电气设备教案

教案首页授课顺序专业及班级授课时间课题电力工业发展概况及前景教学目的知识目标了解我国电力工业发展概况：掌握电力系统的基本概念及发电厂、变电站的常见类型；能力目标了解发电厂、变电站常用电气设备；掌握额定电压的确定方法。重点与难点电力系统的基本概念及发电厂、变电站的常见类型掌握额定电压的确定方法教具多媒体授课类型、方法课堂讲授法、讨论法、实验法教学总结播放电站视频让学生更形象生动的认识电站的类型第1章绪论教学要求：了解我国电力工业发展概况：掌握电力系统的基本概念及发电厂、变电站的常见类型；了解发电厂、变电站常用电气设备；掌握额定电压的确定方法。1.1电力工业发展概况及前景电的发明：1831年（英）法拉第→电磁感应→右手螺旋定则→电力系统电能优点：①易于将其它形式的能转化为电能②便于远距离输送（输电线路、电缆）③电能集中，分配自由，能够满足各生产过程的工艺过程④速度快（30万km/s），能量大，能做到约时停送电电力系统发展方向：大容量、超高压、远距离到2001年底，全国水电装机达到8301万kw，火电达到25314万kw，核电达到210万kw，风力和新能源发电达到37万kw。长江三峡工程是世界上最大的电站，总装机容量为18200MW。；广州抽水蓄能电站是世界最大的抽水蓄能电站，总装机容量为240万kw。西藏的羊卓雍湖水电站是世界上海拔最高的电站。广东电网：90.7总装机容量为600万kw，向香港（650万kw）买电7～15万kw50港币/度。92.12总装机容量为750万kw广西广东香港澳门云南贵州广东大电厂380万kw水电站75万kw、小水电150万kw夜间大亚湾核电站2X90万kw————→从化广州抽水蓄能电站240万kw增城500kv变电站广东网电压骨架220kv→500kv日本：1000kv西欧：750kv美国：750kv目前，我国电力工业已开始进入“大机组”、“大电网”、“超高压”、“高自动化”的发展新阶段，科技水平不断提高,调度自动化、光纤通信、计算机控制等高新技术，已在电力系统中得到了广泛应用。1.2电力系统基本概念一、基本概念1、电力系统=发电厂+变电所+输电线路+用户2、动力系统=电力系统+动力装置3、电力网=变压+输电线路+用户4、发电厂煤燃烧汽轮机①火电厂——石油———→热能———→电能天然气化学能机械能分为凝汽式发电厂（专供发电）热电厂（发电兼供热）——如广州电厂、利用率高如：黄埔电厂：4台12.5万kvA2台30万kvA机组1号~4号机烧油5号、6号机烧煤水轮机②水电站——水（落差流量）————→机械能——→电能其生产过程简单、污染小、发电成本低但建设投资大、工期长、受气候、水文条件影响大，分丰水，枯水。反应堆核裂变机械能③核电站——铀——————→热能———→电能钚汽轮机如：浙江秦山核电站（2X60万kw）大亚湾核电站（2X90万kw）阳江核电站（2X90万kw）特点：a消耗燃烧少，如容量为50万kw的大电厂，需燃烧150万吨/年容量为50万kw的大电厂，需铀燃料20吨/年。b.燃烧时不需要空气助燃c.容量越大越经济d.有放射性污染④潮汐电站：潮汐能是地球在自转过程中，海水受月流重力牵引产生的。还有小部分潮汐是受太阳引力牵引形成的。海水涨落的周期为12小时25分钟，同时在海底造成三角流。世界最大的潮汐发电站：法国北部LaRance河，Pe=240MW世界最高的潮汐发电站：加拿大Fundy高达39英尺Pe=20MW世界首座海底潮汐发电站：挪威北部KvalsundPe=300KW（无生态污染，无噪音、不占地）投资1亿美元。5、变电所：升压、降压区域变电所、地方变电所、终端变电所枢纽变电所、中间变电所、地区变电所6、电力线路：输电线路、配电线路二、电力系统的优越性可靠、稳定、经济三、对电力系统运行的基本要求1、保证供电的安全可靠——减少事故率2、保证电能质量——波形、频率、电压\随时调频、调压我国规定的电力系统的额定频率为50HZ，大容量系统允许频率偏差±0.2HZ，中小容量系统允许频率偏差±0.5HZ。电压的允许变化范围见表1-4。电力系统的频率主要取决于有功功率的平衡，电压主要取决于无功功率的平衡，可通过调频、调压和无功补偿等措施来保证频率和电压的稳定。电力系统的供电电压（或电流）的波形为严格的正弦形。表1-4电压的允许变化范围3、完成足够的发线路额定电压正常运行电压允许变化范围35kv及以上±5%Ue10kv及以下±7%Ue低压照明及农业用电(+5%~-10%)Ue生功率和发电量4、保证电力系统运行的经济性1.3电气设备概述及额定参数一、主要电气设备简介1、一次设备——直接与发配电电路相连接的设备进行能量转换的设备：发电机、变压器、电动机接通和开断电路的开关设备：QF、QS、FU、负荷开关交换电路电气量，隔离高压的设备：PT、CT限制电流和防止过电压的设备：电抗器、避雷器2、二次设备——对一次设备、其它设备的工作进行监测和控制保护的设备用于反映不正常工作状态——继电器、信号装置测量电气参数的设备：仪表、示波器、录波器控制及自动装置：控制开关，同期及自动装置连接电路的导体：控制电缆、小母线、连接线二、电气设备的额定参数1、额定电压☆电力网的额定标准电压(KV)：0.22、0.38、3、6、10、35、60、110、220、330、500、750用电设备的额定电压=电力网的额定电压发电机的额定电压=1.05电力网额定电压变压器的额定电压：一次侧：wUeUe1但与发电机直接相连的wUeUeT05.11（相当于用户）wUe1.1二次侧：2UewUe05.1（10kv及以下阻抗电压小于7.5%）表1-5我国交流电力网和电气设备的额定电压（线间电压，单位kv）2、额定电流和额定容量Ie：额定电流——介质的周围环境温度若周围介质环境温度不等于额定计算温度+450CIIe如某变压器+400C→I=Ie+250CIIeSe=)(3KVAUeIe伏特Pe=cos3UeIe(千瓦KW)Qe=sin3UeIe(乏var)习题与思考题1-1什么是发电厂、变电站、电力系统及电力网？1-2试述火电厂、水电厂，核电厂的基本生产过程及其特点。1-3电力系统有哪些优越性？电力系统运行要满足哪些基本要求？1-4电能质量的主要指标是什么？1-5什么是一次设备和二次设备？它们各包含哪些内容？1-6一次设备的额定电压是如何规定的？用电设备额定电压与电力网额定电压发电机额定电压变压器额定电压原边绕组副边绕组接电力网接发电机0.230.220.230.230.400.380.400.4033.1533.153.15及3.366.366.36.3及6.61010.51010.510.5及11353538.5606066110110121220220242330330363500500550750750825