂 3.3 原子能发电厂 3.3 原子能发电厂 3.4 风力发电厂 概述：风力发电是以自然界的风为动力，驱动发电机发电。风力发电要求风速大而稳定，我国内蒙、西北和沿海地区的风能资源丰富，已有不少中、小型风力发电站在运行。德国、荷兰、丹麦、英国、美国等国家风力发电比较发达。英国已开发6000km2的风力密集地区，采用风力发电达到英国20的电力需要。美国已有台风力发电机组的总装机容量达30000MW以上。近年来，不少国家已采用风能与太阳的混合发电装置。到2009年底，我国已有风电装机25805.3 MW，仅占同期全国发电总装机容量的2.95%。3.4 风力发电厂 叶片叶片 升速升速装置装置 发电发电机机 感受元件感受元件 控制装置控制装置 防雷保护防雷保护 改变方向的改变方向的驱动装置驱动装置 底板和外罩底板和外罩 控制保护控制保护装置装置 变压器和变压器和开关开关 电缆电缆 3.4 风力发电厂 特点：间歇性机组出力随着气象条件，季节和每日不同时间段而变化，不能按计划发电；采用多种发电机技术，包括感应发电机、双馈变速发电机和同步发电机，并且有些发电系统采用多种电力电子控制技术。大型风电场包含数百台机组，控制设备复杂；不同类型的风电机组在故障时的暂态响应不同；由风电机群的特性和协调全部风电机群运行的风电场综合控制系统决定。3.4 风力发电厂 3.4 风力发电厂 一、电力系统 三、发电 四、变电 五、电力线路 六、用电 二、南方电网及广东电网概况 概述：变电站是电力网的重要组成部分，是用于变换电压、接受和分配电能、控制电力流向和调整电压的电力设施。变电站是联系发电厂、电网和用户的中间环节，它通过变压器将各级电压的电网联系起来，是电力网的枢纽。四、变电 四、变电 按作用分类：1.枢纽变电站 指电压等级较高、容量较大，处于联系电力每户各部分的中枢位置，地位重要的变电站。2.中间变电站 指处于发电厂和负荷中心之间的变电站，从这里可以转送或抽引一部分负荷。3.终端变电站 指只能负责供应一个局部地区的负荷，不承担转送功率的变电站。四、变电 四、变电 变压器变压器 断路器断路器 隔离开关隔离开关 互感器互感器 熔断器熔断器 母线母线 防雷设施防雷设施 变电站主变电站主要一次设要一次设备备 作用：变压器在电力系统中的主要作用是变换电压，以利于电能的传输和使用。4.1 变压器 工作原理：变压器是利用电磁感应原理制成的。当一次绕组加上电压，流过交流电流时，在铁芯中就产生交变磁通。于是，在二次绕组中就产生了感应电压，两者电压之比等于匝数之比，这样就起到了变压作用。一次绕组 8匝线圈 二次绕组 4匝线圈 输入电压 24V 输出电压 12V 主要部件：铁芯、绕组、绝缘、油及辅助设备 按相数分类：1.单相变压器 2.三相变压器 4.1 变压器 4.1 变压器 4.1 变压器 4.1 变压器 4.1 变压器 4.1 变压器 4.1 变压器 4.1 变压器 4.1 变压器 4.1 变压器 4.1 变压器 4.2 断路器 4.2 断路器 按灭弧介质分类：1.油断路器 2.真空断路器 3.压缩空气断路器 4.SF6断路器 5.全封闭组合电器（GIS）由于SF6气体拥有如图所示 优点，因此 SF6断路器得到 了越来越广泛的使用。但是SF6气体被列为全球受限制的 温室气体，因此要采用专门的净化装置进行回收处理。4.2 断路器 4.2 断路器 真空断路器真空断路器 4.2 断路器 真空断路器真空断路器 4.2 断路器 SFSF6 6 断断 路路 器器 4.2 断路器 SFSF6 6 断断 路路 器器 4.2 断路器 SFSF6 6 断断 路路 器器 4.2 断路器 SFSF6 6 断断 路路 器器 4.2 断路器 SFSF6 6 断断 路路 器器 4.3 隔离开关 作用：1.隔离电源：2.倒闸操作，改变运行方式：3.拉、合无电流或微小电流的电路 隔离开关与断路器之间要加装闭锁装置：由于隔离开关没有灭弧装置，只能接通和断开空载电路。所以，只有在断路器断开的情况下，才能操作隔离开关。加装闭锁装置就是为了避免发生隔离开关带负荷操作的事故发生。4.3 隔离开关 4.3 隔离开关 4.3 隔离开关 4.3 隔离开关 4.3 隔离开关 4.4 互感器 4.4 互感器 电压互感器电压互感器 电流互感器电流互感器 4.4 互感器 电压互感器电压互感器 4.4 互感器 电压互感器电压互感器 4.4 互感器 电流互感器电流互感器 4.4 互感器 电流互感器电流互感器 4.4 互感器 电流互感器电流互感器 4.4 互感器 电流互感器电流互感器 4.4 互感器 电流互感器电流互感器 4.4 互感器 电流互感器电流互感器 4.5 熔断器 4.6 母线 4.6 母线 4.6 母线 4.6 母线 4.6 母线 4.6 母线 4.6 母线 4.6 母线 4.6 母线 4.6 母线 4.6 母线 4.6 母线 4.6 母线 4.7 防雷设施 机械效应机械效应 击毁电气设备、杆塔和建筑，伤害击毁电气设备、杆塔和建筑，伤害人、畜人、畜 热效应热效应 烧断导线，烧毁电气设备烧断导线，烧毁电气设备 电磁效应电磁效应 产生过电压，击穿绝缘，甚至引起火灾产生过电压，击穿绝缘，甚至引起火灾和爆炸，造成人身伤亡和爆炸，造成人身伤亡 闪络放电闪络放电 烧坏绝缘子，使断路器跳闸，线路烧坏绝缘子，使断路器跳闸，线路停电或引起火灾。停电或引起火灾。雷电对电力系统的雷电对电力系统的危害危害 4.7 防雷设施 4.7 防雷设施 变电站的防雷设施：1.避雷针 2.避雷器 避雷针：避雷针一般用于保护变电所设备免受直接雷击。避雷针应高于被保护物，其作用是将雷电吸引到避雷针本身上来。4.7 防雷设施 4.7 防雷设施 避雷针避雷针 4.7 防雷设施 避避 雷雷 针针 4.7 防雷设施 避雷器避雷器 4.7 防雷设施 避避 雷雷 器器 4.7 防雷设施 避雷器避雷器 4.7 防雷设施 避雷器避雷器 4.8 GIS全封闭组合电器 断路器断路器 隔离开关隔离开关 快速或慢速快速或慢速 接地开关接地开关 电流互感器电流互感器 电压互感器电压互感器 避雷器避雷器 母线母线 封闭外壳封闭外壳 伸缩节伸缩节 出线套管出线套管 GIS组成 SF6气体气体 4.8 GIS全封闭组合电器 GIS的主要特点的主要特点 占地面积小占地面积小 占用空间少占用空间少 可靠性高可靠性高 运行维护运行维护 工作量少工作量少 检修周期长检修周期长 不受外界环不受外界环 境的影响境的影响 抗震能力强抗震能力强 不产生噪音不产生噪音 和无线电干扰和无线电干扰 GISGIS 全全 封封 闭闭 组组 合合 电电 器器 4.8 GIS全封闭组合电器 江门江门500KV500KV变电站的变电站的GISGIS 4.8 GIS全封闭组合电器 一、电力系统 三、发电 四、变电 五、电力线路 六、用电 二、南方电