第0章 绪论_电力系统的重要性

冻雨遇到固体表面立刻结冰。电线上的附冰使电线载荷加重拉 倒电线杆；此外融冰期，因为电线融冰速度不同（如阳侧的冰 先融化），也会造成电线杆张力不平衡而倒塌。
冻雨天气对电力系统危害的直接原因
在全国范围电网造成36740条10kV及以上电力线路、 2016座35kV及以上变电站停运, 10kV及以上杆塔 倒塌及损坏310321基，其中110-500kV8381基， 导致3330多万户、约1.1亿人口停电，给经济、社会 和人民生活造成了极为严重的影响。 煤、电、路三者的问题循环:煤电运紧张形势由来已 久，灾害前多个地区已因电厂存煤量不足出现缺电。 灾害中冰雪对道路交通的破坏导致电煤生产运输阻碍， 发电厂因燃料供应不足而停机问题突出。2008年1月 29日全国范围内因燃料供应不足而停机共4171万千 瓦。大面积输电线路损坏，阻碍了电气化铁路的运营， 又恰逢春运高峰，导致在遇灾初期运力严重不足，进 一步加剧了电煤紧缺的局面。
冻雨天气对电网伤害的形成
这次冻雨气候平均覆冰约在30～60mm，局部地区 最大覆冰厚度达到80mm，使得铁塔的垂直荷载和 纵向张力大大超过其设计能力，导致大量倒塔事故。 线路覆冰后，垂直荷载大，同时杆塔两侧电线的不均 匀覆冰产生一定的纵向张力差，使杆塔的受力情况比 较严重复杂.在严重覆冰时,杆塔会遭到破坏. 严重覆冰会使输电线路出现断线情况:冰载过大使电 线弧垂大幅度增加，电线与地或周围其他物体（如树 木、建筑物等）的安全距离减小，当距离不满足电气 间隙要求时电线会对地或树木放电而烧断电线。当然 断线更多的是因为杆塔串倒而拉断。
近几年全球发生的重大停电事故
2003年8月28日，英国首都伦敦和英格兰 东南部部分地区突然发生重大停电事故，严 重扰乱了交通运输，伦敦近三分之二地铁停 运，大约25万人被困在地铁中。大约在停电 两个半小时后伦敦恢复电力供应。 英国电网官员称，事故是由国家电网出 现故障引起,电网设施落后,自动装置不能有 效切除故障。 伦敦市长：断电是耻辱，多达50万人 可能受影响。
近几年全球发生的重大停电事故
2003年8月14日，美国东北部部分地区以及加拿 大东部地区出现的大范围停电。这是北美历史上最 大范围的停电.停电使城市公共交通设施瘫痪，造 成 61.8GW 负荷损失；在 216 个电厂中切除了 531 台发电机；给用户造成了约 70 亿美元的损失， 受影响的人估计:加拿大有一千万（三分之一的人 口）在美国有四千万。 体制原因:我国电网调控按照“先错峰、后避 峰、再限电、最后拉闸”的原则来保证重要部门、 单位和人民生活用电需要。美国是市场化运作，供 电用电严格遵守合同规定。因此即使用电负荷大幅 度增加，美国的电网也得顶着，容易发生事故。
电力系统-现代战争的攻击重点
1991年海湾战争开始，战争不再以杀伤对方有 生力量为重点(现代战争和传统战争的本质区 别)。美军对伊拉克实施“五环打击”:政府首 脑、电力、交通、通信等战略设施是攻击的重 点，军队和军事设施是最次要的目标。 战争是政治的继续不是生命屠杀。攻击电力系 统，既为战争贴上“人道”标签，又迅速打垮 对方军民抵抗意志。从现代军队的军事能力和 战术手段上说又容易实现：电力系统庞大脆弱， 难以严密防御，容易使用飞机和导弹予以摧毁。 电力系统这一特性使其成为战争被攻击的重点。
气象灾害中断了多条铁路动脉，几十万名乘 客守候在广州火车站广场.
贵州某地区的冻雨 图:双回线( 铁塔) 的重量大概是6 吨， 但是结了冰以后， 重量大概达到50 吨，是原来的6 倍. 冻雨附在电塔上凝 结成冰后，时间一 长就可能压垮电塔.
