1-2电力工程基础-(NXPowerLite)专用课件.ppt

2024/5/24 周五1-51三、发电厂三、发电厂新能源发电新能源发电新能源发电新能源发电 新新能能源源发发电电是是利利用用太太阳阳能能、风风能能、地地热热、潮潮汐汐、海海浪浪、海海洋洋温温差差、沼沼气气、垃垃圾圾、燃燃料料电电池池等等能能源源生生产产电电能能的的发电厂。发电厂。2024/5/24 周五2-51u太阳能发电厂p利用太阳光能和热能来生产电能就是太阳能发电。利用太阳光能和热能来生产电能就是太阳能发电。p太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源。也是太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源。也是清洁能源，不产生任何的环境污染。清洁能源，不产生任何的环境污染。p太阳能发电分光热发电和光伏发电；太阳能发电分光热发电和光伏发电；p在太阳能的有效利用当中，大阳光伏发电技术是近些在太阳能的有效利用当中，大阳光伏发电技术是近些年来发展最快，最具活力的技术研究领域。年来发展最快，最具活力的技术研究领域。p在太阳能光伏技术应用中，尚待解决的技术问题还有在太阳能光伏技术应用中，尚待解决的技术问题还有很多，如：如何降低太阳能电池的生产成本；如何提很多，如：如何降低太阳能电池的生产成本；如何提高太阳能电池的光电转化效率；高效率、低成本的电高太阳能电池的光电转化效率；高效率、低成本的电能储存技术；如何实现太阳能电池的最佳输出匹配等。能储存技术；如何实现太阳能电池的最佳输出匹配等。这些问题涉及了现代科技的许多领域：材料科学、半这些问题涉及了现代科技的许多领域：材料科学、半导体技术、电池技术、电网技术、以及电子技术、自导体技术、电池技术、电网技术、以及电子技术、自动化控制技术等。动化控制技术等。2024/5/24 周五3-51太阳能电厂p光光伏伏发发电电是是根根据据光光生生伏伏打打效效应应原原理理，利利用用太太阳阳电电池池将将太太阳阳光光能能直直接接转转化化为为电电能能。不不论论是是独独立立使使用用还还是是并并网网发发电电，光光伏伏发发电电系系统统主主要要由由太太阳阳电电池池板板（组组件件）、控控制制器器和和逆逆变变器器三三大大部部分分组组成成，它它们们主主要要由由电电子子元元器器件件构构成成，不不涉涉及及机机械械部部件件，所所以以，光光伏伏发发电电设设备备极为精炼，可靠稳定寿命长、安装维护简便。极为精炼，可靠稳定寿命长、安装维护简便。p太太阳阳能能光光伏伏发发电电的的最最基基本本元元件件是是太太阳阳电电池池（片片），有有硅硅太太阳阳电电池池和和薄薄膜膜电电池池。硅硅是是“提提纯纯硅硅”，其其纯纯度度为为“11个个9”，比比半半导导体体或或者者说说芯芯片片硅硅片片“只只少少两两个个9”，根根据据提提纯纯硅硅结结晶晶后后里里头头的的成成分分不不同同分为分为单晶硅、多晶硅、非晶硅等。单晶硅、多晶硅、非晶硅等。p单单晶晶硅硅太太阳阳能能电电池池的的光光电电转转换换率率为为15左左右右，最最高高达达到到了了24，使使用用寿寿命命一一般般可可达达15年年，最最高高达达25年年，比比转转换换率率仅仅12左左右右的的多多晶硅太阳能电池的综合性能价格比高。晶硅太阳能电池的综合性能价格比高。2024/5/24 周五4-51单晶硅单晶硅效率效率:12 15%单位面积峰值功率单位面积峰值功率:120 Wp/m2价格价格.40-50元元/Wp光伏电池光伏电池多晶硅多晶硅效率效率:10 12%单位面积峰值功率单位面积峰值功率:100 Wp/m2价格价格.30-40元元/Wp非晶硅非晶硅效率效率:%单位面积峰值功率单位面积峰值功率:50 Wp/m2价格价格.50-60元元/Wp可以卷折可以卷折薄膜型薄膜型PV市场分额市场分额,2003 2024/5/24 周五5-51太阳能发电示意图N型硅P型硅防反射膜负荷2024/5/24 周五6-512024/5/24 周五7-512024/5/24 周五8-51太阳能发电2024/5/24 周五9-51太阳能电厂2024/5/24 周五10-51太阳能电厂2024/5/24 周五11-512024/5/24 周五12-512024/5/24 周五13-51u地热发电厂p地热发电就是利用地表深处的地热能来生产电能。