电力工程基础ppt课件
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电力工程基础
第二章 电气设备的原理与功能
②用压缩空气或六氟化硫气体吹弧 将20个左右大气压的压缩空气或5个大气压左右的六
氟化硫气体（SF6）先储存在专门的储气罐中，断路器分 闸时产生电弧，随后打开喷口，用具有一定压力的气体 吹弧。
③产气管吹弧 产气管由纤维、塑料等有机固体材料制成，电弧燃
烧时与管的内壁紧密接触，在高温作用下，一部分管壁 材料迅速分解为氢气、二氧化碳等，这些气体在管内受 热膨胀，增高压力，向管的端部形成吹弧。
电力工程基础
第二章 电气设备的原理与功能
电力工程基础
第二章 电气设备的原理与功能
8. 交流电弧的特性
在交流电路中，电流瞬时值随时间变化，因而电弧的温 度、直径以及电弧电压也随时间变化，电弧的这种特性称为 动特性。由于弧柱的受热升温或散热降温都有一定过程，跟 不上快速变化的电流，所以电弧温度的变化总滞后于电流的 变化，这种现象称为电弧的热惯性。
d——三角形连接， 例 YNd11
电力工程基础
第二章 电气设备的原理与功能
2 性能参数 （1）变压器负载运行，二次侧端电压变化率∆u%。
变压器外特性
电力工程基础
（2）变压器损耗Σp。
第二章 电气设备的原理与功能
（3）变压器效率η。
电力工程基础
（四）变压器分类
第二章 电气设备的原理与功能
电力工程基础
（5）阻抗电压（短路电压），通常以额定电压的百分数表示Uk % 由变压器短路试验获得，其反映在变压器在额定负载下运行时， 漏阻抗压降的大小，相应的有短路损耗Pk
（6）空载电流，通常以额定电流的百分数表示 I0 % 由变压器空载试验获得，相应的有空载损耗P0
（7）连接组号
电力工程基础课件
第三章 电力网
❖ 3.1 概述 ❖ 3.2 电力系统元件参数和等效电路 ❖ 3.3 电力网的电压计算 ❖ 3.4 输电线路导线截面的选择
2020/5/12
河北科技大学电气工程系
1
3.1 概述
一、电力网的接线方式
1．开式电力网: 由一条电源线路向电力用户供电。 分为单回路放射式、干线式、链式和树枝式等，如图3-1所示。
➢低压树干式接线：所开关设备较少，有色金属消耗量较少， 但供电的可靠性较低，适用于供电给容量较小且分布较均匀的 用电设备。
➢低压环式接线：供电可靠性较高，在低压配电电缆的任一段 线路上发生故障或检修时，都不致造成用户长时间供电中断， 适用于住宅楼群区。
2020/5/12
河北科技大学电气工程系
12
3.2 电力系统元件参数和等值电路
2020/5/12
图河北3-1科2技大裸学导电线气的工构程造系
a）单股线 b）多股绞线 c）钢芯铝绞线
14
3.2 电力系统元件参数和等值电路
架空导线的型号有： TJ——铜绞线 LJ——铝绞线，用于10kV及以下线路 GJ——钢绞线，用作避雷线 LGJ——钢芯铝绞线，用于35kV及以上线路
✓档距：同一线路上相邻两根电杆之间的水平距离称为架空线 路的档距（或跨距）。
线路或多回路电缆线路进行供电，并尽可能在两侧都有电源，
如图3-3所示。
2020/5/12
河北科技大学电气工程系
4
图3-3 两侧电源供电的双回路高压源自电网3.1 概述➢由于城网变电所相距较近，高压线路的故障机会较少，因此 也可采用图3-4所示双T接线或图3-5所示的三T接线方式。
图3-4 电缆线路的双T接线
图3-6 放射式接线
❖ 3.1 概述 ❖ 3.2 电力系统元件参数和等效电路 ❖ 3.3 电力网的电压计算 ❖ 3.4 输电线路导线截面的选择
2020/5/12
河北科技大学电气工程系
1
3.1 概述
一、电力网的接线方式
1．开式电力网: 由一条电源线路向电力用户供电。 分为单回路放射式、干线式、链式和树枝式等，如图3-1所示。
➢低压树干式接线：所开关设备较少，有色金属消耗量较少， 但供电的可靠性较低，适用于供电给容量较小且分布较均匀的 用电设备。
➢低压环式接线：供电可靠性较高，在低压配电电缆的任一段 线路上发生故障或检修时，都不致造成用户长时间供电中断， 适用于住宅楼群区。
2020/5/12
河北科技大学电气工程系
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3.2 电力系统元件参数和等值电路
2020/5/12
图河北3-1科2技大裸学导电线气的工构程造系
a）单股线 b）多股绞线 c）钢芯铝绞线
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3.2 电力系统元件参数和等值电路
