電氣工程概論 第三章 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)(三)

1、電氣工程概論11. 電網(wǎng)的構(gòu)成和功能電網(wǎng)的構(gòu)成和功能電氣工程概論2電氣工程概論32. 電力線路電力線路p電力線路分為架空線路和電纜線路電力線路分為架空線路和電纜線路p架空線路主要由導(dǎo)線、避雷線（又架空線路主要由導(dǎo)線、避雷線（又稱架空地線）、桿塔、絕緣子串合金稱架空地線）、桿塔、絕緣子串合金具等部分組成。具等部分組成。p導(dǎo)線用來(lái)傳導(dǎo)電流，輸送電能。導(dǎo)線用來(lái)傳導(dǎo)電流，輸送電能。p避雷線用來(lái)將雷電流引入大地，保避雷線用來(lái)將雷電流引入大地，保護(hù)線路免遭直擊雷的破壞。護(hù)線路免遭直擊雷的破壞。p桿塔用來(lái)支撐導(dǎo)線和避雷線。桿塔用來(lái)支撐導(dǎo)線和避雷線。p絕緣子用來(lái)使導(dǎo)線與導(dǎo)線、導(dǎo)線與絕緣子用來(lái)使導(dǎo)線與導(dǎo)線、導(dǎo)線

2、與桿塔之間保持絕緣狀態(tài)。桿塔之間保持絕緣狀態(tài)。p金具用來(lái)固定、懸掛、連接和保護(hù)金具用來(lái)固定、懸掛、連接和保護(hù)架空線路各主要元件的金屬器件的總架空線路各主要元件的金屬器件的總稱稱電氣工程概論4電氣工程概論53. 變電站的功能和構(gòu)成變電站的功能和構(gòu)成電氣工程概論64. 配電系統(tǒng)的功能和構(gòu)成配電系統(tǒng)的功能和構(gòu)成電氣工程概論75. 電網(wǎng)調(diào)度和運(yùn)行電網(wǎng)調(diào)度和運(yùn)行電氣工程概論8電氣工程概論9電氣工程概論101. 照明照明(d)(a) (b)(e)(c)鋁蒸鍍面鎢燈絲燈絲支架石英玻璃Ar氣體+鹵素化合物鉬箔紅外反射膜石英玻璃可見(jiàn)光紅外線鎢燈絲（a）（b）（c）（d）（e）熒光粉水銀原子電子氬原子可見(jiàn)光鎮(zhèn)流器

3、啟輝器電氣工程概論112. 電加熱電加熱電氣工程概論123. 電力拖動(dòng)電力拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率開(kāi)關(guān)控制器件電源傳遞機(jī)構(gòu)工作機(jī)械機(jī)械連接電連接電氣工程概論131. 電力市場(chǎng)的概念電力市場(chǎng)的概念p 電力市場(chǎng)是采用經(jīng)濟(jì)、法律等手段，本著公平競(jìng)爭(zhēng)、自愿互電力市場(chǎng)是采用經(jīng)濟(jì)、法律等手段，本著公平競(jìng)爭(zhēng)、自愿互利的原則，對(duì)電力系統(tǒng)中發(fā)電、輸電、供電、用電等各組成利的原則，對(duì)電力系統(tǒng)中發(fā)電、輸電、供電、用電等各組成員協(xié)調(diào)運(yùn)行的管理機(jī)制和執(zhí)行系統(tǒng)的總和。員協(xié)調(diào)運(yùn)行的管理機(jī)制和執(zhí)行系統(tǒng)的總和。p 電力市場(chǎng)的基本特征：開(kāi)放性、競(jìng)爭(zhēng)性、計(jì)劃性和協(xié)調(diào)性。電力市場(chǎng)的基本特征：開(kāi)放性、競(jìng)爭(zhēng)性、計(jì)劃性和協(xié)調(diào)性。p 電力市場(chǎng)首先是一