地热发电就是利用地表深处的地热能来生产电能。p地球的内部非常热，其地心温度大约为地球的内部非常热，其地心温度大约为40004000，热，热能持续不断地在流向地面，从地表辐射出去并消失能持续不断地在流向地面，从地表辐射出去并消失在太空中。在太空中。p地热发电是利用地下热水和蒸汽为动力源的一种新地热发电是利用地下热水和蒸汽为动力源的一种新型发电技术，是一门新兴的能源工业。型发电技术，是一门新兴的能源工业。p地热发电的基本原理与普通火力发电相似，也是根地热发电的基本原理与普通火力发电相似，也是根据能量转换原理，首先把地热能转换为机械能，然据能量转换原理，首先把地热能转换为机械能，然后又把机械能变为电能。后又把机械能变为电能。p现在大量应用的地热发电系统主要有两大类：地热现在大量应用的地热发电系统主要有两大类：地热蒸汽发电系统和双循环发电系统。蒸汽发电系统和双循环发电系统。p另外，在研究的地热发电系统还有全流发电系统和另外，在研究的地热发电系统还有全流发电系统和干热岩发电系统。干热岩发电系统。p目前世界地热发电中多数为地热蒸汽发电，因为它目前世界地热发电中多数为地热蒸汽发电，因为它技术成熟，运行安全可靠。技术成熟，运行安全可靠。2024/5/24 周五14-51地热发电示意图火山火山地下水地下水蒸汽包蒸汽包汽轮机汽轮机发电机发电机冷却塔冷却塔循环水泵循环水泵2024/5/24 周五15-512024/5/24 周五16-51西藏羊八井地热发电厂西藏羊八井地热发电厂2024/5/24 周五17-51u风力发电厂p 风力能源是由于太阳对大气层造成的温差和地球风力能源是由于太阳对大气层造成的温差和地球表面不规则而引起。利用风力的动能就叫风力发电。表面不规则而引起。利用风力的动能就叫风力发电。p我国风能资源丰富，陆地理论储量亿千瓦，可我国风能资源丰富，陆地理论储量亿千瓦，可 开发的装机容量约开发的装机容量约.亿千瓦，居世界首位，亿千瓦，居世界首位，商业化、规模化发展潜力巨大。全国累计安装小型商业化、规模化发展潜力巨大。全国累计安装小型风力发电机近万台，用作解决西部无电地区农风力发电机近万台，用作解决西部无电地区农牧民生产生活用电。在广东、福建、内蒙古、新疆牧民生产生活用电。在广东、福建、内蒙古、新疆等地已建成个风电场，总装机容量近万千等地已建成个风电场，总装机容量近万千瓦。瓦。2024/5/24 周五18-512024/5/24 周五19-512024/5/24 周五20-512024/5/24 周五21-51中国最大的风力发电厂中国最大的风力发电厂新疆达坂城风力新疆达坂城风力发电厂发电厂2024/5/24 周五22-51内蒙古风力发电厂内蒙古风力发电厂2024/5/24 周五23-51南南澳澳风风力力发发电电厂厂2024/5/24 周五24-51u潮汐发电站p潮汐运动中蕴藏着巨大的能量。潮汐能的大小与水体潮汐运动中蕴藏着巨大的能量。潮汐能的大小与水体大小及潮差大小有关；大小及潮差大小有关；p实验表明，潮汐能量和海面的面积及潮差高度的平方实验表明，潮汐能量和海面的面积及潮差高度的平方成正比；成正比；p目前，利用潮汐发电是开发利用潮汐的主要方向。目前，利用潮汐发电是开发利用潮汐的主要方向。p潮汐发电与水力发电的原理相似，潮汐发电是利用潮潮汐发电与水力发电的原理相似，潮汐发电是利用潮差来推动水轮机转动，再由水轮机带动发电机发电；差来推动水轮机转动，再由水轮机带动发电机发电；p潮汐发电必须选择有利的海岸地形，修建潮汐水库，潮汐发电必须选择有利的海岸地形，修建潮汐水库，涨潮时蓄水，落潮时利用其势能发电；涨潮时蓄水，落潮时利用其势能发电；p单库单向型，只能在落潮时发电。