架空导线的型号有： TJ——铜绞线 LJ——铝绞线，用于10kV及以下线路 GJ——钢绞线，用作避雷线 LGJ——钢芯铝绞线，用于35kV及以上线路
✓档距：同一线路上相邻两根电杆之间的水平距离称为架空线 路的档距（或跨距）。
线路或多回路电缆线路进行供电，并尽可能在两侧都有电源，
如图3-3所示。
2020/5/12
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4
图3-3 两侧电源供电的双回路高压源自电网3.1 概述➢由于城网变电所相距较近，高压线路的故障机会较少，因此 也可采用图3-4所示双T接线或图3-5所示的三T接线方式。
图3-4 电缆线路的双T接线
图3-6 放射式接线
《电力工程》PPT精品课程课件全册课件汇总
电力工程
二、电力系统的特点以及对电力系统的要求 （一）电力系统的特点 （1）电能不易储藏。由于电能生产是一种能量形态的转换，从而要求生产 与消费同时完成。电能难于储存，可以说是电能生产的最大特点。 （2）电能生产与国民经济各部门和人民生活有着极为密切的关系。 （3）暂态过程十分短暂。由于电是以光速传播的，所以运行情况发生变化 所引起的电磁方面和机电方面的暂态过程都是十分迅速的。 （4）电力系统的地区性特点较强。 （二）对电力系统的要求 （1）最大限度地满足用户的用电需要，为国民经济的各个部门提供充足的 电力。 （2）保证供电的可靠性。
电力工程
（3）保证电能的良好质量。 （4）保纳起来可知：保证对用户不间断地供给充足、优质而又 价廉的电能，这就是电力系统的基本任务。
电力工程
第三节
一、一次能源与电力生产
发电厂的类型及其生产过程简介
一次能源，可以说与粮食和水一样，是人类赖以生存以及支撑现代社会 文明的主要物质基础之一。从原始社会起，人类就是通过消耗能量而生活， 并进行各种社会活动的，目前世界上可以利用的一次能源资源主要为化石能 源（煤、石油、天然气）、可再生能源（水能、风能、太阳能等）以及核能 源等，电能主要通过这些一次性能源转换而生产出来。能源形态与电能生产 的相互关系，可简略地用下图1-2表示。
一般火力发电厂多采用凝汽式汽轮发电机组，故又称为凝汽式发电厂
电力工程
图1-3凝汽式发电厂生产过程示意图
电力工程
三、水力发电厂 水力发电厂是利用河流所蕴藏的水能资源来发电，水能资源是最干净、价 廉的可再生能源。
水力发电厂可能的发电出力（容量）的大小决定于上下游的水位差（简称 水头）和流量的大小。因此，水力发电厂往往需要修建拦河大坝等水工建筑 物以形成集中的水位差，并依靠大坝形成具有一定容积的水库以调节河川流 量。 水力发电厂的生产过程较简单（以坝后式水电厂图1-4为例进行介绍） ， 故它所需的运行维护人员较少，且易于实现全盘自动化。再加之水力发电厂 不消耗燃料，所以它的电能成本要比火力发电厂低得多。此外，水力发电机 组的效率较高、承受变动负荷的性能较好，故在系统中的运行方式较为灵活 ；水力发电机组起动迅速，在事故时能有力地发挥其后备作用。
电力工程基础课件_程灯亮_第7章变电所的监控系统和自动装置汇总
15 2020/6/22
图中： SA：控制开关 HLG：绿灯 HLR：红灯 KLB：防跳继电器 KM1：自动重合闸 出口中间继电器的常 开触点 KM0：继电保护出 口中间继电器的常开 触点 HA：蜂鸣器
闽南理工学院电子与电气工程系
四、闪光电源的构成
DX-3型闪光继电器的内部结构与接线如图7-7所示。
复式整流装置（图7-2） 整流装置既可由“电压源”（所用变压器或电压互感器）
供电，也可由 “电流源”（电流互感器 ）供电。
正常运行时由整流器供电，当系统发生故障时，利用短路故 障电流经过整流作为操作电源。
2020/6/22
4
闽南理工学院电子与电气工程系
2020/6/22
图7-1 硅整流电容储能式直流操作电源
2020/6/22
3
闽南理工学院电子与电气工程系
2. 由硅整流器供电的操作电源 硅整流电容储能式直流操作电源（图7-1） ✓硅整流器U1：采用三相桥式整流。 ✓硅整流器U2：采用单相桥式整流。
正常运行时由整流器供电，当系统发生故障时，交流电源电 压大大降低，利用电容器C1和C2的储能使断路器跳闸。
11
闽南理工学院电子与电气工程系
“合闸”（不松手）：由表7-1知，SA5-8、SA17-19和SA16-13 接通，则
+WC→SA5-8→ KLB2 →QF1-2→KO→- WC
QF合闸
+WC→SA16-13→HLR→R2→KLB（I）→QF3-4→YR→-WC
红灯HLR亮
松开手柄，SA自动回到“合闸后”的位置，红灯继续发光。
电力工程基础
第7章 变电所的监控系统 和自动装置
制作 程灯亮
