电力系统与供电电压等级
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2.1 电力系统与供电电压等级
【知识目标】 1．理解电力系统、电力网等基本概念； 2．了解发电厂及变电站的基本形式； 3．掌握电气设备的额定电压确定方法。
【能力目标】 1．能解释电力系统、电力网； 2．能确定电气设备的额定电压。
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一、国内外电力工业发展史
• 1875年，世界上最早的发电厂——巴黎北 火车站电厂建成，用于照明供电；
• 因为水的能量与其流量和落差成正比，所 以利用水能发电的关键是集中大量的水和 造成大的水位落差。
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3.2 水力发电厂
• 坝后式水电厂断面图如图2.3所示。其厂房 建在拦河坝非溢流坝段的后面（下游侧） ，不承受水的压力，压力管道通过坝体 ， 适用于高中水头。这是我国最常见的水电 厂型式。
17
图2.3 坝后式水电厂示意图 18
9
2、电力系统的定义
图2.1 动力系统、电力系统、电力网关系示意图 10
3、发电厂及其分类
• 发电厂是电力系统的中心环节，它是把各 种天然能源（化学能、水能、原子能等） 转换成电能的工厂。
• 按使用能源不同或转换能源特点，发电厂 有以下类型：火力发电厂、水力发电厂、 核电厂、新能源发电厂等。
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的使用十分方便，能做到约时停送电。
8
2、电力系统的定义
• 由发电厂、升压变电站、输电线路、降压 变电站及电力用户所组成的统一整体，称 为电力系统。
• 电力系统加上带动发电机转动的动力装置 构成的整体称为动力系统。
• 其中，由各类升压变电站、输电线路、降 压变电站组成的电能传输和分配网络称为 电力网。动力系统、电力系统、电力网三 者关系如图2.1所示。
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一、电力工业发展概况
• 2008年底，我国发电装机容量达到 7.9×104万kW，年发电量达3.4334×104亿 KWh；
• 2009年底，全国发电装机容量达到 8.7×104万kW，其中火电达到6.5205×104 万kW，水电装机达到1.9679×104万kW。 发电装机容量和年发电量稳居世界第二位 ，我国已成为世界电力大国。
3.3 核电厂
• 核电厂是将原子核的裂变能转换为电能的 发电厂，燃料主要是铀235（U235）。U235 容易在慢中子的撞击下裂变，释放出巨大 能量，同时释放出新的中子。核能能量密 度高，1克U235全部裂变时所释放的能量为 8×1010J，相当于2.7t标准煤完全燃烧时释 放的能量。作为发电燃料，铀235（U235） 运输量小、发电成本低。
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一、电力工业发展概况
• 但是，随着我国国民经济的高速发展与人 民生活用电的急剧增长，电力工业的发展 仍不能满足整个社会发展的需要；由于我 国人口众多，因此在按人口平均用电方面 ，还远远落后于一些发达国家。我国的电 力工业必须持续、稳步地大力发展。
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二、电力系统的构成
• 电力生产企业的任务：把一次能源转换为 电能，并输送、分配和销售给电力用户。
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3.4 火电厂、水电厂和核电厂的比较
• 火电厂相对投资少，建设工期短，一般2-3 年就可建起；但生产过程及控制系统相对 复杂，对环境污染大，要消耗大量的一次 能源，发电成本高。
• 水电厂生产过程简单，控制容易，污染小 ，发电成本低；但需要建设大坝，购置水 工设施，投资大，工期长，且受气候水文 条件影响大。
• 1878年，法国建成第一座水电厂； • 1879年，美国旧金山实验电厂开始发电，
成为世界上最早出售电力的电厂； • 1882年，法国开始进行远距离高压直流输
电，同时，英国、日本、俄罗斯也相继修 建了发电厂。
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一、电力工业发展概况
• 我国于1978年底，全国发电装机容量达到 5.712×103万kW ，年发电量达到 2.566×103亿kWh，居世界第七位。与此 同时，东北、京津唐、华中、华东电网形 成了220kV主干网架。
• 核电厂原料成本低，但要求很高的安全性 。
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4、变电站
• 变电站是汇集电源、升降电压和分配电力 的场所，是联系发电厂和用户的中间环节 ，起着变换和分配电能的作用。
• 变电站有升压和降压之分。升压变电站通 常是发电厂升压部分，紧靠发电厂。降压 变电站通常运离发电厂而靠近负荷中心。
4源自文库
一、电力工业发展概况
