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我国电力工业发展简况■1882～1937：从1882年上海第一台发电机组发电到抗日战争爆发前夕，全国共有461座发电厂，总装机容量为630MW,年发电量为17亿千瓦时，初步形成北京﹑天津﹑上海﹑南京﹑武汉﹑广州﹑南通等大中城市的配电系统。■1937～1949：1937年抗日战争开始后，日本帝国主义以东北为基地，为战争生产和提供军需物资，从而使东北电力系统也有了一定的发展。1949年新中国成立时，全国发电装机容量为1848.6MW，年发电量约43亿千瓦时，居世界第25位。当时中国已形成的电力系统有：东北中部电力系统﹑东北南部电力系统﹑东北东部电力系统﹑冀北电力系统。■1949年以来，中国的电力工业有了很大的发展，特别是改革开发以来，我国的电力工业有了飞速的发展，平均每年以10％的速度在增长，到2002年底，全国发电装机容量已经突破3.5亿千瓦大关，年发电量已达到16400亿千瓦时，均跃居世界第2位，但人均用电量﹑电力系统自动化水平与发达国家还有很大的差距。■输电线路建设：1954年，第一条220KV线路投入运行，全长369.25千米；1972年，第一条330KV线路投入运行，全长534千米；1981年，第一条500KV线路投入运行，全长595千米；1989年，第一条500KV直流输电线路投入运行，全长1080千米，实现了华中电网和华东电网的互联。2005年，第一条750KV线路投入运行，全长140千米。■我国电力系统现状：我国电网已基本上形成500KV和330KV的骨干网架；我国电网已经进入了远距离﹑超高压﹑跨大地区输电的阶段。目前我国已形成东北﹑华北﹑华中﹑华东﹑西北﹑川渝﹑南方共七个跨省电网以及山东﹑福建﹑西疆﹑西藏四个独立省网。我国电力工业发展简况我国电力工业发展简况■我国电力工业发展前景※高参数（高温﹑高压﹑超临界﹑单机容量）；※大容量远距离高压输电﹑大系统互联；※高度自动化；※电力市场化；※分布式发电。■21世纪发展目标：2010年全国装机容量达到650GW,2020年达到950GW。■电网互联：※2010年：形成以三峡电站为中心，连接华中﹑华东﹑川渝三个地区电网的中部电网。届时，全国将形成北﹑中﹑南三大互联电网的格局。※2020年：形成除西疆﹑西藏﹑台湾之外，以三峡电网为中心的全国统一联合电网。※21世纪：在北﹑中﹑南三大电网的基本格局下，逐步形成全国联合大电网，与此同时，在21世纪将形成与周边国家互联的亚洲东部联合电网。电力系统的功能与作用■电力系统是由发﹑输﹑配﹑用电等设备和相应的辅助设备组成。电力系统的基本任务是安全﹑可靠﹑优质经济地生产﹑输送与分配电能，满足国民经济和人民生活的需要。■我国电力系统主要由东北华北华中华东川渝西北南方五省等区域电力网组成，初步规划到2015年全国电网互联。■全国电网互联优越性主要有：■1﹑能更经济合理的开发利用各种一次能源，能解决能源资源和负荷分布地区间的不平衡问题。■2﹑可以错开用电高峰和低谷，减少装机和备用。■3﹑有利于采用标准化大型设备，节省投资和提高经济运行。■4﹑便于故障时相互支援，提高运行安全性。■5﹑便于集中管理，实现经济调度和电力合理分配。■发﹑变﹑输﹑配﹑用电等设备称为电力主设备，主要有发电机﹑变压器﹑架空线路﹑电缆﹑断路器﹑母线﹑电动机﹑照明设备等。主设备构成的系统称为主系统，也称一次系统。用于监视﹑保护﹑通信等各种自动化系统用于保证主系统安全稳定正常运行的称为二次系统。■为了充分发挥电力系统功能和作用，应满足以下要求：■1﹑满足用户需要；2﹑安全性要求；■3﹑经济性要求；4﹑环保和生态要求。电力系统的基本组成■电力网：发电设备和用电设备之间输送和分配电能的网络。变压器＋输电线路■电力系统：由发电机﹑升降压变压器﹑各种电压等级的输电线路和广大用户的用电设备所组成的统一整体。发电厂＋变电所＋输电线路＋用户■动力系统：电力系统加上带动发电机转动的动力部分。