第一章電力系統(tǒng)及其運(yùn)行第一節(jié)電力系統(tǒng)的基本知識(shí)1、電力系統(tǒng)的電源構(gòu)成電能的特點(diǎn)：轉(zhuǎn)換容易、輸送方便、控制靈活、環(huán)保潔凈、經(jīng)濟(jì)便宜一次能源煤炭、石油、天然氣、水利等自然演化而成的動(dòng)力資源二次能源由一次能源轉(zhuǎn)化而成的電能等方便使用的能源發(fā)電廠的任務(wù)就是將各種一次能源轉(zhuǎn)化電能。1、電力系統(tǒng)的電源構(gòu)成根據(jù)使用一次能源的不同，發(fā)電廠可分為：火力發(fā)電廠，使用煤炭、石油、天然氣等作為一次能源，占發(fā)電設(shè)備總?cè)萘康?0%左右；水力發(fā)電廠，使用水能作為一次能源，占發(fā)電設(shè)備總?cè)萘康?0%左右；核能發(fā)電廠，利用核裂變能量為一次能源，占發(fā)電設(shè)備總?cè)萘康?0%左右；潮汐發(fā)電廠，利用海潮漲落落差發(fā)電；1、電力系統(tǒng)的電源構(gòu)成地?zé)岚l(fā)電廠，利用地?zé)岚l(fā)電；太陽(yáng)能發(fā)電廠，利用太陽(yáng)能發(fā)電；風(fēng)力發(fā)電廠，利用風(fēng)來(lái)發(fā)電；磁流體發(fā)電，磁流體動(dòng)力船入水；燃料電池。新能源發(fā)電與傳統(tǒng)發(fā)電方式相比：技術(shù)不成熟、經(jīng)濟(jì)花費(fèi)昂貴等1、電力系統(tǒng)的電源構(gòu)成火力發(fā)電廠分類：1、按燃料：⑴燃煤發(fā)電廠；⑵燃油發(fā)電廠；⑶燃?xì)獍l(fā)電廠；⑷余熱發(fā)電廠；⑸以垃圾和工業(yè)廢料為燃料的發(fā)電廠等。2、按原動(dòng)機(jī)：⑴凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)；⑵燃?xì)馐狡啺l(fā)電機(jī)；⑶柴油發(fā)電機(jī)等⑷燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)1、電力系統(tǒng)的電源構(gòu)成3、按容量：⑴小容量發(fā)電廠，100MW以下；⑵中容量發(fā)電廠，100～250MW；⑶大中容量發(fā)電廠，250～600MW；⑷大容量發(fā)電廠，600～1000MW；⑸特大容量發(fā)電廠，1000MW以上等；4、按供電區(qū)域：⑴區(qū)域性發(fā)電廠；⑵孤立發(fā)電廠；⑶自備發(fā)電廠等。1、電力系統(tǒng)的電源構(gòu)成5、按壓力和溫度：⑴低壓發(fā)電廠，壓力＜3.92Mpa、溫度＜450℃、單機(jī)容量≤12MW；⑵中壓發(fā)電廠，壓力：3.92Mpa、溫度：450℃、單機(jī)容量≤25MW；⑶高壓發(fā)電廠，壓力：9.9Mpa、溫度：540℃、單機(jī)容量≤100MW；⑷超高壓發(fā)電廠，壓力：13.83Mpa、溫度：540℃、單機(jī)容量≤200MW；⑸亞臨界發(fā)電廠，壓力：16.77Mpa、溫度：540℃、單機(jī)容量300～600MW；⑹超臨界發(fā)電廠，壓力：22.11Mpa、溫度：550℃、單機(jī)容量≥600MW；⑺超超臨界發(fā)電廠（如民權(quán)發(fā)電廠），壓力：25.4Mpa、溫度：571℃、單機(jī)容量≥600MW1、電力系統(tǒng)的電源構(gòu)成6、按照發(fā)出的能源：⑴凝汽式火電廠：僅生產(chǎn)電能，多建在燃料基地，容量較大，輸送距離較遠(yuǎn)，效率較低，最多37~40%；⑵熱電廠：既生產(chǎn)電能，又供熱，多建在臨近熱負(fù)荷地區(qū)，容量不大，輸送距離較近，效率較高，可達(dá)60~70%。2、電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)和動(dòng)力系統(tǒng)

電力系統(tǒng)是指由發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線路、用戶用電設(shè)備等在電氣上相互連接所組成的有機(jī)整體；電力網(wǎng)是指由各種電壓等級(jí)的輸電、配電線路以及由它們所聯(lián)系起來(lái)的各類變電站組成的網(wǎng)絡(luò)；2、電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)和動(dòng)力系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)是指電力系統(tǒng)與“動(dòng)力部分”的總和，動(dòng)力部分主要包括①火電廠的鍋爐、汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、熱網(wǎng)等；②水電廠的水庫(kù)、水輪機(jī)等；③原子能電廠的反應(yīng)堆、汽輪機(jī)等。如圖所示。蝕骨藥香/txt/2/2695/蝕骨藥香黑巖2、電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)和動(dòng)力系統(tǒng)電力系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)：1、減少總備用容量的比重；2、可以采用效率高、容量大的機(jī)組；3、可充分利用水電廠的水能資源；4、減少總負(fù)荷的峰值；5、提高供電可靠性。3、電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)和要求