4、種管理機(jī)制，同時(shí)還是體現(xiàn)這種管理機(jī)制電力市場(chǎng)首先是一種管理機(jī)制，同時(shí)還是體現(xiàn)這種管理機(jī)制的執(zhí)行系統(tǒng)。包括貿(mào)易場(chǎng)所、計(jì)量系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通信的執(zhí)行系統(tǒng)。包括貿(mào)易場(chǎng)所、計(jì)量系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等。系統(tǒng)等。p 電價(jià)是電力市場(chǎng)的杠桿和核心內(nèi)容。電價(jià)是電力市場(chǎng)的杠桿和核心內(nèi)容。p 轉(zhuǎn)運(yùn)業(yè)務(wù)是電力市場(chǎng)重要的貿(mào)易形式。轉(zhuǎn)運(yùn)業(yè)務(wù)是電力市場(chǎng)重要的貿(mào)易形式。電氣工程概論142. 電力市場(chǎng)的興起電力市場(chǎng)的興起電氣工程概論153. 電力市場(chǎng)的基本原則電力市場(chǎng)的基本原則電氣工程概論16p 我國(guó)發(fā)展能源的指導(dǎo)方針是：大力（優(yōu)先）發(fā)我國(guó)發(fā)展能源的指導(dǎo)方針是：大力（優(yōu)先）發(fā)展水電，繼續(xù)發(fā)展火電，適當(dāng)發(fā)展核電，積極展水

5、電，繼續(xù)發(fā)展火電，適當(dāng)發(fā)展核電，積極發(fā)展新能源發(fā)電，同步發(fā)展電網(wǎng)，促進(jìn)全國(guó)聯(lián)發(fā)展新能源發(fā)電，同步發(fā)展電網(wǎng)，促進(jìn)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)。網(wǎng)。p 電力技術(shù)屬于傳統(tǒng)技術(shù)的范疇，技術(shù)創(chuàng)新和出電力技術(shù)屬于傳統(tǒng)技術(shù)的范疇，技術(shù)創(chuàng)新和出現(xiàn)重大突破的機(jī)會(huì)要比信息科學(xué)、生命科學(xué)、現(xiàn)重大突破的機(jī)會(huì)要比信息科學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)等新興學(xué)科少得多。但是，應(yīng)該看到，材料科學(xué)等新興學(xué)科少得多。但是，應(yīng)該看到，電力技術(shù)與其他學(xué)科的相互交叉和滲透的趨勢(shì)電力技術(shù)與其他學(xué)科的相互交叉和滲透的趨勢(shì)越來(lái)越明顯。電力研究的一些前沿課題反映了越來(lái)越明顯。電力研究的一些前沿課題反映了這種趨勢(shì)。這種趨勢(shì)。 電氣工程概論171 1 高壓交流輸電技術(shù)高壓交

6、流輸電技術(shù)三相高壓交流輸電技術(shù)三相高壓交流輸電技術(shù) 常規(guī)的三相交流輸電在遠(yuǎn)距離輸電工程中占主導(dǎo)地常規(guī)的三相交流輸電在遠(yuǎn)距離輸電工程中占主導(dǎo)地位，在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)仍然是輸電和聯(lián)網(wǎng)的主要位，在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)仍然是輸電和聯(lián)網(wǎng)的主要方式；方式； 前蘇聯(lián)建成了前蘇聯(lián)建成了900km900km的的1150kV1150kV特高壓輸電線路并經(jīng)過(guò)特高壓輸電線路并經(jīng)過(guò)了試運(yùn)行，后因無(wú)電可送等原因而降壓為了試運(yùn)行，后因無(wú)電可送等原因而降壓為500kV500kV運(yùn)行；運(yùn)行； 未來(lái)交流輸電發(fā)展的重點(diǎn)將是采用新技術(shù)充分利用未來(lái)交流輸電發(fā)展的重點(diǎn)將是采用新技術(shù)充分利用線路走廊輸送更多的電力。線路走廊輸送更多的電力。