电力系统＋动力装置■一个具体的电力系统由以下的一些基本参量来描述：■总装机容量：系统中所有发电机额定有功功率的总和，以千瓦计。■年发电量：系统中所有发电机组全年所发电能的总和，以千瓦时计。■最大负荷：指在规定的时间内电力系统总有功功率负荷的最大值，以千瓦计。■年用电量：接在系统上所有用户全年所用电能的总和，以千瓦计。■额定频率：我国规定交流电力系统的额定频率为50赫兹。■最高电压等级：指系统中最高电压等级的电力线路的额定电压，以千伏计。电力工业在国民经济中的地位▲电力工业的发展水平是反映一个国家经济发达程度的重要标志。人均用电量是衡量现代生活水平的重要标志。▲电力工业是国民经济发展的先行基础行业。电力系统的电压等级▲输送功率▲输送距离▲统一系统中电压等级不宜过多或过少，极差不宜过大。▲电力系统的额定电压能保证电气设备正常运行，且具有最佳技术指标和经济指标的电压称为额定电压。电力网的分类超高压电力网电力网区域电力网地方电力网■超高压电力网：电压等级在330～750KV，输电距离在300～1000km。■区域电力网：电压等级在110～220KV,输电距离在50～300km。■地方电力网：电压等级在33～110KV,输电距离在50km以内。发电厂和变电所的类型及特点■发电厂的基本型式：火电厂﹑水电站、核电站、抽水蓄能电站、风力电站等。▲火电厂§（煤、石油、天然气）燃烧使汽轮机转动。化学能→热能→机械能→电能§分为：凝汽式发电厂（专供发电厂）热电厂（发电兼供热）§火电厂发电量占全部发电量的70％，其中燃煤的约占70％，燃油的约占25％，利用其他能源的电厂约占5％。火电厂的特点1、火电厂布局灵活，装机容量大小可按需要决定。2、火电厂的一次性建造投资少，建造工期短，发电设备利用小时数较高。3、火电厂煤耗量大，单位发电成本比水电厂高3—4倍。4、动力设备繁多，控制操作复杂。5、大型机组停机到开机并带满负荷时间长，附加耗用大量燃料。6、担负急剧升降负荷时，需要付出附加燃料消耗的代价。7、若担任调峰、调频、事故备用，则相应事故增多，强迫停机率最高，厂用电率增高，故应尽量担负均匀负荷。8、对空气、环境污染大。水电站■将水的势能和动能转换为电能的发电厂就叫水电站（厂）。■基本生产过程：从河流较高处或水库内引水，利用水的压力或流速冲击水轮机旋转，将水能转变为机械能，然后由水轮机带动发电机旋转，将机械能转换为电能。◆优点：生产过程简单、污染小、发电成本底。◆缺点：建设投资大、工期长、受气候、水文条件影响大，分丰水期和枯水期。■水电站的特点1、可合理利用水能资源。2、发电成本低、效率高。3、运行灵活。4、可存储和调节。5、不污染环境。6、投资较大、工期较长。7、受水文条件制约。8、淹没土地，生态环境受影响。抽水蓄能电站实质相当于一个极大容量的交流蓄电装置，改善系统运行调度。§利用系统低谷负荷（或丰水期）时的富余电力抽水到上游水库存储；在高峰负荷（或枯水期）时，放水发电的水电站。§填谷调峰电源。§在以火电、核电为主的系统中，建设适当比例的抽水蓄能电站可以提高系统运行的经济性和可靠性。核电站■利用铀（或钚）在反应堆里核裂变。§过程：原子能→热能→（汽轮机）机械能→电能（如：浙江秦山核电站、大亚湾核电站等）§核电站的特点1、消耗燃料少—如容量为50万KW的火电厂，需燃烧煤150万吨/年，而同容量的核电站，只需铀燃料20吨/年。2、燃烧时不需要空气助燃。3、容量越大约经济。4、有放射性污染。核电厂与火电厂的区别1、核电厂与火电厂都是由两部分组成的，一部分是蒸汽供应系统，另一部分是汽轮发电机系统。两种电厂的汽轮发电机系统基本上是相同的，不同的是蒸汽供应系统。2、核电厂的蒸汽供应系统是由核燃料在反应堆内发生链式裂变反应，放出原子核能产生蒸汽；而火电厂的蒸汽供应系统是由煤或石油在锅炉内燃烧，放出热能来产生蒸汽。3、核电厂在环境上优于火电厂，这是因为不放处二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物，不会造成温室效应和酸雨，从而保护了人类赖以生存的生态环境。