第7章 变电所的监控系统和自动装置
图中： SA：控制开关 HLG：绿灯 HLR：红灯 KLB：防跳继电器 KM1：自动重合闸 出口中间继电器的常 开触点 KM0：继电保护出 口中间继电器的常开 触点 HA：蜂鸣器
闽南理工学院电子与电气工程系
四、闪光电源的构成
DX-3型闪光继电器的内部结构与接线如图7-7所示。
复式整流装置（图7-2） 整流装置既可由“电压源”（所用变压器或电压互感器）
供电，也可由 “电流源”（电流互感器 ）供电。
正常运行时由整流器供电，当系统发生故障时，利用短路故 障电流经过整流作为操作电源。
2020/6/22
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闽南理工学院电子与电气工程系
2020/6/22
图7-1 硅整流电容储能式直流操作电源
2020/6/22
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闽南理工学院电子与电气工程系
2. 由硅整流器供电的操作电源 硅整流电容储能式直流操作电源（图7-1） ✓硅整流器U1：采用三相桥式整流。 ✓硅整流器U2：采用单相桥式整流。
正常运行时由整流器供电，当系统发生故障时，交流电源电 压大大降低，利用电容器C1和C2的储能使断路器跳闸。
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“合闸”（不松手）：由表7-1知，SA5-8、SA17-19和SA16-13 接通，则
+WC→SA5-8→ KLB2 →QF1-2→KO→- WC
QF合闸
+WC→SA16-13→HLR→R2→KLB（I）→QF3-4→YR→-WC
红灯HLR亮
松开手柄，SA自动回到“合闸后”的位置，红灯继续发光。
电力工程基础
第7章 变电所的监控系统 和自动装置
制作 程灯亮
第7章 变电所的监控系统和自动装置
电力工程基础课件_程灯亮_第6章继电保护
I re K rel K st I L.max
因此，保护装置的动作电流为：
I op
K rel K st K re
I L.max
则继电器的动作电流为：
I op.K
Kw Ki
I op
K rel K st K w K re K i
2021/6/22
3
三、对继电保护的基本要求
选择性：保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中 切除，使停电范围尽量缩小，最大限度地保证系统中的 非故障部分继续运行。
图6-2 电力系统继电保护选择性说明图
速动性：继电保护装置应以尽可能快的速度将故障元件 从电网中切除。
2021/6/22
4
灵敏性：指保护装置对其保护范围内的故障或不正常运 行状态的反映能力。
三、静态继电器
✓静态继电器又叫“固体”继电器，是以电子器件为主构 成的继电器。 ✓静态继电器的“静态”是相对于电磁型继电器的“触点” 动作而言的，它的信息传递是通过“0、1”开关信息传递的。 ✓静态继电器包括晶体管型和集成电路型继电器两类。
2021/6/22
16
闽南理工学院电子与电气工程系
1．晶体管型电流继电器 晶体管型电流继电器的组成 ：如图6-6所示。
动。
20保护继电器
一、电磁型继电器（DL型）
1．电磁型电流继电器
结构：如图6-3所示。
工作原理：当在继电器线圈中
通入电流IK时，电磁铁产生的电 磁转矩Fem为：
M em K
I
2 K
N
2 K
Rm2
当Mem克服弹簧的反作用转
矩Msp和摩擦转矩Mfr时，继电器
动作。
2021/6/22
➢保护装置在外部故障切除后应可靠返回到原始位置（见图 6-13）。
电力工程基础 孙丽华 第二版 第4章精品PPT课件
抗标幺值
X
*
。
图4-2的等效电路图如图4-3所示。
图4-3 图4-2的等效电路图
注意：求电源到短路点的总电抗时，必须是电源与短路点直接相连 的电抗，中间不经过公共电抗。当网络比较复杂时，需要对网络进 行化简，求出电源至短路点直接相连的电抗（即转移电抗）。
不对称短路产生的不平衡磁场，会对附近的通讯系统及弱 电设备产生电磁干扰，影响其正常工作 。
29.11.2020
河北科技大学电气信息学院
4
二、短路的种类
➢对称短路： 三相短路k（3）
➢不对称短路：
两相短路k（2） 单相接地短路k（1） 两相接地短路k（1,1）
进行短路电流计算的目的： 选择合理的电气接线图 选择和校验各种电气设备 合理配置继电保护和自动装置
换算成统一基准值的标幺值。 换算方法是：
➢先将以额定值为基准的电抗标幺值
X
* N
还原为有名值，即
XXN * XN
XN *
UN 2 SN
