[物理]第一章电力系统的基本概念1031.ppt

电力系统分析 电气信息工程学院 电气教研室 教 师：王玉 联系方式 学习注意事项 重点掌握的内容 一般掌握的内容 理解的内容 了解的内容 作业很重要 1-1 引言（了解） 能源是人民生活和经济发展重要基础，是战争争夺主要资源。 18世纪 蒸汽机（热能——机械能）第一次工业革命 19世纪电能开始利用——迈入电气化时代。 电能由于转化容易、输送方便、清洁、高效的优点，成为人类生产和生活不可缺少的部分。 ?请思考：电能怎样产生的？电能怎样输送的？ 我们身边的…… 一、电力系统组成（重点掌握） 电力系统：生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体。 发电机、变压器、输配电、用电设备 动力系统：电力系统和发电厂动力部分的总和。 汽轮机、锅炉、水轮机、大坝、核电厂的反应堆等 电力网：输送和分配电能，包括变压器和各种电压等级的输电线路。 发电厂：生产电能 电力变压器：升高、降低电压;不同电压等级电网相联系。 用户：消费电能 图1-2 动力系统、电力系统和电力网的示意图（三者关系重要） 图1-2 直流输电系统示意图 二、电力系统的能源构成（了解） 一次能源 自然界以自然形态存在的、可以利用的能源，主要有风能、水力能、太阳能、地热能、化学能和核能等，其中有些可以直接利用，但通常需要经过适当加工转换后才能利用。 二次能源 由一次能源加工转换后的能源（热能，机械能和电能） 根据一次能源的不同，对应不同类型发电厂 火力发电厂 燃料→热能→机械能→电能（锅炉、汽轮机、发电机） 水力发电厂 水能→机械能→电能（水轮机、大坝） 核电厂 原子能→热能→机械能→电能（核反应堆、汽轮机、发电机） 其他发电形式 ? 几个名词 总装机容量。指该系统中实际安装的发电机组额定有功功率的总和，以千瓦(kW)—103、兆瓦(MW)（一百万瓦）—106 、吉瓦(GW)（十亿瓦）—109计。 年发电量。电力系统的年发电量指该系统中所有发电机组全年实际发出电能的总和，以兆瓦·时(MW.h)、吉瓦时(GW.h) 、太瓦·时(TW.h)（一百亿千瓦）—1010计。 最大负荷。最大负荷一般指规定时间，如一天、一月或一年内，电力系统的有功功率负荷的最大值，以千瓦(kW)、兆瓦(MW)、吉瓦(GW)计。 ? 电力工业发展历程 1831年法拉弟发现电磁感应定理，奠定了发电机的理论基础。 1875年巴黎火车站的直流发电机（火力、直流、照明）。 1879美国旧金山实验电厂开始发电，出售电力。 1882年爱迪生纽约珍珠街建成了世界上第一座正规发电厂（6台直流发电机，共661.5kW，110V电缆、照明、送电距离为1.6km、曼哈顿地区59个用户）——Power System 直流电?交流电 1882年，爱迪生 1882年，威斯康星州的阿普尔顿安装了首台水轮发电机 由此……爱迪生专利授权下，成立很多电力公司，生产照明电。 ?问题：低压输电，I2R损耗巨大，爱迪生的直流电输送距离近！ 1884年发明变压器 1886年美国的乔治·威斯汀豪斯建成了第一个单相交流输电系统。 1891年德国建成第一条三相交流送电线路（179英里、12000V）。 目前，世界上输电线路电压最高达到1150kV、输送距离最长达到1900km，一个电力系统的总装机容量达到22340万kW，最大的火电机组容量达到130万kW。 ? 电网发展形势 单机容量越来越大，电网电压越来越高，电网规模大 单机容量最大： 金沙江向家坝水电站，单机容量80万千瓦世界最大水轮发电机组。 台山核电站，单机容量为175万千瓦。 交流电压等级最高：1500 千伏 直流电压等级最高：±800千伏（云南至广东特高压） 美加电网、前苏联统一电网（前苏联～东欧） 2005年，华中电网、华北电网、西北电网成功联网（除新疆电网、西藏电网、海南电网和台湾电网），一个交、直流联合电网——成为世界最大电网 发电形势多种多样：火力、水力、核电、太阳能、地热、潮汐、风力 全世界发电装机容量： 预计2030年63.49亿千瓦 ? 我国电力工业 1882年英国人上海电气公司建立第一个12kW发电厂。 1949年前，仅有220kV、154kV东北电网。 1949年全国解放时．全国发电的总装机容量为185万kW。年发电量为43亿kW·h、分别名列世界第25、21位。 17个省级电网（220kV为主） 1972年 我国第一条330KV输电线路（天水－关中） 1982年 河南平顶山－湖北双河－武昌（500kV ） 超高压时代 1988年 浙江镇海－舟山 第一条直流输电（±100kV ） 1989年 葛洲坝—上海南桥 直流输电（±50