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第一章 电力工程基础 我国电力工业概况 电力系统的组成与基本要求（重点） 电能质量指标 电力系统电压等级（重点） 1.1 电力工业在国民经济中的地位 1.1.1 电力工业的地位 一次能源（化学能、水能、原子能、风能、太阳能、地热能等） 电能（二次能源） 电能的优点： （1）易于转换； （2）适合远距离输送（“西电东送”工程）； （3）便于控制； （4）清洁能源。 一、电力工业的地位 （1）现代社会的主要能源和动力 （2）人均用电量反映了一个国家的现代化水平 2007年我国发电量32559亿千瓦时(kW.h)，人均2504kW.h。 资料：2006年各国年人均用电量 挪威:23850kW.h 瑞典:15015kW.h美国:11623kW.h 比利时:7300kW.h 瑞士:6635kW.h 法国:6495kW.h 丹麦:5865kW.h 奥地利:6165kW.h德国:5835kW.h 英国:5320kW.h 世界人均:2400kW.h  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%） 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 三、我国的电力市场 电力改革 厂网分开：电源（如大唐）、 电网（国家电力公司） 电力市场 1.2 各类发电厂生产过程简介 二、水电站 1.水能→水轮机→发电机（最大单机容量70万kW,三峡水电站26台70万kW机组） 2.发电容量:P=9.8ηQH Q—流量（立方米/秒）；H—落差(m) η—机组效率（0.8-0.85) 3.水电站类型 三峡水电站 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) 金沙江溪洛渡水电站静态投资503.4亿元；设计装机容量1260万千瓦，居世界第三位。2013年6月首批机组发电，2015年竣工。 （效果图） 1.3 电力系统的组成 二、组成电力系统运行的优点 1.合理利用资源：矿口电厂；丰水期与枯水期 2.减少了总装机容量 3.提高了供电可靠性：互为备用 4.可采用大容量机组 1.4 对电力系统运行的基本要求 一、电力系统的基本特点 1.同时性：电能不能大量储存（抽水蓄能电站） 2.过渡过程十分短暂 3 较强的地区性特点 4.与国民经济和人民生活关系密切，影响巨大。 资料：03年北美大停电事故，持续29个小时的大面积停电，给5000万美国人和加拿大人的生活带来极大不便，造成的经济损失达300亿美元。 二、对电力系统的基本要求 一级负荷：两个独立电源供电 可靠 二级负荷：双电源、双回线、专线 三级负荷：无特殊要求 优质：U，f 经济 1.5 电力系统的质量指标 电压、波形、频率 一、电压 1.电压偏移 定义:指电网实际电压偏离额定值 原因：负荷变化→线路电压损失变化→负荷端电压偏离额定值 危害：例如对电动机,U ↓ →M↓→n↓,I↑→过热 要求：35kV及以上，≯±5%;10kV及以下， ≯±7%；低压照明， ≯+5%～-10% 一、电压 1.电压偏移 抑制措施 减少系统阻抗:增大导线截面,并列（联） 三相负荷平衡：低压电网 无功补偿：减少Q的传输，降低线路电压损耗 变压器调压：有载调压变压器、无载调压变压器 2.电压波动 定义：电网电压的快速变化 原因：负荷急剧变化，如电动机起动、电焊机、电弧炉，引起线路电压损耗快速变化 后果：白炽灯闪烁、同步电动机转子振动 抑制措施：（1）专线、专用变压器 （2）动态无功补偿 *电压闪变：更为快速的变化 *电压跌落：电压在几ms内降到70%以下 3.谐波 nf(n=2,3,4,……),f为基波 原因：非线性元件（如电力电子装置、电焊机、电解等）→谐波电流（电压）→波形畸变 危害 电机、变压器铁心过热 附加功率损耗：电流