➢选定Sd和Ud，则以此为基准的电抗标幺值为：
Xd *X Xd XU Sd d2XN *U SN N 2 U Sd d2
若取 Ud UNUav，则
X
* d
X
* N
Sd SN
图4-பைடு நூலகம் 短路的类型
a）三相短路 b）两相短路 c）、 d）单相接地短路 e）、f）两相接地短路
29.11.2020
河北科技大学电气信息学院
5
一、概述
4.2 标幺制
在短路电流计算中，各电气量的数值，可以用有名值表示， 也可以用标幺值表示。通常在1kV以下的低压系统中宜采用 有名值，而高压系统中宜采用标幺值。
电力工程基础第一章绪论课件
2008年底，内蒙古赤峰市成为我国第一
个地市级百万千瓦风电基地。
2020/11/4
15
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
2020/11/4
太阳能发电
16
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
①我国电力工业发展如何？
一、基本概况
据预测
到2010年底，中国发电总装机容量预计为
8.18亿千瓦，“十一五”年均增长9.8%；
到2020年，中国大陆发电总装机容量预计
①我国电力工业发展如何？
二、电源发展情况
“大力发展水电，优化发展火电，适当发展核电，
因地制宜发展新能源发电，开发与节约并重”
2009年，全国发电量36506亿kWh。
2020/11/4
10
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
①我国电力工业发展如何？
二、电源发展情况
广东省情况：
到2008年，全省电力装机容量达 6007.85万千瓦，比1949年增长1177倍， 占全国目前的7.6％，居全国第一位。
2008年，广东全社会用电量3506.78 亿千瓦时，是1949年的5478倍，占了全国 目前的10.3％，居全国第一位。
2020/11/4
预计到2020年，广东核电装机总容量 将达到2400万千瓦。
个地市级百万千瓦风电基地。
2020/11/4
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一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
2020/11/4
太阳能发电
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一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
①我国电力工业发展如何？
一、基本概况
据预测
到2010年底，中国发电总装机容量预计为
8.18亿千瓦，“十一五”年均增长9.8%；
到2020年，中国大陆发电总装机容量预计
①我国电力工业发展如何？
二、电源发展情况
“大力发展水电，优化发展火电，适当发展核电，
因地制宜发展新能源发电，开发与节约并重”
2009年，全国发电量36506亿kWh。
2020/11/4
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一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
①我国电力工业发展如何？
二、电源发展情况
广东省情况：
到2008年，全省电力装机容量达 6007.85万千瓦，比1949年增长1177倍， 占全国目前的7.6％，居全国第一位。
2008年，广东全社会用电量3506.78 亿千瓦时，是1949年的5478倍，占了全国 目前的10.3％，居全国第一位。
2020/11/4
预计到2020年，广东核电装机总容量 将达到2400万千瓦。
电力工程概预算基础知识 ppt课件
本课程实践性和操作性很强，学习不能只满足于懂 原理，必须结合实际工程动手练习，平时多翻定额，在 实践中发现问题、解决问题，从而加深对知识的理解。
电力工程概预算基础知识
11
四、相关职业资格
预算员
注册造价工程师
报考条件：
(1) 工程造价专业大专毕业，从事工程造价业务工作满五年；工程 或工程经济类大专毕业，从事造价业务工作满六年；
单位工程一般归纳为： 建筑工程类和设备安装工程类两大类型
建筑工程类
一般土建工程（包括装饰工程）
工业管道工程：如煤气、工业用水等管道工程；
电器照明工程：如室内外照明设备、灯具的安装、室内外线
路敷设等工程；
卫生工程：给排水管道工程、采暖通风、卫生器具等工程；
庭院工程：
设备安装工程类
机械设备安装
电力工程概预算基础知识