单库单向型，只能在落潮时发电。单库双向型：单库双向型：在涨、落潮时都能发电。在涨、落潮时都能发电。双库双向型：可以连续发双库双向型：可以连续发电，但经济上不合算，未见实际应用。电，但经济上不合算，未见实际应用。2024/5/24 周五25-51潮汐发电站p全国潮汐能资源的理论蕴藏量为全国潮汐能资源的理论蕴藏量为1.91.910108 8kwkw，可开发，可开发利用的装机容量为利用的装机容量为2157215710104 4kwkw，可开发的年电量为，可开发的年电量为618xl0618xl08 8kwkwh h，占世界潮汐能总量的，占世界潮汐能总量的1 11010。p中国沿海已建成中国沿海已建成9 9座小型潮汐电站，座小型潮汐电站，19801980年建成的江年建成的江厦潮汐电站是我国第一座双向潮汐电站，也是目前世厦潮汐电站是我国第一座双向潮汐电站，也是目前世界上较大的一座双向潮汐电站，其总机容量为界上较大的一座双向潮汐电站，其总机容量为32003200千千瓦，年发电量为瓦，年发电量为10701070万度。万度。p江厦潮汐试验电站位于浙江省温岭县江厦港的下游。江厦潮汐试验电站位于浙江省温岭县江厦港的下游。该港为乐清湾北端的一个封闭式半日浅海潮港，平均该港为乐清湾北端的一个封闭式半日浅海潮港，平均潮差为潮差为5.08m5.08m，最大潮差达，最大潮差达8.39m8.39m。它是我国最大的一。它是我国最大的一座单库双向开发、生产和科研相结合的中间试验电站。座单库双向开发、生产和科研相结合的中间试验电站。2024/5/24 周五26-51潮汐发电原理2024/5/24 周五27-512024/5/24 周五28-51潮汐发电站2024/5/24 周五29-51潮汐发电站2024/5/24 周五30-51浙江温岭江厦潮汐发电站浙江温岭江厦潮汐发电站2024/5/24 周五31-511.1.电力系统的运行特点电力系统的运行特点q电能不能大量的存贮电能不能大量的存贮 大大容容量量电电能能的的储储存存问问题题还还没没有有解解决决，因因而而电电能能的的生生产产和和使使用用是是同同时时完完成成的的，即即任任一一时时刻刻，系系统统中中的的发发电电量量取取决决于于同同一一时时刻刻用用户户的的用用电电量量，因因此此，必必须须保保持持电电能能的的生生产产、输输送送和和使使用用处处于于一种动态的平衡状态。一种动态的平衡状态。q电力系统的过渡度过程非常短暂电力系统的过渡度过程非常短暂 电电能能以以电电磁磁波波形形式式传传播播，有有极极高高的的传传输输速速度度，电电力力系系统统中中的的过过渡渡过过程程也也非非常常迅迅速速。如如开开关关的的切切换换操操作作、电电网网的的短短路路等等，系系统统中中的的过过渡渡过过程程时时间间以以毫毫微微秒秒计计，为为了了保保证证电电力力系系统统的的正正常常运运行行，必必须须设设置置比比较较完完善善的的自自动动控控制制与与保保护护系系统统，对对系系统统进进行行灵灵敏敏而而迅迅速速的的监监视视、测测量量和和保保护护，以以把把系系统统的的切切换换、操操作作或或故故障障引起系统的变化限制在一定的范围之内。引起系统的变化限制在一定的范围之内。q与各行业和人民生活密切相关与各行业和人民生活密切相关 只有国家实现了电气化，才能实现国民经济的现代化。只有国家实现了电气化，才能实现国民经济的现代化。四、四、对电力系统运行的基本要求对电力系统运行的基本要求2024/5/24 周五32-512 2.对电力系统运行的基本要求对电力系统运行的基本要求q提供充足的电能提供充足的电能q保证安全可靠的供电保证安全可靠的供电 规定将负荷规定将负荷(或说用户或说用户)分为三级分为三级(或称三类或称三类)：1）一级负荷）一级负荷 中断供电将造成人身伤亡；中断供电将在政治、经济中断供电将造成人身伤亡；中断供电将在政治、经济上造成重大损失，如重大设备损坏，重大产品报废，重要原上造成重大损失，如重大设备损坏，重大产品报废，重要原材料生产的产品大量报废，国民经济中重点企业的连续生产材料生产的产品大量报废，国民经济中重点企业的连续生产被打乱，需要长时间才能恢复；中断供电影响有重大政治、被打乱，需要长时间才能恢复；中断供电影响有重大政治、经济意义的用电单位正常工作。