电气工程基础课件(上)-华中科技大学教案资料.ppt

HUST_CEEE,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,HUST_CEEE,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,HUST_CEEE,HUST_CEEE,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,HUST_CEEE,HUST_CEEE,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,HUST_CEEE,电气工程基础课件(上)-华中科技大学,二、教学内容及学时安排,第六章 电力网的稳态计算,张步涵,（,6,）,电力线路结构、架空输电线路的参数计算和等值电路、变压器的等值电路及参数计算、元件的电压和功率分布计算、,开式电力网（同一电压级、不同电压级）潮流计算,第七章 电力系统的短路计算,（,10,）,短路故障、标幺制、无限大功率电源供电网络的三相短路、网络简化与转移电抗的计算、有限容量系统供电网络三相短路电流的实用计算、各元件的负序与零序参数、各序网络的建立、不对称短路的计算,第八章 电气主接线的设计与设备选择,（,4,）,载流导体的发热和电动力,；,电气设备选择,的一般步骤及计算公式；短路计算点的基本概念和选择方法；,断路器、电抗器的选择,第九章 现代电力系统的运行,（,6,）,有功功率与频率的关系；,电力系统无功功率平衡及其与电压的关系；电力系统调压的基本思路，中枢点电压管理；电力系统各种调压措施的原理、计算和应用,；电网运行经济性简介（网损概念及计算、最大负荷损耗时间、降损措施）；电力系统稳定性基本概念。,第十章 电力系统继电保护,（,4,）,继电保护的基本概念、作用、基本原理；继电保护装置的构成，动作电流、返回电流、返回系数的基本概念；继电保护的,“,四性,”,要求；三段式相间短路电流保护的实现原理,二、教学内容及学时安排,第十一章 发输变配电系统的二次系统,（,4,）,二次系统和二次设备的基本概念；原理接线图、展开接线图和安装接线图的基本概念和绘制原则；对断路器控制的基本要求，控制开关，断路器控制回路的实现,第十二章 电力系统内部过电压,（,6,）,过电压的基本概念和分类；操作过电压产生的基本原理，切除空载变压器、切除空载长线路、合闸空载线路、电弧接地等产生过电压的机理、过电压倍数及其影响因素、限制过电压的措施；三种谐振过电压产生的机理、特点、过电压倍数及其影响因素、限制过电压的措施，电力系统中常见谐振过电压及其防治；工频电压升高基本概念及原理简介,第十三章 电力系统防雷保护,（,2,）,雷电的放电过程和雷电参数；防雷装置的外特性,第十四章 电力系统绝缘配合,（,1,）,绝缘配合的基本概念；绝缘配合方法,第十五章 现代电力系统的管理,（,0,）,第一章 绪论,第一节 电力系统发展概况及前景,第二节 电力系统基本概念,第三节 电能质量指标,第四节 电力系统的电压等级及其选择,第五节 电力系统中性点接地,第一节 电力系统发展概况及前景,一,、电力工业发展概况,电力工业发展史上的第一,：,火电,：,1882,年上海电气公司；,水电,：,1912,年云南石龙坝,2240kW,；,核电,：,1991,年浙江秦山,300MW,；,输电线路,：,1974,年甘肃刘家峡水电站陕西关中地区,330kV,交流；,1981,年河南姚孟火电厂到武汉,500kV,交流；,1988,年葛州坝水电站到上海南桥变电站,500kV,直流；,2005,年青海官厅,甘肃兰州东,750kV,交流；,2008,年晋东南,南阳,荆州,1000kV,交流,2010.06.18,：,云南省楚雄,广东省广州,800kV,直流输电工程,电力系统之最：,最大单机：,火电：,1000MW,（玉环,061128,、邹县,061204,）,水电：,700MW,（三峡）,核电：,1000MW,（岭澳核电厂）,最大发电厂：,水电：,三峡工程,，,32,70,万,kW,，,年均发电量,846,亿,kWh,，比全世界,70,万,kW,机组的总和还多，,世界最大,发电厂,火电：,500,万,kW,（北仑电厂，,560,2100,万,kW,）,核电：,200,万,kW,（岭澳核电厂，,2100,万,kW,）,抽水蓄能：,830,万,kW,（广蓄，世界最大）,我国电力系统的发展：,我国发电装机容量的几大跨越：,1987,年，突破,1,亿,kW(105,年,),；,1995,年,3,月，突破,2,亿,kW,；,2000,年,4,月，突破,3,亿,kW,；,2004,年,5,月，以三峡电站,7,号机组投产发电为标志，我国发电装机突破,4,亿,kW,；,2005,年,10,月突破,5,亿,kW,；,2006,年突破,6,亿,kW,；,2007,年更突破了,7,亿,kW,；,2008,年末,7.9253,亿,kW,。