8
预算
【例】砌筑350m3质量合格的M5混合砂浆标准砖墙的预
算价格： 由2005《福建省建筑工程综合单价表》 定额编号：03002 工程项目： 1m3标准砖墙 一定计量单位（1m3）建筑产品的预算价格
——定额综合单价：182.98元/m3 ∴350m3 M5混合砂浆标准砖墙的预算价格：
23
（一）投资估算——决策阶段
1、 投资估算定义一般是指在基本建设前期工作（规划、 项目建议书和设计任务书）阶段，建设单位向国家申请拟立 建设项目或国家对拟立项目进行决策时，确定建设项目在规 划、项目建议书、设计任务书等不同阶段的相应投资总额而 编制的经济文件。 2、编制者及所处阶段——建设单位在基本建设前期工作阶段 3、作用
可行性研究报告被批准后，投资估算就作为控制设计任务书 下达的投资限额，对初步设计概算编制起控制作用，也可作为 资金筹措及建设资金贷款的计划依据。
电力工程概预算基础知识
11
四、相关职业资格
预算员
注册造价工程师
报考条件：
(1) 工程造价专业大专毕业，从事工程造价业务工作满五年；工程 或工程经济类大专毕业，从事造价业务工作满六年；
单位工程一般归纳为： 建筑工程类和设备安装工程类两大类型
建筑工程类
一般土建工程（包括装饰工程）
工业管道工程：如煤气、工业用水等管道工程；
电器照明工程：如室内外照明设备、灯具的安装、室内外线
路敷设等工程；
卫生工程：给排水管道工程、采暖通风、卫生器具等工程；
庭院工程：
设备安装工程类
机械设备安装
电力工程概预算基础知识
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预算
【例】砌筑350m3质量合格的M5混合砂浆标准砖墙的预
算价格： 由2005《福建省建筑工程综合单价表》 定额编号：03002 工程项目： 1m3标准砖墙 一定计量单位（1m3）建筑产品的预算价格
——定额综合单价：182.98元/m3 ∴350m3 M5混合砂浆标准砖墙的预算价格：
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（一）投资估算——决策阶段
1、 投资估算定义一般是指在基本建设前期工作（规划、 项目建议书和设计任务书）阶段，建设单位向国家申请拟立 建设项目或国家对拟立项目进行决策时，确定建设项目在规 划、项目建议书、设计任务书等不同阶段的相应投资总额而 编制的经济文件。 2、编制者及所处阶段——建设单位在基本建设前期工作阶段 3、作用
可行性研究报告被批准后，投资估算就作为控制设计任务书 下达的投资限额，对初步设计概算编制起控制作用，也可作为 资金筹措及建设资金贷款的计划依据。
电力工程基础培训课件(ppt 60张)
3
二、我国电力工业发展概况
1.电源（发电） 2007年底数据 装机容量：7.13亿千瓦（比06年增14.36%）
其中：水电1.4526亿千瓦，占20.36% 火电5.5442亿千瓦，占77.73% 核电885万千瓦，占1.24% 风电483.17万千瓦(比06年底增158.4%）
发电量：32559亿千瓦时（比06年增长14.44%）
4
二、我国电力工业发展概况
我国电源发展战略：优先发展水电，适度发展核 电，积极发展新能源发电。
2.电网 已形成500kV主干网 正负800kV特高压直流输电示范工程(云南－广东) 高压直流输电：500kV直流输电网(问：高压直流
输电有什么优点？如何进行AC→DC→AC变换？)
西电东送工程：“十一五”期间投资6000多亿元
24
8．水力发电存在的问题 ➢建设问题：投资大、工期长，存在库区移民、淹没耕地、破 坏人文景观、破坏自然生态平衡等问题。 ➢运行问题：发电量受气象、水文、季节水量变化的影响较大， 分丰水期和枯水期，出力不稳定，增加电力系统运行的复杂 性。
25
三 峡 水 电 站
26
三峡水电站总装机1820万千瓦，年发电量847亿千瓦时， 是世界最大的水电站。图为吊装三峡左岸电站一台水轮 发电机组的转轮（外径10.6m，高5,3m，重450T)
5
6
世纪发展目标
2010年全国装机容量达到8亿kW，2020年达到11亿kW 。 •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：形成除新疆、西藏、台湾之外的，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。
二、我国电力工业发展概况
1.电源（发电） 2007年底数据 装机容量：7.13亿千瓦（比06年增14.36%）