经济意义的用电单位正常工作。重要的铁路枢纽、重要的通信枢纽、重要宾馆及经常用重要的铁路枢纽、重要的通信枢纽、重要宾馆及经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷等都属于电力系统中一级负荷的用电户。电力负荷等都属于电力系统中一级负荷的用电户。四、四、对电力系统运行的基本要求对电力系统运行的基本要求2024/5/24 周五33-51q保证安全可靠的供电保证安全可靠的供电 2）二级负荷二级负荷 中中断断供供电电将将在在政政治治、经经济济上上造造成成较较大大损损失失者者。如如：主主要要设设备备的的损损坏坏，大大量量产产品品报报废废，连连续续生生产产过过程程被被打打乱乱需需较较长长时时间间才才能能恢恢复复，重重点点企企业业大大量量减减产产等等。中中断断供供电电将将影影响响重重要要单单位的正常工作者。位的正常工作者。铁铁路路枢枢纽纽、通通讯讯枢枢纽纽等等用用电电单单位位中中的的重重要要电电力力负负荷荷，以以及及中中断断供供电电将将造造成成大大型型影影剧剧院院、大大型型商商场场等等大大量量人人员员集集中中的的重要的公共场所秩序混乱者，都属于二级负荷。重要的公共场所秩序混乱者，都属于二级负荷。四、四、对电力系统运行的基本要求对电力系统运行的基本要求2024/5/24 周五34-513）三级负荷三级负荷 不属于一、二级负荷者，短时停电不会带来严重后果。不属于一、二级负荷者，短时停电不会带来严重后果。n 为为保保证证供供电电的的可可靠靠性性，应应根根据据地地区区供供电电条条件件，对对各各级级负负荷荷的的供电方式区别对待供电方式区别对待：一一级级负负荷荷应应由由两两个个独独立立的的电电源源供供电电，有有特特殊殊要要求求的的一一级级负负荷荷，两两个个独独立立的的电电源源应应来来自自不不同同的的地地点点，发发生生故故障障时时两两个个独独立立电电源源互不受影响。互不受影响。二二级级负负荷荷的的供供电电系系统统，应应尽尽量量做做到到发发生生故故障障时时不不致致中中断断供供电电，或或中中断断供供电电后后能能迅迅速速恢恢复复。在在负负荷荷较较小小或或地地区区供供电电条条件件困困难难时时，二级负荷可由一回二级负荷可由一回6kV及以上专用线供电。及以上专用线供电。三三级级负负荷荷对对供供电电电电源源无无特特殊殊要要求求。当当系系统统发发生生故故障障时时，如如出出现现电电力力不不足足的的情情况况，应应首首先先考考虑虑切切除除三三级级负负荷荷，以以保保证证一一、二二级级负荷的用电。负荷的用电。四、四、对电力系统运行的基本要求对电力系统运行的基本要求2024/5/24 周五35-512.2.对电力系统运行的基本要求对电力系统运行的基本要求q提供充足的电能提供充足的电能q保证安全可靠的供电保证安全可靠的供电q保证良好的电能质量保证良好的电能质量 电力系统不仅要满足用户对电能的需要，还要保证电能有电力系统不仅要满足用户对电能的需要，还要保证电能有良好的质量。以电压、频率和波形来衡量。良好的质量。以电压、频率和波形来衡量。q良好的经济性良好的经济性 提高电力系统运行的经济效益，降低发电厂的煤耗，降低提高电力系统运行的经济效益，降低发电厂的煤耗，降低线路功率损耗，可以降低电能生产、输送的成本。合理地规划、线路功率损耗，可以降低电能生产、输送的成本。合理地规划、设计，合理地调度，实现发电厂和电力网的经济运行，例如，设计，合理地调度，实现发电厂和电力网的经济运行，例如，火电厂和水电厂发电量的优化配置，变压器的经济运行，各类火电厂和水电厂发电量的优化配置，变压器的经济运行，各类负荷用电的合理调度等。同时，加强系统运行中的管理，减少负荷用电的合理调度等。