7、電氣工程概論18多相交流輸電多相交流輸電 多相交流輸電以多相（相數(shù)大于多相交流輸電以多相（相數(shù)大于3 3）交流電形式實(shí)現(xiàn)）交流電形式實(shí)現(xiàn)電能輸送；電能輸送； 特點(diǎn)：相同的線路走廊和占地面積，多相輸電可提特點(diǎn)：相同的線路走廊和占地面積，多相輸電可提高由線路發(fā)熱條件決定的負(fù)荷容量，可設(shè)計(jì)得更高由線路發(fā)熱條件決定的負(fù)荷容量，可設(shè)計(jì)得更“緊緊湊湊”適合線路路徑受限制的地區(qū)，可以接入三相交流適合線路路徑受限制的地區(qū)，可以接入三相交流輸電系統(tǒng)，不需經(jīng)過(guò)多相交流變電所；輸電系統(tǒng)，不需經(jīng)過(guò)多相交流變電所； 多相交流輸電已經(jīng)入工業(yè)性試驗(yàn)和試運(yùn)行階段。多相交流輸電已經(jīng)入工業(yè)性試驗(yàn)和試運(yùn)行階段。電氣工程概論19靈活

8、交流輸電靈活交流輸電靈活交流輸電（靈活交流輸電（FACTSFACTS）是基于電力電子技術(shù)與現(xiàn)）是基于電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)對(duì)交流輸電系統(tǒng)的阻抗、電壓、相位實(shí)代控制技術(shù)對(duì)交流輸電系統(tǒng)的阻抗、電壓、相位實(shí)施靈活快速調(diào)節(jié)的輸電技術(shù)；施靈活快速調(diào)節(jié)的輸電技術(shù)； 出現(xiàn)背景：出現(xiàn)背景：發(fā)展互聯(lián)電網(wǎng)的需要；發(fā)展互聯(lián)電網(wǎng)的需要；發(fā)展電力市場(chǎng)的需要；發(fā)展電力市場(chǎng)的需要；電力電子器件的快速發(fā)展使靈活交流輸電的設(shè)想成為電力電子器件的快速發(fā)展使靈活交流輸電的設(shè)想成為現(xiàn)實(shí)?，F(xiàn)實(shí)。靈活交流輸電技術(shù)的核心就是利用電力電子器件可靈活交流輸電技術(shù)的核心就是利用電力電子器件可以按照控制系統(tǒng)的要求，應(yīng)用現(xiàn)代換流技術(shù)和控制以按照

9、控制系統(tǒng)的要求，應(yīng)用現(xiàn)代換流技術(shù)和控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電壓技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電壓、阻抗或相位大幅度靈活控制。阻抗或相位大幅度靈活控制。電氣工程概論202 2 高壓直流輸電技術(shù)高壓直流輸電技術(shù)p端對(duì)端直流輸電端對(duì)端直流輸電該技術(shù)是一項(xiàng)成熟的遠(yuǎn)該技術(shù)是一項(xiàng)成熟的遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)，預(yù)計(jì)端距離輸電技術(shù)，預(yù)計(jì)端對(duì)端直流輸電在未來(lái)仍對(duì)端直流輸電在未來(lái)仍是遠(yuǎn)距離輸電和聯(lián)網(wǎng)的是遠(yuǎn)距離輸電和聯(lián)網(wǎng)的重要方式。重要方式。p多端直流輸電技術(shù)多端直流輸電技術(shù) 為了解決直流輸電多電為了解決直流輸電多電源供電、多落點(diǎn)受電問(wèn)源供電、多落點(diǎn)受電問(wèn)題，研究出多端直流輸題，研究出多端直流輸電技術(shù)。電技術(shù)。電氣工程概論21新一代直流輸電技術(shù)新一代直

10、流輸電技術(shù)未來(lái)直流輸電技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是在應(yīng)用可關(guān)斷器件未來(lái)直流輸電技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是在應(yīng)用可關(guān)斷器件組成的換流器進(jìn)一步改善輸電性能的同時(shí)，大幅度組成的換流器進(jìn)一步改善輸電性能的同時(shí)，大幅度簡(jiǎn)化設(shè)備，減少換流站的占地，降低造價(jià)，以便在簡(jiǎn)化設(shè)備，減少換流站的占地，降低造價(jià)，以便在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上比其它輸電方式更具競(jìng)爭(zhēng)力；技術(shù)經(jīng)濟(jì)上比其它輸電方式更具競(jìng)爭(zhēng)力；典型例子是：典型例子是：所謂輕型直流輸電（所謂輕型直流輸電（HVDC LightHVDC Light），它采用），它采用IGBTIGBT等等可關(guān)斷的器件組成換流器；可關(guān)斷的器件組成換流器；使用戶外換流閥以節(jié)省閥廳的建設(shè)費(fèi)用；使用戶外換流閥以節(jié)省閥廳的建設(shè)

