尹克宁《电力工程》电子教案讲解.ppt

电力工程;前言;第一章电力系统概述;第一节 电力工业在国民经济中的地位和我国电力工业的发展 ; 在电力工业发展的初期，发电厂都建设在用户附近，规模很小，而且是孤立运行的。随着生产的发展和科学技术的进步，用户的用电量和发电厂的容量都在不断增大。由于电能生产是一种能量形态的转换，发电厂宜于建设在动力资源所在地，而蕴藏动力资源的地区与电能用户之间又往往隔有一定距离。例如，水能资源集中在河流落差较大的偏僻地区，热能资源则集中在盛产煤、石油、天然气的矿区；而大城市、大工业中心等用电部门则由于原材料供应、产品协作配套、运输、销售、农副产品供应等原因以及各种地理、历史条件的限制，往往与动力资源所在地相距较远，为此就必须建设升压变电所和架设高压输电线路以实现电能的远距离输送。而当电能输送到负荷中心后，又必须经过降压变电所降压，再经过配电线路，才能向各类用户供电。 ; 随着生产的发展和用电量的增加，发电厂的数目也不断增加。这样一来，一个个发电厂再保持孤立运行的状态就没有什么好处了。当一个个地理上分散在各处、原来孤立运行的发电厂通过输电线路、变电所等相互连接形成一个“电”的整体以供给用户用电时，就逐步形成了现代的电力系统。换句话说，电力系统就是由发电厂、变电所、输配电线路直到用户等在电气上相互连接的一个整体.;“十一五”国家级规划教材;（二）系统联系的优越性与存在问题 ;二、电力系统的特点以及对电力系统的要求 ;（3）保证电能的良好质量。 ; 一次能源，可以说与粮食和水一样，是人类赖以生存以及支撑现代社会文明的主要物质基础之一。从原始社会起，人类就是通过消耗能量而生活，并进行各种社会活动的，目前世界上可以利用的一次能源资源主要为化石能源（煤、石油、天然气）、可再生能源（水能、风能、太阳能等）以及核能源等，电能主要通过这些一次性能源转换而生产出来。能源形态与电能生产的相互关系，可简略地用下图1-2表示。 ; 由于地球上的一次能源资源的储存量是有限的，如不注意节约与合理使用，必有一天人类将面临能源枯竭的危险。因此，在21世纪中，对节约能源与开发新能源特别是对可再生能源利用的研究，将是人类社会的可持续发展所面临的一项重大的课题。 ; 火力发电厂是以煤、石油、天然气等作为燃料，燃料燃烧时化学能被转换为热能，再借助汽轮机等热力机械将热能转换为机械能，并由汽轮机带动发电机将机械能变为电能。据统计，全世界发电厂的总装机容量中，火力发电厂占了70%以上。迄今，我国的发电厂总装机容量中，火电厂占75%以上。 ;图1-3凝汽式发电厂生产过程示意图; 水力发电厂是利用河流所蕴藏的水能资源来发电，水能资源是最干净、价廉的可再生能源。 ;图1-4 坝后式水电厂示意图; 核能发电的基本原理是：核燃料在反应堆内发生可控核裂变，即所谓链式反应，释放出大量热能，由冷却剂（水或气体）带出，在蒸汽发生器中将水加热为蒸汽，然后同一般火力发电厂一样，用蒸汽推动汽轮机，再带动发电机发电。冷却剂在把热量传给水后，又被泵打回反应堆里去吸热，这样反复使用就可以不断地把核裂变释放的热能引导出来。 ; 根据核反应堆的形式不同，核能发电厂可分为几种类型。图1-6为目前使用较广的轻水堆型（包括沸水堆和压水堆）核能发电厂的生产过程示意图。 ; 核能发电厂的主要优点之一是可以大量节省煤、石油等燃料。例如，1 kg的铀裂变所产生的热量，相当于2700 t标准煤燃烧产生的热量。具体而言，一座容量为50万kW的火力发电厂每年至少要烧掉150万t煤，而同容量的核能发电厂每年只要消耗600 kg铀燃料就够了，从而可避免大量的燃料运输。 ; 在我国，核能发电厂的建设起步较晚。迄今，在全世界的总发电容量中，核能发电厂占了约16%，而我国核电仅占1.6%， ;一般而言，可再生利用的能源主要是指水能、风能和太阳能。 ; 变速恒频风力发电系统的发展主要依赖于大容量电力电子技术的成果，从结构和运行方面可分为直接驱动的同步发电机系统和双馈感应发电机系统。 ; 利用太阳能的转换方式有光—热转换、光—电转换以及光—化学转换三种。;图111并网屋顶太阳能光伏发电系统示意图 ; 最后再谈一下分布式发电。它是指风力、太阳能、潮汐、地热、植物秸秆发电，垃圾发电和磁流体发电等。这种发电方式一般都容量不大，具有各自的运行特点且并不都与系统相连，它可以分散于各处，其中多数属于上述的可再生利用的清洁能源。尽管分布式发电的技术尚不成熟，容量也有限，但是作为一种替代能源，它还是很有潜力的。为了解决长远的能源资源紧缺问题，世界上许多国家都出台了一些支持分布式发电的政策，我国也不例外，今后对它的发展还是非常值得关注的。 ; 电压质量对各类用电设备的安全经济运行都有直接的影响。图1-12