1、

運(yùn)行的特點(diǎn)⑴電能不能大量存儲(chǔ)因此要求電能的生產(chǎn)和消費(fèi)每時(shí)每刻都保持平衡，無(wú)論是有功還是無(wú)功都是如此。⑵電力系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程非常短促因此系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的改變和系統(tǒng)失去穩(wěn)定的過(guò)程是非常短暫的，必須利用各種自動(dòng)裝置來(lái)完成正常運(yùn)行和故障處理的一系列操作。⑶與國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門聯(lián)系密切因此要求保證供電的可靠性，以避免給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)無(wú)謂的損失。3、電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)和要求2、

基本要求⑴保證供電的可靠性一級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成人身傷亡、重大經(jīng)濟(jì)損失、重大政治影響或市政秩序嚴(yán)重混亂等；二級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成較大經(jīng)濟(jì)損失、較大政治影響或公共場(chǎng)所秩序混亂等；三級(jí)負(fù)荷：凡不屬于一、二級(jí)負(fù)荷者。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障，首先保障對(duì)第一類用戶的供電，其次考慮對(duì)第二類用戶的供電，有選擇地切除第三類用戶的用電。第一類用戶設(shè)置2個(gè)或2個(gè)以上電源。⑵保證供電的電能質(zhì)量①電壓指標(biāo)：不同用戶，允許電壓的偏移值也不同。電動(dòng)機(jī)：+5%~-5%；照明：+3%~-2.5%；農(nóng)電：+7.5%~-10%；②頻率指標(biāo)：我國(guó)規(guī)定頻率50Hz，頻率偏移過(guò)大對(duì)電力系統(tǒng)及用戶都會(huì)產(chǎn)生不良影響，允許偏移±0.2Hz；③諧波指標(biāo)：標(biāo)準(zhǔn)交流電為正弦波，由于整流設(shè)備等非線性負(fù)荷的出現(xiàn)，使其出現(xiàn)大量的高次諧波，對(duì)電力系統(tǒng)及用戶都會(huì)產(chǎn)生不良影響。⑶保證供電的經(jīng)濟(jì)性降低發(fā)電廠煤耗及電力網(wǎng)的線損；減少基建和農(nóng)田占用數(shù)量；合理分配發(fā)電廠負(fù)荷，避免無(wú)謂棄水和機(jī)組的頻繁啟停；限制污染物質(zhì)的排放量，減少污染。我國(guó)火力發(fā)電占70%，是一個(gè)很大的污染源，火力發(fā)電排放大量粉塵和大量的碳、硫、氟氣體，造成水和空氣污染；我國(guó)核電占近10%，也會(huì)造成放射污染；輸電、配電線路和設(shè)備周圍的電磁污染、噪音污染等；4、電力系統(tǒng)的負(fù)荷及負(fù)荷曲線一、電力系統(tǒng)的負(fù)荷電力系統(tǒng)的負(fù)荷是指電力系統(tǒng)中用電設(shè)備消耗功率的總和。它們可分為動(dòng)力負(fù)荷(異步電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)、電熱電爐、整流設(shè)備)與照明負(fù)荷(電燈)。電力系統(tǒng)的綜合用電負(fù)荷是指工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、市政生活等各方面消耗的功率之和。電力系統(tǒng)的供電負(fù)荷是指電力系統(tǒng)的綜合用電負(fù)荷加上電力網(wǎng)的功率損耗，也就是發(fā)電廠供出的負(fù)荷。電力系統(tǒng)的發(fā)電負(fù)荷是指供電負(fù)荷再加上發(fā)電廠廠用電，也就是發(fā)電機(jī)應(yīng)發(fā)出的功率。4、電力系統(tǒng)的負(fù)荷及負(fù)荷曲線二、電力系統(tǒng)的負(fù)荷曲線某一段時(shí)間內(nèi)負(fù)荷隨時(shí)間變化的曲線。按照負(fù)荷種類：有功和無(wú)功；按照時(shí)間段：日、年等；按照計(jì)量地點(diǎn)：個(gè)別用戶、個(gè)別線路、個(gè)別變電所、個(gè)別發(fā)電機(jī)、局部電力系統(tǒng)、整個(gè)電力系統(tǒng)等；經(jīng)常使用的負(fù)荷曲線有：1、有功功率日負(fù)荷曲線2、無(wú)功功率日負(fù)荷曲線3、有功功率年最大負(fù)荷曲線4、有功功率年持續(xù)負(fù)荷曲線。4、電力系統(tǒng)的負(fù)荷及負(fù)荷曲線根據(jù)有功功率年持續(xù)負(fù)荷曲線，可以計(jì)算系統(tǒng)的全年耗電量W為：同時(shí)還可以計(jì)算系統(tǒng)的最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax為：5、電力系統(tǒng)各設(shè)備的額定電壓

1、用電設(shè)備的額定電壓用電設(shè)備的額定電壓為其它元件的參考電壓，以UN來(lái)表示，用電設(shè)備所接入端電壓一般容許在額定電壓的±5%范圍內(nèi)變動(dòng)。5、電力系統(tǒng)各設(shè)備的額定電壓2、輸電線路的額定電壓輸電線路的首端和末端均可接用電設(shè)備，因此輸電線路的首端電壓不得超過(guò)用電設(shè)備額定電壓+5%，即U1=UN（1+5%），輸電線路的末端電壓不得低于用電設(shè)備額定電壓-5%，即U2=UN（1-5%）。所以在沒(méi)有調(diào)壓的情況下，輸電線路上可以容許10%的電壓損耗。輸電