同时，加强系统运行中的管理，减少元器件的故障，使系统处于最佳运行状态。元器件的故障，使系统处于最佳运行状态。q环保问题环保问题四、四、对电力系统运行的基本要求对电力系统运行的基本要求2024/5/24 周五36-51n各种用电设备以及发电机、变压器都是按一定各种用电设备以及发电机、变压器都是按一定的标准电压设计和制造的。电力系统正常运行的标准电压设计和制造的。电力系统正常运行时，各种电气设备在标准电压下运行时，技术时，各种电气设备在标准电压下运行时，技术经济性能才最好，安全可靠运行及使用寿命都经济性能才最好，安全可靠运行及使用寿命都能得到保证，此标准电压就是能得到保证，此标准电压就是额定电压额定电压。n要满足用电设备对供电电压的要求，电力网应要满足用电设备对供电电压的要求，电力网应有自己的额定电压，并且规定有自己的额定电压，并且规定电力网的额定电电力网的额定电压和用电设备的额定电压相一致。压和用电设备的额定电压相一致。五、五、电力系统的额定电压电力系统的额定电压2024/5/24 周五37-51n（一）、电力系统的额定电压等级（一）、电力系统的额定电压等级q三相交流输电线路传输的有功功率为三相交流输电线路传输的有功功率为：q当当输送功率一定输送功率一定时，时，n(1)输电电压愈高输电电压愈高,电流愈小，导线的截流部分的截面积愈小，电流愈小，导线的截流部分的截面积愈小，投资愈小。投资愈小。n(2)电压愈高，对绝缘的要求愈高，杆塔、变压器、断路器的电压愈高，对绝缘的要求愈高，杆塔、变压器、断路器的绝缘投资也愈大。绝缘投资也愈大。q电压选得过高过低都不合理，对应一定的输送功率和输电压选得过高过低都不合理，对应一定的输送功率和输送距离，应有一个合理的电压。送距离，应有一个合理的电压。2024/5/24 周五38-51q国家制定了适合我国国情的一系列标准电压。国家制定了适合我国国情的一系列标准电压。2024/5/24 周五39-51q西北西北750千伏输变电示范工程千伏输变电示范工程已于已于2005年年9月正式投月正式投产。该工程是目前产。该工程是目前国内电压等级最高、世界上相同电国内电压等级最高、世界上相同电压等级海拔最高的输变电工程压等级海拔最高的输变电工程。工程包括青海官亭至。工程包括青海官亭至甘肃兰州东长达甘肃兰州东长达140公里的公里的750千伏输电线路和两座千伏输电线路和两座750千伏变电站（主变容量均为千伏变电站（主变容量均为11500兆伏安），投兆伏安），投资概算资概算10.9亿元，由国家电网公司出资建设。亿元，由国家电网公司出资建设。2024/5/24 周五40-51n（二）、电气设备的额定电压与线路额定电压关（二）、电气设备的额定电压与线路额定电压关系系q1 1、线路线路的额定电压的额定电压n电力线路的额定电压和电力系统的额定电压相电力线路的额定电压和电力系统的额定电压相等。线路输送功率时，沿线路的电压分布往往等。线路输送功率时，沿线路的电压分布往往是是始端高于末端始端高于末端。线路的额定电压实际就是。线路的额定电压实际就是线线路的平均电压路的平均电压，即线路始端电压和末端电压的，即线路始端电压和末端电压的算术平均值算术平均值。2024/5/24 周五41-51q2、用电设备用电设备的额定电压的额定电压n用电设备的额定电压取与线路额定电压相等，使所有用电设用电设备的额定电压取与线路额定电压相等，使所有用电设备能在接近它们的额定电压下运行。备能在接近它们的额定电压下运行。n用电设备的容许电压偏移一般为用电设备的容许电压偏移一般为5%，而沿线路的电压降落，而沿线路的电压降落一般为一般为10%。这就要求线路始端电压为额定电压的。这就要求线路始端电压为额定电压的105%，以使其末端电压不低于额定电压的以使其末端电压不低于额定电压的95%。2024/5/24 周五42-51q3、发电机发电机的额定电压的额定电压n发电机往往接在线路始端，因此发电机的额定发电机往往接在线路始端，因此发电机的额定电压为线路额定电压的电压为线路额定电压的105%。