清理附冰最 有效办法是 人爬上去敲 掉冰挂，工 作具有危险 性，湖南有 三个烈士为 此殉职。
7995 7174 6185 5882
Байду номын сангаас
2100
1980～2006年我国能源效率与电气化指标
生产电气化的另一面
如果工厂的电能供应突然中断，则对工 业生产可能造成严重的后果。 如某些对供电可靠性要求很高的工厂， 即使是极短时间的停电，也会引起重大设备 损坏，或引起大量产品报废，甚至可能发生 重大的人身事故，给国家和人民带来经济上 甚至政治上的重大损失。
电力作为一种涉及国计民生的基础性资源， 对于社会的正常生产及民众的日常生活具有 极为重要的意义. 现代社会，电力是现代社会和经济运行的神 经中枢、动力之源,是社会和经济运行的总 开关，没有了电，一切便迅速陷入全面瘫痪。
能源类型
石油 煤炭 电力能源
二次能源
不可再生能源
一次能源:是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能 量和资源. 二次能源:由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品. 一次能源可以进一步分为再生能源和非再生能源两大类。石 油,煤炭,核能等会越用越少,短期内得不到补充,属于不可再 生能源;而水的动能,风能,太阳能,生物质能,可以源源不断地 从自然界得到,称作可再生能源.
民政部数据:冻雨灾害中，农作物受灾面积1.78亿 亩；倒塌房屋48.5万间；因灾直接经济损失 1516.5亿元;造成129人死亡，4人失踪，紧急转 移安置166万人。其中，湖南、湖北、贵州、广西、 江西、安徽6省受灾最为严重。 冻雨灾害对电力系统破坏严重,导致大面积供电中 断. 由于电力受损、煤炭运输受阻（煤炭占电力发 电的主导地位），不少地区用电中断，电信、通讯、 供水、取暖均受到不同程度影响，某些重灾区甚至 面临断粮危险。 本次冻雨灾害正逢春运期间，大量旅客滞留在站场 港埠，社会秩序一度混乱。
08年冻雨灾害对中国电力系统影响
2008年1月10日，中国南部和中部19个省 普降大暴雨和大暴雪，持续时间长达20多天， 低温、雨雪和冰冻的共同交织，造成了中国 50年以来最严重的冰雪冻雨灾害。
什么是冻雨
冻雨指过冷却水落在地面或暴露物体时，迅速凝结 为冰的天气现象。冻雨与冷暖气流相遇有关，形成 通常需要两个条件： (1) 水汽充足。如美国的东北部和加拿大中东部地区 是世界著名的冻雨灾害区，靠近它们的五大湖区正 是暖湿气流的来源。 (2) 地面温度低于0 ℃，高空则有逆温层。下冷上热 的气温条件使雪落到地面之前融化为水滴，而地面 低温使水滴落地时又能迅速凝结成冰。 冻雨在物体表面形成一层透明的冰覆盖层，这种冰 覆盖层被称作"雨凇"，又称"冰挂"。
电能
电能是一种清洁的二次能源。它是由自然界 中存在的一次能源中储存的能量（如燃料中 的化学能、水的势能、核能、风能、太阳能 等）转换而来； 同时，电能又能很方便地转换为人们所需要 的其它形式的能量
如 电炉将电能转换为热能； 电动机将电能转换为机械能； 电灯将电能转换为光能； 蓄电池将电能转换为化学能等。
两冷包夹一暖的"三明治"气层是冻雨的理想"温床"。冻 雨开始时以雪的形式落下，在下降过程中遇到暖气流层 而融化为雨滴，随后在更低高度又遇到温度低于零摄氏 度的冷气流层，此时雨滴不再凝结，而是形成过冷雨滴。 过冷雨滴一旦遇到低于0 ℃的任何物体就会立刻凝结， 形成细长条状的冰挂。
08年冻雨灾害对中国电力系统影响
近几年全球发生的重大停电事故
2005年1月8日、9日，瑞典西南部遭遇飓 风袭击，导致当地40多万户家庭或机构停电， 直接损失达数十亿瑞典克朗。 2006年5月25日，俄罗斯首都莫斯科南部、 西南和东南城区及郊区发生大面积停电，给 莫斯科市造成至少10亿美元的损失。俄罗斯 有关专家认为，莫斯科当天断电与俄电力系 统老化有关,专家建议及时更新电力基础设 施。
供配电系统分析与设计
绪论: 电力系统的重要性
电力系统的重要性
世界最伟大的发明: 17世纪:显微镜; 18世纪:蒸汽机 19世纪:电; 20世纪:计算机 19世纪人类最伟大发明,电能的 出现和广泛应用彻底改变了人类的生 产和生活状态. 电能对促进生产力发 展和提升人类文明做出了巨大贡献.