变电所的类型■变电所按照其容量和重要程度可分为：▲枢纽变电所：处于电力系统的中枢地位，连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集电源多，电压等级较高，如330KV～500KV等，若枢纽变电所发生故障出现全所停电，将导致系统解裂，甚至出现系统崩溃的灾难局面。▲中间变电所：将发电厂或枢纽变电所与负荷中心联系，一般汇集2～3个电源，起系统交换功率或使长距离输电分段的作用，同时还降压供给所在地区用户用电。电压等级多为220KV～330KV，当全所停电时，将引起区域网络解裂，影响较大。▲地区变电所：对地区用户供电，起高压侧一般为110～220KV。全所停电时，仅使该地区停电。▲终端变电所：处于电力网的末端，直接向本地区负荷供电，而不再向其他地区输送电能。高压侧多为110KV或更低，种类变电所若全所停电，影响更小，只是用户受到损失。发电厂和变电所的电气设备■根据电气设备的作用不同，可以分为一次设备和二次设备。▲一次设备：直接与发输配电电路相连接的设备。1、发电机：产生电能的设备。2、变压器：改变电压等级的设备。3、电动机：消耗电能的设备。4、载流导体：传输电能的裸导体、电缆等。5、母线：专门用来接受和分配电能的导体。6、电抗器：限制短路电流的设备。7、避雷器：防止过电压的设备。8、接地装置：工作接地、保护接地等都与地中的接地装置相连，以保证电力系统正常运行和保证人身安全。9、断路器：具有开合电路的专用灭弧装置，可以开断或闭合负荷电流和开断短路电流，故用来作为接通或开断电路的控制电器。10、隔离开关：没有灭弧装置，用来在切断电路时建立明显可见的空气绝缘间隙，将电源与停运设备可靠隔离，以保证检修安全。隔离开关主要分为母线隔离开关、线路隔离开关、接地开关。11、负荷开关：只能接通和断开正常的负荷电流，而不能断开短路电流。12、电压互感器：用来将高电压按照一定的比例变为小电压的设备。13、电流互感器：用来将大电流按照一定的比例变为小电流的设备。二次设备■二次设备：对一次设备的工作进行监测、保护和控制的设备。1、继电保护和自动装置：用于反应故障和不正常工作状态的设备。2、电压表、电流表、电能表：测量电气参数的设备。3、直流电源设备：供给控制、保护用的直流电源。4、操作电器、信号设备以及控制电缆等。电气主接线■电气主接线的概念电气主接线是指发电厂和变电所中的一次设备按照设计要求连接而成的电路，而这种设计要求通常是指一次设备按照其功能要求组成接受和分配电能的电路。也称作一次系统。■电气主接线可以分为有母线的主接线和无母线的主接线。▲有母线的主接线§单母线类：单母线不分段、分段、分段带旁路母线等。§双母线类：双母线不分段、分段、分段带旁路母线、2/3接线等。▲无母线的主接线：桥式接线、角形接线和单元接线等。■电气主接线图§用规定的图形和文字符号将发电机、变压器、母线、开关电器、输电线路等有关电气设备，按照电能流程顺序连接而成的电路图。§电气主接线图有用单相图和用三相图两种表示方式。对电气主接线的基本要求■一个发电厂或变电所的主接线形式，主要取决于该发电厂或变电所的规模、电压等级及其在电力系统中的地位，取决于出线回路数、电气设备的特点以及负荷的性质等。■但要满足以下基本要求：§可靠性：各种设备故障时，停止供电的时间和影响范围尽可能小。§灵活性：通过切换操作，适应不同的运行方式，如检修。§经济性：指投资、能耗、占地和运行费用指标。§简单清晰,便于操作。§考虑可扩建性。倒闸操作的基本要求▲正确使用电器，如断路器可以接通或断开电路，隔离开关可以隔离电压和切换电路（即两组隔离开关两侧电位基本相同的条件下，对并联的来年贵族隔离开关拉合时，仅起电流转移的作用，而未断开或接通任何电路，故隔离开关触头不会产生电弧）等等。▲保证最大安全性，不影响其他支路正常运行，即使发生故障也应该对整个装置影响最小。▲根据运行方式和操作要