q4、变压器变压器的额定电压的额定电压n（1）变压器一次侧接电源，相当于用电设备，）变压器一次侧接电源，相当于用电设备，变压器变压器一次侧额定电压应等于用电设备额定电一次侧额定电压应等于用电设备额定电压压。2024/5/24 周五43-51n（2 2）变压器二次侧额定电压应较线路额定电压）变压器二次侧额定电压应较线路额定电压高高10%10%（二次侧相当于发电机；内部阻抗约有二次侧相当于发电机；内部阻抗约有的电压降的电压降）。只有漏抗很小时，）。只有漏抗很小时，二次侧直接二次侧直接与用电设备相联与用电设备相联或电压特别高的变压器，其二或电压特别高的变压器，其二次侧额定电压才可能较线路额定电压仅高次侧额定电压才可能较线路额定电压仅高5%5%。2024/5/24 周五44-51q5、如何确定额定电压、如何确定额定电压?（原则）（原则）n线路（电网）线路（电网）额定电压额定电压=用电设备额定电压用电设备额定电压n发电机发电机额定电压额定电压=105%线路额定电压线路额定电压n升压变压器升压变压器额定电压：额定电压：q一次侧一次侧=线路额定电压线路额定电压=发电机额定电压发电机额定电压(与发电机相联：与发电机相联：105%）q二次侧二次侧=110%线路额定电压线路额定电压n降压变压器降压变压器额定电压：额定电压：q一次侧一次侧=线路额定电压线路额定电压q二次侧二次侧=110%（或（或105%）线路额定电压）线路额定电压2024/5/24 周五45-51电力系统的标准额定电压电力系统的标准额定电压2024/5/24 周五46-511 电压偏差及其调节电压偏差及其调节 2 电压波动和闪变及其抑制电压波动和闪变及其抑制3 高次谐波及其抑制高次谐波及其抑制 4 频率频率六、六、电力系统的供电质量电力系统的供电质量2024/5/24 周五47-511 1 电压偏差及其调节电压偏差及其调节 电电压压偏偏差差是是指指电电网网实实际际电电压压与与额额定定电电压压之之差差对对额额定定电电压压的百分数，即的百分数，即 p电电压压偏偏移移必必须须限限制制在在允允许许的的范范围围内内，我我国国在在供供用用电电规规则则中中规规定定，用用户户受受电电端端的的电电压压变变动动幅幅度度应应不不超超过过额额定定电电压压的的：35kV35kV及及以以上上供供电电和和对对电电压压质质量量有有特特殊殊要要求求的的用用户户为为5%5%；10kV10kV及及以以下下高高压压供供电电和和低低压压电电力力用用户户为为7%7%；低低压压照照明明用用户户为为+5%+5%-10%-10%。p减减小小电电压压偏偏移移的的主主要要措措施施有有：合合理理地地减减少少系系统统的的阻阻抗抗，减减少少系系统统的的变变压压级级数数，增增大大导导线线或或电电缆缆的的截截面面积积，尽尽量量保保持持系系统统三三相相负负荷荷平平衡衡，高高压压线线深深入入负负荷荷中中心心、多多回回路路并并联联供供电电等等方方法法，以以降降低低系系统统阻阻抗抗，减减少少电电压压损损失失。另另外外，变变压压器器可可采采用用经经济济运运行行方方式式，既既可可以以减减少少电电能能损损耗耗，又又调调节节了了电电压压；对对用用户户而而言言，可可以以采采用用有有载载或或无无载载调调压压变变压压器器，直直接接对对电电压压进进行行调调整整。对对那那些些功功率率因因数数低低，带带有有冲冲性性负负荷荷的的线线路路，采采用用无无功功功功率率补补偿偿装装置置，以以降降低低线线路路电电流流，达到减少电压偏移的目的。达到减少电压偏移的目的。2024/5/24 周五48-512 2 电压波动和闪变及其抑制电压波动和闪变及其抑制 电电压压波波动动是是指指电电压压在在系系统统电电网网中中作作快快速速短短时时的的变变化化。电电压压波波动动值值，以以用用户户公公共共供供电电点点的的相相邻邻最最大大与与最最小小电电压压方方均均根根值值之之差差对对电网额定电压电网额定电压UN的百分值表示，即的百分值表示，即 闪闪变变是是指指人人眼眼对对灯灯闪闪的的主主观观感感觉觉。