其中：水电1.4526亿千瓦，占20.36% 火电5.5442亿千瓦，占77.73% 核电885万千瓦，占1.24% 风电483.17万千瓦(比06年底增158.4%）
发电量：32559亿千瓦时（比06年增长14.44%）
4
二、我国电力工业发展概况
我国电源发展战略：优先发展水电，适度发展核 电，积极发展新能源发电。
2.电网 已形成500kV主干网 正负800kV特高压直流输电示范工程(云南－广东) 高压直流输电：500kV直流输电网(问：高压直流
输电有什么优点？如何进行AC→DC→AC变换？)
西电东送工程：“十一五”期间投资6000多亿元
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8．水力发电存在的问题 ➢建设问题：投资大、工期长，存在库区移民、淹没耕地、破 坏人文景观、破坏自然生态平衡等问题。 ➢运行问题：发电量受气象、水文、季节水量变化的影响较大， 分丰水期和枯水期，出力不稳定，增加电力系统运行的复杂 性。
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三 峡 水 电 站
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三峡水电站总装机1820万千瓦，年发电量847亿千瓦时， 是世界最大的水电站。图为吊装三峡左岸电站一台水轮 发电机组的转轮（外径10.6m，高5,3m，重450T)
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世纪发展目标
2010年全国装机容量达到8亿kW，2020年达到11亿kW 。 •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：形成除新疆、西藏、台湾之外的，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。
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电力工程基础
第二章 电气备的原理与功能
（2）扩散
扩散是弧柱中的带电质点逸出弧柱以外，进入周围 介质的现象。扩散有三种形式：
①温度扩散：由于电弧和周围介质间存在很大温差，使 得电弧中的高温带电质点向温度低的周围介质中扩散， 减少了电弧中的带电质点；
②浓度扩散：因为电弧和周围介质存在浓度差，带电质 点就从浓度高的地方向浓度低的地方扩散，使电弧中的 带电质点减少；
采用多断口时，加在每一断口上的电压成倍减少，降低 了弧隙的恢复电压，亦有利于熄灭电弧。在要求将电弧拉到 同样的长度时，采用多断口结构成倍减小了触头行程，也就 减小了开关电器的尺寸。
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第二章 电气设备的原理与功能
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第二章 电气设备的原理与功能
（3）吹弧 用新鲜而且低温的介质吹拂电弧时，可以将带电质点吹
9. 熄灭交流电弧的方法 本质：削弱游离过程，加强去游离过程
（1）提高触头的分闸速度 （2）采用多断口 （3）吹弧 （4）短弧原理灭弧 （5）利用固体介质的狭缝狭沟灭弧 （6）用耐高温金属材料作触头、优质灭弧介质
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第二章 电气设备的原理与功能
（1）提高触头的分闸速度 迅速拉长电弧，有利于迅速减小弧柱中的电位梯度， 增加电弧与周围介质的接触面积，加强冷却和扩散的 作用。因此，现代高压开关中都采取了迅速拉长电弧 的措施灭弧，如采用强力分闸弹簧，其分闸速度已达 16m/s以上。
在高度的真空中，由于发生碰撞的几率减小，抑制了碰 撞游离，而扩散作用却很强。因此，真空是很好的灭弧介质。
（4）触头材料
触头材料也影响去游离的过程。当触头采用熔点高、导 热能力强和热容量大的耐高温金属时，减少了热电子发射和 电弧中的金属蒸汽，有利于电弧熄灭。
除了上述因素以外，去游离还受电场电压等因素的影响。
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第二章 电气设备的原理与功能
②用压缩空气或六氟化硫气体吹弧 将20个左右大气压的压缩空气或5个大气压左右的六
氟化硫气体（SF6）先储存在专门的储气罐中，断路器分 闸时产生电弧，随后打开喷口，用具有一定压力的气体 吹弧。
③产气管吹弧 产气管由纤维、塑料等有机固体材料制成，电弧燃