电力系统的重要性
非杀伤性武器_碳纤维炸弹
电力系统-现代战争的攻击重点
碳纤维炸弹又称石墨炸弹,软炸弹，俗称“电力杀手”” 断电炸弹”，不以杀伤敌方兵员为目的,但对供电系统 有强大破坏力。具有成本低廉、破坏力大、防卫不易等 优点. 其选用特殊处理的纯碳纤维丝制成,直径小可在高空中 长时间漂浮,具有强导电性,没有粘性却能附在一切物体 表面。只要搭落在电力线或变压器等电力设施上，会发 生短路烧毁，造成大范围停电。会破坏电力设备原有的 绝缘性能，使其长期受损，难以修复。 石墨炸弹由于火药量少，不会杀害人员和生物，是非杀 伤性武器,因而不受“大规模毁灭性武器”相关公约的 限制。
电能的优势
（1）可以与多种形式能源之间进行相互转换；
（2）具有一次能源不具备的：便于大规模生产、远距离传输、在 分配系统中无限分割、并易于精密控制的特点；
（3）能够精确实现分散、定时、定量、定点使用；
（4）是化石燃料清洁利用的最好方式； （5）新能源和可再生能源必须转换成电力才能被方便利用； （6）是最清洁、高效、安全、优质的能源，合理使用电力可以节 约一次能源。
电力系统-现代战争的攻击重点
1999年科索沃战争，空袭前期主要是摧毁南联 盟的战略设施，南军民顽强坚持。从5月2日起， 以美国为首的北约开始轰炸南联盟供电系统， 并使用石墨炸弹使南联盟电网彻底瘫痪，由此 造成整个南联盟经济的崩溃。30天后，南联盟 被迫接受了美国及北约的城下之盟。令人震惊 的是: 南联盟承认战败时，它的人民军还保持 着90%的基本完整。 美国空军反思:如果一开始轰炸就对准南联盟的 电力系统，战争也许不需要进行78天。打击电 力系统就此成为美军最大的战争心得。
电能消费即电气化程度已成为表征一个国家现 代化进程和人民生活水平的重要标志。
2006年世界一些国家和地区的人均用电量（kWh）
国家 或地 区 加拿 澳大 瑞典 美国 大 利亚 新西 兰
日本 韩国 德国 英国
中国 中国 香港
人均 用电 16753 15231 13550 11332 量
9646
8451
电气化在生产中所占的比重
在产品成本中所占的比重一般很小（除 电化工业外）。例如在机械工业中，电 费开支仅占产品成本的5%左右。 从投资额来看，一般机械工厂在供电设 备上的投资，也仅占总投资的5%左右。
生产电气化的优点
工业生产实现电气化以后可以大 大增加产量，提高产品质量，提高劳 动生产率，降低劳动成本，减轻工人 的劳动强度，改善工人的劳动条件， 有利于实现生产过程自动化。
电力系统-现代战争的攻击重点
1991以美国为首的多国联盟对伊拉克进行海湾战 争,石墨炸弹在“沙漠风暴”行动中首次登场,使伊 拉克全国供电系统85%瘫痪。 科索沃战争美国空军对南斯拉夫的空袭中使用的石 墨炸弹纤维更细更易导电，对电力破坏性更大。首 次攻击就造成南斯拉夫全国70%的地区断电。北 约发言人宣称：“我们掌握了南联盟的电力开关。” 2007年台湾《联合报》称，台湾“中科院”正着 手研制石墨炸弹，导弹的覆盖范围包括大陆的北京 和上海。如果台湾使用石墨炸弹攻击大陆城市，将 会造成大陆城市的所有电力供应瘫痪。
近几年全球发生的重大停电事故
2006年11月4日晚，西欧多国遭遇特大停电事故，约 1000万人受到影响。法国约500万人的电力供应被切 断。德国停电影响了至少100万人。事故还波及意大利, 比利时和西班牙等地多个城市。 直接起因是德国为了让一艘船出厂切断了两条高压 线，造成欧洲电网东部电力输出负荷过重，西部电力输 入严重不足，引发欧洲电网连锁反应。欧洲目前使用统 一供电网，任何一个环节出现问题，就可能对多个国家 造成大范围影响。欧洲大停电事故，暴露了欧洲电力供 应方面的缺陷。 欧洲官员呼吁各国加强能源合作，制定统一的电力 政策，建立电力供应管理机构，加大电力建设投资等。
冻雨天气对电网伤害的形成
导致输电线路上覆冰的主要的气象因素有气 温、空气湿度和风。当温度与湿度条件都具 备时，风速的大小和风向成为决定覆冰厚度 的重要参数，最适宜覆冰产生的风速一般为 2米/秒到7米/秒。 覆冰首先在电线迎风面上产生，当迎风 面达到某一覆冰厚度时，在不平衡重力的作 用下产生扭矩，使电线发生扭转，从而使电 线的另一侧成为迎风面而产生覆冰，如此反 复多次后在电线上形成圆形或椭圆形的覆冰。