,2007,年国家,/,地区人均发电量排名,二、电力系统发展前景,1.,做好电力规划，加强电网建设,加强电力规划，确定合理的电源结构和布局，留有足够的容量和能量的备用，建成容量充足、结构合理、运行灵活的联合电力系统,2.,电力工业现代化,高电压、大系统,大电厂、大机组,智能电网,3.,联合电力系统,效益,各系统间电负荷的错峰效益,提高供电可靠性、减少系统备用容量,有利于安装单机容量较大的机组,进行电网的经济调度,进行水电跨流域调度,调峰能力互相支援,支出,增加联络线和电网内部加强所需投资以及联络线的运行费用,当系统间联系较弱时，有可能引起调频的复杂性和出现低频振荡,增加了系统短路容量，并可能导致增加或调换已有设备,增加联合电网的通讯和高度自动化的复杂性,4.,电力市场,基本特征：,开放、竞争、计划、协调,基本原则：,公平、公开、公正,5.,绿色能源的开发和利用（风能、太阳能等）,6.,节能、减排、低碳,第二节 电力系统基本概念,一、什么是电力系统,三、电力系统的特点,四、对电力系统的要求,二、电力系统的形成,水库,G,M,M,电力网,电力系统,动力系统,发电厂,水轮机,发电机,变电所,升压变压器,输电线路,变电所,降压变压器,用户,用电设备,一、什么是电力系统？,电力网,：由,变电所,和不同电压等级,输电线路,组成的网络。,电力系统,：由,发电机,、,变压器,、,输电线路,以及,用电设备,（或发电厂、变电所、输配电线路以及用户），按照一定的规律连接而组成的统一整体。,动力系统,：在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分包含在内的系统。,水力发电厂,火力发电厂,超高压远距离输电网,地方电力网,区域电力网,110,kV,35kV,35kV,500kV,220kV,110kV,10 kV,变电所,A,：枢纽,变电所,C,：地方,变电所,D,：终端,变电所,B,：,中间,电力网,：按电压等级的高低、供电范围大小的分类,超高压远距离输电网,：电压等级为,330kV500kV,的网络,区域电力网,：电压等级在,35kV,以上（一般为,110kV220kV,）,地方电力网,：电压等级在,35kV,及以下,变电所,：按其在电力系统中的地位分类,枢纽变电所中间变电所,地区变电所终端电站所,二、电力系统的形成,电力系统规模越大，给人们带来的技术经济效益越大：,可以提高供电可靠性,可以减少备用容量,可以减少系统装机容量,可合理利用能源，充分发挥水电在系统中的作用,采用高效率大容量的火电机组,可以提高系统运行的经济性,三、电力系统的特点,电能不能大量存储,：电能的生产、变换、输送、分配和使用是同时进行的。,P,发,P,用,P,频率,f,Q,发,Q,用,Q,电压,V,过渡过程十分短暂,：控制操作自动化程度高。,必须借助自动装置对电力系统进行控制：继电保护装置、远动装置、减载装置、同期装置、励磁装置,电能生产与国民经济各部门和人民生活有着极为密切的关系,：社会政治经济影响巨大。,负荷分类：,一类负荷、二类负荷、三类负荷,电力系统的地区性特点较强,：发展各具特色。,电力系统的规划设计、运行等不能盲目搬用其它系统的经验。,四、对电力系统的要求,保证供电可靠,保证良好的电能质量,提高电力系统运行经济性,Exa,：一台,1000MW,火电机组，年利用小时,5000h,，煤耗率,290g/kW.h,，煤价：,600,元,/,吨。