引引起起灯灯光光（照照度度）闪闪变变的的波动电压，称为闪变电压。波动电压，称为闪变电压。抑抑制制电电压压波波动动和和闪闪变变的的主主要要措措施施有有：采采用用合合理理的的接接线线方方式式，对对负负荷荷变变化化剧剧烈烈的的大大型型设设备备，采采用用专专用用线线或或专专用用变变压压器器供供电电，提提高高供供电电电电压压，减减少少电电压压损损失失，增增大大供供电电容容量量，减减少少系系统统阻阻抗抗，增增加加系系统统的的短短路路容容量量等等方方法法，对对抑抑制制电电网网的的电电压压波波动动和和闪闪变变能能起起到到良良好好的的作作用用。为为了了减减少少无无功功功功率率冲冲击击引引起起的的电电压压闪闪变变，国国内内外外普普遍遍采用一种静止无功功率补偿装置（采用一种静止无功功率补偿装置（SVC）进行无功功率补偿。）进行无功功率补偿。2024/5/24 周五49-513 3 高次谐波及其抑制高次谐波及其抑制 谐谐波波是是一一个个周周期期电电气气量量的的正正弦弦波波分分量量，其其频频率率为为基基波波频频率的整倍数，也称为高次谐波。率的整倍数，也称为高次谐波。在在供供电电系系统统中中，并并联联电电容容器器作作为为无无功功补补偿偿设设备备已已得得到到了了广广泛泛的的应应用用。系系统统中中的的电电容容器器，一一方方面面由由于于其其谐谐波波阻阻抗抗小小，系系统统高高次次谐谐波波电电压压会会在在其其中中产产生生明明显显的的高高次次谐谐波波电电流流，使使电电容容器器过过热热，严严重重影影响响其其使使用用寿寿命命；同同时时电电容容器器的的切切入入使用也可能引起系统谐波严重放大。使用也可能引起系统谐波严重放大。2024/5/24 周五50-51高次谐波的抑制方法：高次谐波的抑制方法：1 1增加整流装置的相数增加整流装置的相数2 2装设无源电力谐波滤波器装设无源电力谐波滤波器 3 3装设有源电力滤波器装设有源电力滤波器 二二阶阶高高通通滤滤波波器器 单单调调谐谐滤滤波波器器 通通过过电电流流互互感感器器检检测测负负载载电电流流，并并通通过过内内部部DSPDSP计计算算，提提取取出出负负载载电电流流中中的的谐谐波波成成分分，然然后后通通过过PWMPWM信信号号发发送送给给内内部部IGBT,IGBT,控控制制逆逆变变器器产产生生一一个个和和负负载载谐谐波波电电流流大大小小相相等等，方方向向相相反反的的谐谐波波电电流流注注入入到到电电网中，达到滤波的目的。网中，达到滤波的目的。2024/5/24 周五51-514 4 频率频率n我我国国电电力力系系统统中中的的标标准准频频率率为为50Hz，俗俗称称工工频频，工工业业设设备备工工作作频频率率应应与与电电力力系系统统标标称称频频率率一一致致，如如频频率率偏偏离离正正常常值值，将将对对用用户户产产生生严严重重的的影影响响，如如电电动动机机的的转转速速会会随随着着频频率率高高低低而而升升降降。频频率率的的变变化化，将将影影响响产产品品的的产产量量和和质质量量，例例如如造造出出纸纸张张厚厚薄薄不不匀匀，织织出出的的布布料料出出现现疵疵点点，电电子子设设备备误误动动作作，信信号号误误传传。频频率率急急剧剧下下降降而而不不制制止止，有有可可能能会会使使整整个个电电力力系系统统崩崩溃溃，必必须须要要防防止止这这样样的的严严重重事故出现。事故出现。n我我国国技技术术标标准准规规定定，频频率率偏偏差差不不得得超超过过0.5Hz，对对于于容容量大的系统，其偏差要求更严，不得超过量大的系统，其偏差要求更严，不得超过0.2Hz。n用用户户的的用用电电频频率率质质量量，是是由由电电力力系系统统保保证证的的。在在系系统统运运行行时时，要要求求整整个个系系统统任任一一瞬瞬间间保保持持频频率率一一致致。要要达达到到频频率率的的质质量量指指标标，首首先先应应做做到到电电源源与与负负荷荷间间的的有有功功功功率率平平衡衡。