• 改革开放以来，我国的大区联网和西电东 送联网建设不断加强。经过多年建设，除 去我国台湾省和港、澳地区外，全国已经 形成华北、东北、华东、华中、西北、川 渝和南方联营等七个跨省区电网，及山东 、福建、海南、乌鲁木齐和拉萨等五个独 立的省级电网。在跨省电网和部分独立省 网中形成500kV（或330kV）的骨干网架。
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3.1 火力发电厂
• 热电厂与凝汽式火电厂不同之处是将汽轮
机中一部分做过功的蒸汽从中段抽出来直
接供给热用户，或经加热器将水加热后，
把热水供给用户。这样，便可减少被循环
水带走的热量，提高效率，现代热电厂的 效率达60％～70％。
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3.2 水力发电厂
• 水力发电厂简称水电厂，也称水电站，是 把水的位能和动能转换成电能的工厂。水 电厂的原动机为水轮机，通过水轮机将水 能转换为机械能，再由水轮机带动发电机 将机械能转换为电能。
3.1 火力发电厂
• 凝汽式火电厂生产过程示意图如图2.2所示 。整个生产系统可分为三个系统：燃烧系 统、汽水系统、电气系统。
• 其生产过程是：煤粉在锅炉炉膛中燃烧， 使锅炉中的水加热变成过热蒸汽，经管道 送到汽轮机，推动汽轮机旋转，将热能变 为机械能。
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图2.2 凝汽式火电厂生产过程示意图
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3.1火力发电厂及其分类
• 汽轮机带动发电机旋转，再将机械能变为 电能。在汽轮机中做过功的蒸汽排入凝汽
器，循环水泵打入的循环水将排汽迅速冷 却而凝结，由凝结水泵将凝结水送到除氧
器中除氧（清除水中的气体，特别是氧气 ），而后由给水泵重新送回锅炉。
• 由于在凝汽器中大量的热量被循环水带走 ，因此，凝汽式火电厂的效率较低，只有 30％～40％。
• 一次能源：指煤、石油、天然气、水能、 地热能、核能、风能、太阳能等以自然形 态存在的能源。
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1、电能的优点
• 可以方便地与其它形式的能量相互转换（ 如光能、热能、机械能等）；
• 电能可以大规模生产，远距离输送和分配 ；
• 电能易于调节、操作和控制灵活； • 在终端使用时电能是最清洁的能源。电能
【知识目标】 1．理解电力系统、电力网等基本概念； 2．了解发电厂及变电站的基本形式； 3．掌握电气设备的额定电压确定方法。
【能力目标】 1．能解释电力系统、电力网； 2．能确定电气设备的额定电压。
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一、国内外电力工业发展史
• 1875年，世界上最早的发电厂——巴黎北 火车站电厂建成，用于照明供电；
• 因为水的能量与其流量和落差成正比，所 以利用水能发电的关键是集中大量的水和 造成大的水位落差。
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3.2 水力发电厂
• 坝后式水电厂断面图如图2.3所示。其厂房 建在拦河坝非溢流坝段的后面（下游侧） ，不承受水的压力，压力管道通过坝体 ， 适用于高中水头。这是我国最常见的水电 厂型式。
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图2.3 坝后式水电厂示意图 18
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2、电力系统的定义
图2.1 动力系统、电力系统、电力网关系示意图 10
3、发电厂及其分类
• 发电厂是电力系统的中心环节，它是把各 种天然能源（化学能、水能、原子能等） 转换成电能的工厂。
• 按使用能源不同或转换能源特点，发电厂 有以下类型：火力发电厂、水力发电厂、 核电厂、新能源发电厂等。
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的使用十分方便，能做到约时停送电。
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2、电力系统的定义
• 由发电厂、升压变电站、输电线路、降压 变电站及电力用户所组成的统一整体，称 为电力系统。
• 电力系统加上带动发电机转动的动力装置 构成的整体称为动力系统。
• 其中，由各类升压变电站、输电线路、降 压变电站组成的电能传输和分配网络称为 电力网。动力系统、电力系统、电力网三 者关系如图2.1所示。
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一、电力工业发展概况
• 2008年底，我国发电装机容量达到 7.9×104万kW，年发电量达3.4334×104亿 KWh；
• 2009年底，全国发电装机容量达到 8.7×104万kW，其中火电达到6.5205×104 万kW，水电装机达到1.9679×104万kW。 发电装机容量和年发电量稳居世界第二位 ，我国已成为世界电力大国。