烧时与管的内壁紧密接触，在高温作用下，一部分管壁 材料迅速分解为氢气、二氧化碳等，这些气体在管内受 热膨胀，增高压力，向管的端部形成吹弧。
第二章 电气设备的原理与功能
2 干式变压器 用环氧树脂浇注的变压器称为环氧树脂干式变压器。
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第二章 电气设备的原理与功能
（三）变压器基本参数及性能指标
1 基本参数
（1）额定电压U1N, U2N，三相变压器指线电压； （2）额定容量SN ； （3）额定电流I1N, I2N ，根据额定电压和额定容量计算得出； （4）额定频率fN ，我国规定工业用电频率为50Hz；
工作原理 断路器的基本技术参数 断路器的型号含义 断路器的类型
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第二章 电气设备的原理与功能
一、高压断路器的工作原理
1. 电弧的概念 当开关电器开断电路时，电压和电流达到一定值时，触头
刚刚分离后，触头之间就会产生强烈的白光，称为电弧。
2.电弧的本质 电弧的实质是一种气体放电现象：绝缘气体（或绝缘油受热
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第二章 电气设备原理与功能
电气设备的分类 同步发电机 电力变压器 电动机 高压断路器 互感器 隔离开关
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第二章 电气设备的原理与功能
第一节 电气设备的分类
一次设备
直接生产、输送、分配和使用电能的设备，包括： （1）生产和转换电能的设备，如发电机和变压器等； （2）接通或断开电路的开关设备，如断路器、隔离开 关、熔断器、接触器等； （3）将有关电气设备连接成电路的载流导体，如母线、 电缆等； （4）变换电气量的设备，电压互感器和电流互感器； （5）保护电器，如电抗器和避雷器等； （6）接地装置，电力系统中有工作接地、保护接地和 防雷接地；
（2）电弧产生的高温，将使触头表面熔化和蒸化， 烧坏绝缘材料。对充油电气设备还可能引起着火、爆炸 等危险。
（3）由于电弧在电动力、热力作用下能移动，很容 易造成飞弧短路和伤人，或引起事故的扩大。
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第二章 电气设备的原理与功能
5. 电弧的形成——弧柱中自由电子的主要来源 （1）热电子发射
当断路器的动、静触头分离时，触头间的接触压力 及接触面积逐渐缩小，接触电阻增大，使接触部位剧烈 发热，导致阴极表面温度急剧升高而发射电子 ，形成热 电子发射。 （2）强电场发射
（3）直流设备。如直流发电机、蓄电池组、硅整流装置等， 为保护、控制和事故照明等提供直流电源。
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第二章 电气设备的原理与功能
第二节 同步发电机
发电机
定子
将机械能
转变为电 能的机械
水轮机
风力机
蒸汽轮机
燃气轮机
转子
柴油机
…
（a） 定子
转子
(b)
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第三节 电力变压器
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（2）采用多断口 每一相有两个或多个断口相串联。在熄弧时，多断口把
电弧分割成多个相串联的小电弧段。多断口使电弧的总长度 加长，导致弧隙的电阻增加；在触头行程、分闸速度相同的 情况下，电弧被拉长的速度成倍增加，使弧隙电阻加速增大， 提高了介质强度的恢复速度，缩短了灭弧时间。
d——三角形连接， 例 YNd11
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2 性能参数 （1）变压器负载运行，二次侧端电压变化率∆u%。
变压器外特性
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（2）变压器损耗Σp。
第二章 电气设备的原理与功能
（3）变压器效率η。
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（四）变压器分类
第二章 电气设备的原理与功能
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（5）阻抗电压（短路电压），通常以额定电压的百分数表示Uk % 由变压器短路试验获得，其反映在变压器在额定负载下运行时， 漏阻抗压降的大小，相应的有短路损耗Pk