发发生生频频率率偏偏差差时时，可可采采用用调调频频装装置置调调频频，当当供供用用电电有有功功负负荷荷不不平平衡衡时时，可可以以切切除除一一些些次次要要负负荷荷，保保持持有有功功功率平衡，以维持频率的稳定。功率平衡，以维持频率的稳定。2024/5/24 周五52-51p发发电电厂厂是是将将一一次次能能源源转转换换成成电电能能的的工工厂厂，根根据据采采用用的的一一次次能能源源类类型型不不同同，发发电电厂厂分分为为火火力力发发电电厂厂、水水力力发发电电厂厂、核核电电厂厂、太太阳阳能能发发电电厂厂、地地热热发发电电厂厂及及潮潮汐汐发发电电厂厂等等。我我国国目目前前火火力力发发电电占占总总发发电电量量的的70%70%以以上上，今今后后逐逐步步走走向向以以水水力发电为重点的发展方向。力发电为重点的发展方向。p电电力力系系统统由由不不同同类类型型和和分分布布于于各各地地区区的的发发电电厂厂、变变电电所所、输输电电线线路路及及电电力力用用户户组组成成一一个个统统一一的的整整体体，完完成成发发电电、变变电电、输输电电及及用用电电的的全全过过程程。把把不不同同电电压压等等级级的的输输电电线线路路及及它它们们所所联联接接的的变变电电所所，称称为为电电力力网网。按按电电压压的的高高低低、供供电电范范围围的的大大小小，分分为为地地方方电电力力网网、区区域域电电力力网网和和超超高高压压远远距距离输电电力网等三类。离输电电力网等三类。p电电力力系系统统的的突突出出特特点点是是电电能能的的生生产产、使使用用同同时时完完成成，过过渡渡过过程程迅迅速速而而短短暂暂，地地域域性性强强，与与国国民民经经济济关关系系密密切切等等。因因此此，对对电电力力系系统统提提出出了了保保证证电电能能质质量量、安安全全可可靠靠、经经济济运运行、满足国民经济各部门需要等几方面的要求。行、满足国民经济各部门需要等几方面的要求。本章小结本章小结 2024/5/24 周五53-51p电电力力系系统统的的质质量量指指标标是是电电压压和和频频率率。电电压压的的质质量量指指标标是是以以电电压压的的偏偏移移、电电压压的的波波动动和和闪闪变变及及电电压压的的波波形形三三方方面面来来衡衡量量的的，频频率率的的质质量量指指标标要要求求较较高高，一一般般误误差差不不超超过过0.5Hz0.5Hz。为为保保证证电电力力系系统统的的质质量量，本本章章提提出出了了减减少少电电压压偏偏移移、抑抑制制电电压压波波、抑抑制制高高次次谐谐波波及及保保证证频频率率稳稳定定的的一一系列措施和方法。系列措施和方法。p电电力力系系统统的的额额定定电电压压等等级级是是由由国国家家制制定定颁颁布布的的。接接于于电电力力网网中中的的用用电电设设备备额额定定电电压压应应与与同同级级电电网网额额定定电电压压一一致致，发发电电机机额额定定电电压压高高于于电电网网额额定定电电压压5%5%，变变压压器器一一次次侧侧额额定定电电压压比比电电网网额额定定电电压压高高5%5%或或与与电电网网额额定定电电压压相相等等，二二次次侧侧额额定定电电压压应应比比同同级级电电网网额额定定电电压压高高10%10%或或5%5%。在在选选择择电电压压等等级级时时，应应根根据据输输送送电电能能大大小小和和距距离离远远近近，以以及及电电源源分分布布，在在进进行行技技术术经经济济比比较较后后，再再选选择择额额定定电电压压的的高高低。低。本章小结本章小结 2024/5/24 周五54-5154思考题与习题思考题与习题1.5,1.7,1.9电力系统部分接线如图：电力系统部分接线如图：试确定发电机及各变压器高低压绕组的额定电压；试确定发电机及各变压器高低压绕组的额定电压；各变压器的额定变比。各变压器的额定变比。2024/5/24 周五55-51自主学习一自主学习一(3学时学时)：报告一份：要求了解整个发电厂的组成，查找报告一份：要求了解整个发电厂的组成，查找火力发电厂生产过程的详细资料并了解其能量火力发电厂生产过程的详细资料并了解其能量的转换原理以及锅炉、汽轮机和发电机的基本的转换原理以及锅炉、汽轮机和发电机的基本结构以及生产过程。结构以及生产过程。