第三章 电力系统及其自动化技术(四).pptVIP

电气工程概论 School of Electrical Engineering Beijing JiaoTong University 配电网将电能通过配电线路送到电能用户，可以分为高压、中压、和低压配电网； 高压配电网的电压一般为35～110kV或更高； 中压配电网的电压一般为1～35kV； 低压配电网的电压一般为380/220V。 思考题及作业 电力系统故障：单相接地短路、两相接地短路、两相短路、三相短路、断线等指什麽？ 过负荷、过电压、非全相运行、振荡（非同步运行）、次同步谐振、同步发电机短时失磁异步运行等指什麽？ 1 高压交流输电技术 三相高压交流输电技术 常规的三相交流输电在远距离输电工程中占主导地位，在未来相当长的时间内仍然是输电和联网的主要方式； 前苏联建成了900km的1150kV特高压输电线路并经过了试运行，后因无电可送等原因而降压为500kV运行； 未来交流输电发展的重点将是采用新技术充分利用线路走廊输送更多的电力。 多相交流输电 多相交流输电以多相（相数大于3）交流电形式实现电能输送； 特点：相同的线路走廊和占地面积，多相输电可提高由线路发热条件决定的负荷容量，可设计得更“紧凑”适合线路路径受限制的地区，可以接入三相交流输电系统，不需经过多相交流变电所； 多相交流输电已经进入工业性试验和试运行阶段。 2 高压直流输电技术 端对端直流输电 该技术是一项成熟的远距离输电技术，预计端对端直流输电在未来仍是远距离输电和联网的重要方式。 新一代直流输电技术 未来直流输电技术的发展趋势是在应用可关断器件组成的换流器进一步改善输电性能的同时，大幅度简化设备，减少换流站的占地，降低造价，以便在技术经济上比其它输电方式更具竞争力； 典型例子是： 所谓轻型直流输电（HVDC Light），它采用IGBT等可关断的器件组成换流器； 使用户外换流阀以节省阀厅的建设费用； 应用连续调节交流滤波器、有源滤波器等技术大幅度减少户外场的占地。 3 新型输电线路 紧凑型线路 紧凑型线路是指增加分裂导线数、缩短相间距离、合理排列相导线等措施以降低线路波阻抗，从而提高线路输送能力的输电线路。研究的主要目的是提高线路的输送能力，节省线路走廊； 从20世纪60年代起，美国、前苏联、法国、巴西等国建成了各种电压等级的紧凑型线路，我国也建成了一条500kV的紧凑型线路，正在试运行中。 超导输电线路 超导输电线路是一种低损耗的输电方式； 日本正在开发6kV、1000MVA的超导电缆； 美国也制造出12.4kV、1250A的三相超导电缆系统； 我国也有超导输电线路在南方电网试运行； 超导电缆的价格很高，冷冻系统的可靠性有待检验，用于长距离输电工程的前景还不明朗。 5 分布式发电技术 当今的分布式电源主要是指用液体或气体燃料的内燃机(IC-internal-combustion engine)、微型燃气轮机（Micro-turbines）和各种工程用的燃料电池（Fuel?Cell）。 分布式发电（Distributed Generation，简称DG），通常是指发电功率在几千瓦至数百兆瓦（也有的建议限制在30～50兆瓦以下）的小型模块化、分散式、布置在用户附近的高效、可靠的发电单元。  分布式能发电的优势在于可以充分开发利用各种可用的分散存在的能源，包括本地可方便获取的化石类燃料和可再生能源，并提高能源的利用效率。 微型燃气轮机 ?微型燃气轮机（Micro?Turbine）,是功率为几千瓦至几十千瓦，转速为96?000?r/min，以天然气、甲烷、汽油、柴油为燃料的超小型燃气轮机，工作温度500?℃，其发电效率可达30%。 目前国外已进入示范阶段。 其技术关键是高速轴承、高温材料、部件加工等。可见，电工技术的突破常常取决于材料科学的进步。 燃料电池 燃料电池是直接把燃料的化学能转换为电能的装置。它是一种很有发展前途的洁净和高效的发电方式，被称为21世纪的分布式电源。 燃料电池的工作原理颇似电解水的逆过程。氢基燃料送入燃料电池的阳极(电源的负极)转变为氢离子，空气中的氧气送入燃料电池的阴极(电源的正极)，负氧离子通过2极间离子导电的电解质到达阳极与氢离子结合成水，外电路则形成电流。 分散的电能储存技术 由于分布式的电源的应用及提高电网可靠性和调峰的需要，分散的储能系统的重要性日益增加。 如：电池储能系统、超导储能系统、飞轮储能系统、燃料电池储能系统等。 为提高配电网无功调节的质量，已开发出用于配电网的静止无功发生器。它由储能电路、GTO或IGBT变换电路和变压器组成。 它的功能是快速调节电压，发生和吸收电网的无功功率，同时可以抑制电压闪变。这是“定质电力”的关键设备之一。 此外，静止无功发生器和固态开关