（6）空载电流，通常以额定电流的百分数表示 I0 % 由变压器空载试验获得，相应的有空载损耗P0
（7）连接组号
Y——星形连接，YN——星形连接并有中性点引线，
变压器
将一种电 压的电能 变换为另 一种电压 的电能的
装置
单相变压器 三相变压器
…
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第二章 电气设备的原理与功能
（一）变压器的工作原理
变压器是通过电磁感应原理，通过电磁耦合实现电能 传递的一种静止电气设备，主要由铁芯及绕在铁芯上的绕 组组成。
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（二）变压器的结构
1 油浸式变压器
③利用吹弧扩散：在断路器中采用高速气体吹弧，带走 电弧中的大量带电质点，以加强扩散作用。
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第二章 电气设备的原理与功能
7. 影响去游离的因素
（1）电弧温度 电弧是由热游离维持的，降低电弧温度就可以减弱热游
离，减少新的带电质点的的产生。同时，也减小了带电质点 的运动速度，加强了复合作用。通过快速拉长电弧，用气体 或油吹动电弧，或使电弧与固体介质表面接触等，都可以降 低电弧的温度。
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第二章 电气设备的原理与功能
6. 电弧的去游离过程：包括复合和扩散两种形式。
（1）复合 复合是正、负带电质点相互结合变成不带电质点的现
象。由于弧柱中电子的运动速度很快，约为正离子的1000 倍，所以电子直接与正离子复合的几率很小。一般情况下， 先是电子碰撞中性质点时，被中性质点捕获变成负离子， 然后再与质量和运动速度相当的正离子互相吸引而接近， 交换电荷后成为中性质点。还有一种情况就是电子先被固 体介质表面吸附后，再被正离子捕获成为中性质点。
开关电器分闸的瞬间，由于动、静触头的距离很小， 触头间的电场强度就非常大，使触头内部的电子在强电 场作用下被拉出来，就形成强电场发射。
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（3）碰撞游离 从阴极表面发射出的电子在电场力的作用下高速向阳极
运动，在运动过程中不断地与中性质点（原子或分子）发生 碰撞。当高速运动的电子积聚足够大的动能时，就会从中性 质点中打出一个或多个电子，使中性质点游离，这一过程称 为碰撞游离。 （4）热游离
按吹弧气流产生的方法分
①用油气吹弧 用油气作吹弧介质的断路器称为油断路器。在这
种断路器中，有用专用材料制成的灭弧室，其中充满 了绝缘油。当断路器触头分离产生电弧后，电弧的高 温使一部分绝缘油迅速分解为氢气、乙炔、甲烷、乙 烷、二氧化碳等气体，其中氢的灭弧能力是空气的7.5 倍。这些油气体在灭弧室中积蓄能量，一旦打开吹口， 即形成高压气流吹弧。
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第二章 电气设备的原理与功能
交流电弧在交流电流自然过零时将自动熄灭，但在下半 周随着电压的增高，电弧又重燃。如果电弧过零后，电弧不 发生重燃，电弧就此熄灭。熄灭交流电弧的关键在于电弧电 流过零后，弧隙的介质强度的恢复过程能否始终大于弧隙电 压的恢复过程。
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第二章 电气设备的原理与功能
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第二章 电气设备的原理与功能
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第二章 电气设备的原理与功能
二次设备
在电力系统中为了能对电气一次设备和系统的运行状况进行测 量、控制、保护和监察而需要一些专门的设备，包括：
（1）测量表计。如电压表、电流表、功率表、电能表、频 率表等，用于测量一次电路中的电气参数。
（2）继电保护及自动装置。如各种继电器和自动装置等， 用于监视一次系统的运行状况，迅速反应不正常情况并进行调 节或作用于断路器跳闸，切除故障。
分解出气体）游离产生的自由电子导电。
3. 电弧放电的特征 （1）电弧由三部分组成：阴极区、阳极区和弧柱区； （2）电弧温度很高，可达5000-7000。C； （3）电弧是一种自持放电现象； （4）电弧是一束游离的的气体。