11、費(fèi)用；應(yīng)用連續(xù)調(diào)節(jié)交流濾波器、有源濾波器等技術(shù)大幅應(yīng)用連續(xù)調(diào)節(jié)交流濾波器、有源濾波器等技術(shù)大幅度減少戶外場(chǎng)的占地。度減少戶外場(chǎng)的占地。 電氣工程概論223 3 新型輸電線路新型輸電線路 p緊湊型線路緊湊型線路緊湊型線路是指增加分裂導(dǎo)線數(shù)、縮短相間距離、合緊湊型線路是指增加分裂導(dǎo)線數(shù)、縮短相間距離、合理排列相導(dǎo)線等措施以降低線路波阻抗，從而提高線理排列相導(dǎo)線等措施以降低線路波阻抗，從而提高線路輸送能力的輸電線路。研究的主要目的是提高線路路輸送能力的輸電線路。研究的主要目的是提高線路的輸送能力，節(jié)省線路走廊；的輸送能力，節(jié)省線路走廊；從從2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代起，美國(guó)、前蘇聯(lián)、法國(guó)、巴西等國(guó)

12、年代起，美國(guó)、前蘇聯(lián)、法國(guó)、巴西等國(guó)建成了各種電壓等級(jí)的緊湊型線路，我國(guó)也建成了一建成了各種電壓等級(jí)的緊湊型線路，我國(guó)也建成了一條條500kV500kV的緊湊型線路，正在試運(yùn)行中。的緊湊型線路，正在試運(yùn)行中。電氣工程概論23p氣體絕緣線路氣體絕緣線路氣體絕緣輸電線路（氣體絕緣輸電線路（GILGIL）是以六氟化硫氣體絕）是以六氟化硫氣體絕緣的、帶有與導(dǎo)體同軸的接地金屬外殼的輸電線緣的、帶有與導(dǎo)體同軸的接地金屬外殼的輸電線路，與電纜相比，其優(yōu)點(diǎn)是絕緣擊穿后可恢復(fù)、路，與電纜相比，其優(yōu)點(diǎn)是絕緣擊穿后可恢復(fù)、承載電流大；承載電流大；氣體絕緣輸電線路已在美國(guó)、德國(guó)的水力發(fā)電廠氣體絕緣輸電線路已在美國(guó)、德國(guó)的水力發(fā)電廠的出線等場(chǎng)合得到了應(yīng)用。的出線等場(chǎng)合得到了應(yīng)用。未來(lái)由于輸電線路走廊的獲得越來(lái)越困難，氣體未來(lái)由于輸電線路走廊的獲得越來(lái)越困難，氣體絕緣輸電線路的研究和開(kāi)發(fā)受到重視絕緣輸電線路的研究和開(kāi)發(fā)受到重視。電氣工程概論244 4 潔凈煤發(fā)電技術(shù)潔凈煤發(fā)電技術(shù) 當(dāng)今我國(guó)的火力發(fā)電機(jī)組效率低，污染物排放量大，與當(dāng)今我國(guó)的火力發(fā)電機(jī)組效率低，污染物排放量大，與先進(jìn)國(guó)家相比有較大差距，所以要大力推廣潔凈煤發(fā)電先進(jìn)國(guó)家相比有較大差距，所以要大力推廣潔凈煤發(fā)電技術(shù)，建設(shè)大型循環(huán)流化床鍋爐，增壓硫化燃?xì)饧夹g(shù)，建設(shè)大型循環(huán)流化床鍋爐，增壓硫化燃?xì)? -