3.3 核电厂
• 核电厂是将原子核的裂变能转换为电能的 发电厂，燃料主要是铀235（U235）。U235 容易在慢中子的撞击下裂变，释放出巨大 能量，同时释放出新的中子。核能能量密 度高，1克U235全部裂变时所释放的能量为 8×1010J，相当于2.7t标准煤完全燃烧时释 放的能量。作为发电燃料，铀235（U235） 运输量小、发电成本低。
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一、电力工业发展概况
• 但是，随着我国国民经济的高速发展与人 民生活用电的急剧增长，电力工业的发展 仍不能满足整个社会发展的需要；由于我 国人口众多，因此在按人口平均用电方面 ，还远远落后于一些发达国家。我国的电 力工业必须持续、稳步地大力发展。
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二、电力系统的构成
• 电力生产企业的任务：把一次能源转换为 电能，并输送、分配和销售给电力用户。
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3.4 火电厂、水电厂和核电厂的比较
• 火电厂相对投资少，建设工期短，一般2-3 年就可建起；但生产过程及控制系统相对 复杂，对环境污染大，要消耗大量的一次 能源，发电成本高。
• 水电厂生产过程简单，控制容易，污染小 ，发电成本低；但需要建设大坝，购置水 工设施，投资大，工期长，且受气候水文 条件影响大。
• 1878年，法国建成第一座水电厂； • 1879年，美国旧金山实验电厂开始发电，
成为世界上最早出售电力的电厂； • 1882年，法国开始进行远距离高压直流输
电，同时，英国、日本、俄罗斯也相继修 建了发电厂。
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一、电力工业发展概况
• 我国于1978年底，全国发电装机容量达到 5.712×103万kW ，年发电量达到 2.566×103亿kWh，居世界第七位。与此 同时，东北、京津唐、华中、华东电网形 成了220kV主干网架。
• 核电厂原料成本低，但要求很高的安全性 。
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4、变电站
• 变电站是汇集电源、升降电压和分配电力 的场所，是联系发电厂和用户的中间环节 ，起着变换和分配电能的作用。
• 变电站有升压和降压之分。升压变电站通 常是发电厂升压部分，紧靠发电厂。降压 变电站通常运离发电厂而靠近负荷中心。
4源自文库
一、电力工业发展概况
• 改革开放以来，我国的大区联网和西电东 送联网建设不断加强。经过多年建设，除 去我国台湾省和港、澳地区外，全国已经 形成华北、东北、华东、华中、西北、川 渝和南方联营等七个跨省区电网，及山东 、福建、海南、乌鲁木齐和拉萨等五个独 立的省级电网。在跨省电网和部分独立省 网中形成500kV（或330kV）的骨干网架。
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3.1 火力发电厂
• 热电厂与凝汽式火电厂不同之处是将汽轮
机中一部分做过功的蒸汽从中段抽出来直
接供给热用户，或经加热器将水加热后，
把热水供给用户。这样，便可减少被循环
水带走的热量，提高效率，现代热电厂的 效率达60％～70％。
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3.2 水力发电厂
• 水力发电厂简称水电厂，也称水电站，是 把水的位能和动能转换成电能的工厂。水 电厂的原动机为水轮机，通过水轮机将水 能转换为机械能，再由水轮机带动发电机 将机械能转换为电能。
3.1 火力发电厂
• 凝汽式火电厂生产过程示意图如图2.2所示 。整个生产系统可分为三个系统：燃烧系 统、汽水系统、电气系统。
• 其生产过程是：煤粉在锅炉炉膛中燃烧， 使锅炉中的水加热变成过热蒸汽，经管道 送到汽轮机，推动汽轮机旋转，将热能变 为机械能。
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图2.2 凝汽式火电厂生产过程示意图
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3.1火力发电厂及其分类
• 汽轮机带动发电机旋转，再将机械能变为 电能。在汽轮机中做过功的蒸汽排入凝汽
器，循环水泵打入的循环水将排汽迅速冷 却而凝结，由凝结水泵将凝结水送到除氧
器中除氧（清除水中的气体，特别是氧气 ），而后由给水泵重新送回锅炉。
• 由于在凝汽器中大量的热量被循环水带走 ，因此，凝汽式火电厂的效率较低，只有 30％～40％。
• 一次能源：指煤、石油、天然气、水能、 地热能、核能、风能、太阳能等以自然形 态存在的能源。
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1、电能的优点
• 可以方便地与其它形式的能量相互转换（ 如光能、热能、机械能等）；
• 电能可以大规模生产，远距离输送和分配 ；
• 电能易于调节、操作和控制灵活； • 在终端使用时电能是最清洁的能源。电能