煤矿电力系统与供电电压等级.ppt

【知识目标】 1．理解电力系统、电力网等基本概念； 2．了解发电厂及变电站的基本形式； 3．掌握电气设备的额定电压确定方法。 【能力目标】 1．能解释电力系统、电力网； 2．能确定电气设备的额定电压。 1875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； 1878年，法国建成第一座水电厂； 1879年，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； 1882年，法国开始进行远距离高压直流输电，同时，英国、日本、俄罗斯也相继修建了发电厂。 我国于1978年底，全国发电装机容量达到5.712×103万kW ，年发电量达到2.566×103亿kWh，居世界第七位。与此同时，东北、京津唐、华中、华东电网形成了220kV主干网架。 2008年底，我国发电装机容量达到7.9×104万kW，年发电量达3.4334×104亿KWh； 2009年底，全国发电装机容量达到8.7×104万kW，其中火电达到6.5205×104万kW，水电装机达到1.9679×104万kW。发电装机容量和年发电量稳居世界第二位，我国已成为世界电力大国。 改革开放以来，我国的大区联网和西电东送联网建设不断加强。经过多年建设，除去我国台湾省和港、澳地区外，全国已经形成华北、东北、华东、华中、西北、川渝和南方联营等七个跨省区电网，及山东、福建、海南、乌鲁木齐和拉萨等五个独立的省级电网。在跨省电网和部分独立省网中形成500kV（或330kV）的骨干网架。 但是，随着我国国民经济的高速发展与人民生活用电的急剧增长，电力工业的发展仍不能满足整个社会发展的需要；由于我国人口众多，因此在按人口平均用电方面，还远远落后于一些发达国家。我国的电力工业必须持续、稳步地大力发展。 电力生产企业的任务：把一次能源转换为电能，并输送、分配和销售给电力用户。 一次能源：指煤、石油、天然气、水能、地热能、核能、风能、太阳能等以自然形态存在的能源。 可以方便地与其它形式的能量相互转换（如光能、热能、机械能等）； 电能可以大规模生产，远距离输送和分配； 电能易于调节、操作和控制灵活； 在终端使用时电能是最清洁的能源。电能的使用十分方便，能做到约时停送电。 由发电厂、升压变电站、输电线路、降压变电站及电力用户所组成的统一整体，称为电力系统。 电力系统加上带动发电机转动的动力装置构成的整体称为动力系统。 其中，由各类升压变电站、输电线路、降压变电站组成的电能传输和分配网络称为电力网。动力系统、电力系统、电力网三者关系如图2.1所示。 发电厂是电力系统的中心环节，它是把各种天然能源（化学能、水能、原子能等）转换成电能的工厂。 按使用能源不同或转换能源特点，发电厂有以下类型：火力发电厂、水力发电厂、核电厂、新能源发电厂等。 凝汽式火电厂生产过程示意图如图2.2所示。整个生产系统可分为三个系统：燃烧系统、汽水系统、电气系统。 其生产过程是：煤粉在锅炉炉膛中燃烧，使锅炉中的水加热变成过热蒸汽，经管道送到汽轮机，推动汽轮机旋转，将热能变为机械能。 汽轮机带动发电机旋转，再将机械能变为电能。在汽轮机中做过功的蒸汽排入凝汽器，循环水泵打入的循环水将排汽迅速冷却而凝结，由凝结水泵将凝结水送到除氧器中除氧（清除水中的气体，特别是氧气），而后由给水泵重新送回锅炉。 由于在凝汽器中大量的热量被循环水带走，因此，凝汽式火电厂的效率较低，只有30％～40％。 热电厂与凝汽式火电厂不同之处是将汽轮机中一部分做过功的蒸汽从中段抽出来直接供给热用户，或经加热器将水加热后，把热水供给用户。这样，便可减少被循环水带走的热量，提高效率，现代热电厂的效率达60％～70％。 水力发电厂简称水电厂，也称水电站，是把水的位能和动能转换成电能的工厂。水电厂的原动机为水轮机，通过水轮机将水能转换为机械能，再由水轮机带动发电机将机械能转换为电能。 因为水的能量与其流量和落差成正比，所以利用水能发电的关键是集中大量的水和造成大的水位落差。 坝后式水电厂断面图如图2.3所示。其厂房建在拦河坝非溢流坝段的后面（下游侧），不承受水的压力，压力管道通过坝体 ，适用于高中水头。这是我国最常见的水电厂型式。 核电厂是将原子核的裂变能转换为电能的发电厂，燃料主要是铀235（U235）。U235容易在慢中子的撞击下裂变，释放出巨大能量，同时释放出新的中子。核能能量密度高，1克U235全部裂变时所释放的能量为8×1010J，相当于2.7t标准煤完全燃烧时释放的能量。作为发电燃料，铀235（U235）运输量小、发电成本低。 火电厂相对投资少，建设工期短，一般2-3年就可建起；但生产过程及控制系统相对复杂，对环境污染大，要消耗大量的一次能源，发电成本高。 水电厂生产过程简单，控制容易，污染小，发电成本低