发电厂电气部分绪论.

一、课程介绍：（一）本课程的性质（二）本课程的主要内容（三）本课程的特点二、本课程的教学形式：多媒体与板书相结合《发电厂电气部分》三、使用教材及参考书（一）教材：《发电厂电气部分》（第四版）熊信银主编中国电力出版社（二）参考书：《发电厂电气部分》范锡普水利水电出版社《发电厂电气部分》姚春球中国电力出版社《发电厂电气设备》楼樟达中国电力出版社《电力工程设计手册》西北电力设计院四、本课程考核形式：闭卷考试绪论本章主要内容：☞介绍电力工业发展和前景；☞介绍电力系统基本概念学习目的：☞了解我国电力工业发展概况和电力工业发展前景；☞掌握电力系统的组成并了解其特点；☞掌握电力系统中电力网的概念及各种电压等级。为后期的学习奠定基础。一、我国电力工业发展概况•电力工业起步：人类在开发能源中不断前进，继17世纪广泛利用蒸汽机后，18世纪发现了电能，19世纪中叶制成了发电机。从19世纪末开始，电力应用得到了迅猛发展。1875年1878年1879年1882年世界上最早的发电厂―巴黎北火车站电厂建成，用于照明供电法国建成第一座水电厂美国旧金山实验电厂开始发电，成为世界上最早出售电力的电厂法国开始进行远距离高压直流输电，同时，英国、日本、俄罗斯相继修建了发电厂世界：第一座发电厂是1875年巴黎北火车站建成，直流发电机，做照明用。我国:第一座火电1×12kW——上海（1882年）蒸汽机带动的直流发电；第一座水电2×240kW——昆明滇池石龙坝（1912年）一、我国电力工业发展概况1、我国电力发展史（1）1882～1949年：发展迟缓总装机容量：185万kW（居21位）；年发电量：43亿kWh（居25位）进口设备、集中沿海。（2）1949～1978年：很大发展总装机容量：5712万kW（居8位）；年发电量：2566亿kWh（居7位）。（3）1978～1995年：突飞猛进总装机容量：突破2亿kW；1996年装机容量和年发电量均居世界第2位；（4）2000年：总装机容量突破3亿kW；（5）2011年：全国装机突破10亿kW，全国发电量达到47217亿KWh。预计2020年前后全国发电机装机容量越过美国，跃居世界第1位。一、我国电力工业发展概况2、电厂规模、单机容量大幅度提高（1）火电厂（为主）最大的火电机组：100万kW；（玉环发电厂）最大的火电厂容量：454万kW（山东邹县电厂，4×33.5+2×60+2×100万kW）；（2）水电厂最大的水电机组：70万kW；（三峡工程）最大的水电厂容量：1820万kW（三峡工程，26×70万kW）；（3）核电厂最大的核电机组：125万kW；（海阳核电厂）最大的核电厂容量：1000万kW（海阳核电厂8×125万kW）；（4）抽水蓄能电厂最大的抽水蓄能电厂容量：240万kW（广东抽水蓄能电厂，8×30万kW）；一、我国电力工业发展概况我国电力工业已经进入大机组、大电厂、大电网、超高压、高度自动化的发展时期和向跨大区联网、推进全国联网的新阶段。3、交流输电线路电压等级不断提高（1）1882～1949年：110kV线路2条共72万kW（2）1974年：第一条330kV超高压输电线路建成；（3）1981年：第一条500kV超高压输电线路建成；（4）2005年：西北750kV超高压输电线路建成；（5）2009年：晋豫鄂1000kV特高压输电线路建成。我国1000kV特高压输电线路图片一、我国电力工业发展概况线路全长约653.8千米，包括三站两线，起于山西省长治的晋东南变电站，经河南省南阳开关站，止于湖北省荆门变电站，联接华北、华中两大电网，已于2009年建成投运。几组数字说明特高压电网的优势：(1)1回1000kV特高压交流输电线路输送功率接近500万千瓦，约为500kV线路的4～5倍；(2)特高压交流线路在输送功率相同的情况下，可将最远送电距离延长3倍，而损耗只有500kV线路的25％～40％；(3)输送同样的功率，采用1000kV线路与500kV线路相比，可节省60%土地资源.1000kV电网简介（补充）：4、直流输电线路电压等级不断提高（1）20世纪七十年代：31kV直流试验线路；（2）1987年：100kV、50MW舟山直流输电线路建成；（3）1987年：500kV、600MW葛-上直流输电线路建成；（4）1998年：±500kV、1200MW葛-上直流输电线路建成；（5）2010年：±800kV、5000MW云广直流输电线路建成；云南楚雄至广州增城，全长1373km。(2010.06.18)（5）2010年：±800kV、7000MW向上直流输电线路建成；四川宜宾至上海，全长1907km。(2010.07.08)一、我国电力工业发展概况向上±800千伏特高压直流线路路径示意图±800千伏特高压直流奉贤换流站鸟瞰图（一）体制管理1993年4月，八届人大一次会议决定撤消能源部，重新成立电力工业部。1998年3月，九届人大一次会议决定批准成立国家电力公司。标志着我国电力工业管理体制由计划经济向社会主义市场经济转变，实现政企分开的历史性转折！2002年12月，撤销国家电力公司，成立两大电网公司；五大发电集团。二、我国电力工业发展前景我国大区电网分布图（二）电力工业任务为国民经济各部门和人民生活供给充足、可靠、优质、廉价的电能。（三）电力工业发展目标厂网分开，竞价上网，实现高度自动化，西电东送、南北互供、走向联合电力系统。二、我国电力工业发展前景1、节能减排，世纪之约“上大压小”，加快关停小火电机组。2、做好电力规划，加强电网建设电力规划就是根据社会经济发展的需求、能源资源和负荷的分布，确定合理的电源结构和战略布局，确立电网电压等级、输电方式和合理的网架结构等。二、我国电力工业发展前景停电的危害2003年8月14日，美国东北部和加拿大东部联合电力系统发生了大面积停电事故，共损失负荷61.80GW。2008年1月中国雪灾面前，首当其冲的是电网。据不完全统计，全国电网系统共有15486条次线路停运（其中国家电网7984条次，南方电网7502条次），共有8709根（基）110千伏以上线路倒塔，共有1563座变电站停运。仅国家电网公司经营区域内农村低压线路受损10.5万千米、倒杆42.6万根。部分地市甚至出现了全城停电的严重问题。贵州省五十年来最严重的凝冻灾害，导致贵州电网解列运行，贵阳市一度进入一级停电状态。3、电力工业现代化电力工业现代化的标志：☞特高压、大系统☞大电厂、大机组☞高度自动化我国电力工业发展目标：优化发展火电；优先开发水电；积极发展核电二、我国电力工业发展前景4、联合电力系统1)各系统用电负荷的错峰效益；2)提高供电可靠性、减少系统备用容量；3)有利于安装单机容量较大的机组；4)进行电力系统的经济调度；5)调峰能力互相支援。二、我国电力工业发展前景5、电力市场电力市场既是生产与运营的组织、指挥、控制和管理中心，也是电能商品集中交易与结算的场所。我国电力体质改革的总体目标是：建立全国统一、竞争开放、规范有序的电力市场。二、我国电力工业发展前景6、IT技术(InformationTechnology)IT技术在电力系统的应用：（1）各类电气设备的微机化（2）电力系统各类复杂计算由计算机自动实现。二、我国电力工业发展前景7、洁净煤发电技术最大限度地发挥煤作为发电能源的潜能，同时实现最少的污染物排放，达到煤的高效、清洁利用和发电。8、绿色能源的开发和利用通过特定的发电设备，将风能、太阳能、生物质能、海洋能和地热等再生能源转换成电能，生产过程中不排放或很少排放对环境有害的废气和废水等污染物。二、我国电力工业发展前景（1）电力系统电力系统是由发电厂、变电所、输配电线路和用电设备有机连接起来的整体。☞发电厂：生产电能的工厂，把非电形式的能量转换成电能。发电的形式有水力、火力、风力、核电、潮汐等。☞变电站：变换电压的场所。由电力变压器和配电装置组成。☞输配电线路：输送和分配电能的线路。☞用电设备：使用和消耗电能。三、电力系统组成——1、基本概念（2）电力网电力系统中，由升/降压变电所通过输/配电线路连接的部分。按电压等级高低分类：低压电网：3kV以下高压电网：3~330kV超高压电网：330~1000kV特高压电网：1000kV及以上各省区都有，并形成了跨省区的多个大电网。按供电范围分类：地方性电网：电压等级110kV，供电距离100km，区域性电网：电压等级110kV，供电距离100km主要是城市、工矿区、农村的配电网络。三、电力系统组成——1、基本概念（3）电力系统=发电厂+电力网+电力用户G发电厂输电线路降压变电所配电线路电力用户电力系统升压变电所电力网三、电力系统组成——1、基本概念电力系统概貌图①发电厂发出的电能，除少部分自用及供给附近电力用户外，大部分都要经过升压变电所升压后，采用高电压进行电力传输，送给远方的电力用户使用。②输电线路的电压愈高，电力的输送距离就愈远。输送一定的功率，电压愈高线路中的电流愈少，可减少线路的电压、电能损耗，亦可减小导线截面，节约有色金属。③发电机在某一时刻发出的电能，经过输电线路立刻送给了用电设备，而用电设备立刻又转换为其他形式的能量，发电－供电－用电的全过程是在一瞬间完成的。三、电力系统组成——2、电力系统的特点④发电量随用电量的变化而变化，生产和消费是严格平衡。用户如何用电、用多少电及电气设备的工作状态等都会影响系统运行。三、电力系统组成——2、电力系统的特点⑤电力系统的暂态过程非常迅速，以10－3～10－6s计。⑥对电能质量（电压、频率和波形）要求非常严格。⑦电力中断，给国民经济和人民生活造成重大损失。⑧电能目前还不能大量存储。额定电压：使发电机、变压器和用电设备在正常运行时获得最佳技术效果的电压。电气设备的额定电压在我国早已统一标准化，并分成若干标准等级。我国电力网额定电压等级如下:(单位：kV)0.22/0.38、3、6、35、110、220、330、500、750、1000三、电力系统电压等级电压等级与传输容量有关当S一定时，U愈高，I愈小，线路上电压与功率损耗愈小，电力传输距离愈长，所需导线截面积愈小，投资愈少。当I一定时，U愈高，S愈大。这就是采用高压输电的原理。对应与某一输送容量和输送距离，存在着一个较为经济合理的输电电压。电网电压（kV）架空线路电缆线路输送容量（MW）输送距离（km）输送容量（MW）输送距离（km）0.383.06.010.0351100.11.02.03.010500.251～35～108～1520～7050～1500.10.1751.53.05.00.200.351.8810各种电压线路送电容量与距离的参考值