,Sol,：年发电量：,1000000kW5000h,50,亿,kW.h,需标煤：,50,亿,kW.h290g/kW.h,145,万吨标煤,燃料费：,145,万吨,600,元,/,吨,87000,万元,1%,节约：燃料：,1.45,万吨标煤,燃料费：,870,万元,第三节 电能质量指标,电能的质量指标：,电 压,频 率,波 形,140,120,100,80,60,80 90 100 110 120,寿命,光通量,发光效率,电流,电压,/%,寿命,光通量,发光效率,电流,/%,140,120,100,80,60,80 90 100 110 120,电压,/%,效率,cos,电流,/%,电流,效率,cos,图,1-3,照明负荷（白炽灯）的电压特性,图,1-4,异步电动机的电压特性,（图中的,100%,表示额定值）（图中的,100%,表示额定值）,电压：,必要性：,电压质量标准：,频率,：,频率偏差：,0.2Hz,（,3000MW,系统）,0.5Hz,（,3000MW,系统）,国外：,(0.10.2)Hz,或,0.5Hz,电钟时偏：,30s,（,3000MW,系统）,1min,（,3000MW,系统）,额定频率：,50Hz,（国外：,50,或,60Hz,）,波形：,谐波电压限值,表,1-3,公用电网谐波电压限值,电网标准,电压,(,kV),电压总谐波畸变率（,%,）,各次谐波电压含有率（,%,）,说,明,奇次,偶次,0.38,5.0,4.0,2.0,1.,衡量点为,PCC,，取实测,95%,概率值；,2.,对用户允许产生的谐波电流，提供计算方法；,3.,对测量方法和测量仪器作出基本规定；,4.,对同次谐波随机性合成提供算法。,6,及,10,4.0,3.2,1.6,35,及,66,3.0,2.4,1.2,110,2.0,1.6,0.8,注：,220kV,电网参照,110kV,执行。,2,谐波电流允许值,表,1-4,注入公共连接点的谐波电流允许值（,A,）,标准电压,/,kV,基准短路容量,/MVA,谐波次数,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,0.38,10,78,62,39,62,26,44,19,21,16,28,13,24,11,12,9.7,18,8.6,16,7.8,8.9,7.1,14,6.5,12,6,100,43,34,21,34,14,24,11,11,8.5,16,7.1,13,6.1,6.8,5.3,10,4.7,9.0,4.3,4.9,3.9,7.4,3.6,6.8,10,100,26,20,13,20,8.5,15,6.4,6.8,5.1,9.3,4.3,7.9,3.7,4.1,3.2,6.0,2.8,5.4,2.6,2.9,2.3,4.5,2.1,4.1,35,250,15,12,7.7,12,5.1,8.8,3.8,4.1,3.1,5.6,2.6,4.7,2.2,2.5,1.9,3.6,1.7,3.2,1.5,1.8,1.4,2.7,1.3,2.5,66,500,16,13,8.1,13,5.4,9.3,4.1,4.3,3.3,5.9,2.7,5.0,2.3,2.6,2.0,3.8,1.8,3.4,1.6,1.9,1.5,2.8,1.4,2.6,110,750,12,9.6,6.0,9.6,4.0,6.8,3.0,3.2,2.4,4.3,2.0,3.7,1.7,1.9,1.5,2.8,1.3,2.5,1.2,1.4,1.1,2.1,1.0,1.9,注：,220kV,基准短路容量取,2000MV,A,。,第四节 电力系统的电压等级及其选择,一、电力系统额定电压和最高电压,二、电气设备额定电压和最高电压,三、电力系统电压等级,四、电压等级选择,一、,电力系统额定电压和最高电压,电力系统的,额定电压,：由国家根据技术经济条件规定的电压等级标准，又称电力网的额定电压或线路的额定电压。,电力系统的,最高电压,：电力系统正常运行时，在任何时间系统中任何一点上所出现的电压最高值。,二、,电气设备额定电压和最高电压,电气设备的,额定电压,：电气设备制造厂根据所规定的电气设备工作条件而确定的电压。,电气设备的,最高电压,：考虑到设备的绝缘性能和与最高电压有关的其它性能所确定的允许最高运行电压，其数值等于所在电力系统的最高电压值。,注,：受（用）电设备的额定电压电力系统的额定电压。,三、电力系统电压等级,1.,低于,3kV,系统的额定电压,直流系统的额定电压,100V,以下的额定电压，受电设备与供电设备相同。,对受电设备为,110V,、,220V,和,440V,的直流系统，供电设备的额定电压分别为,115V,、,230V,和,460V,。,低于,3kV,交流三相,/,单相电力系统额定电压和电气设备额定电压,2,、,3kV,及以上系统的额定电压,电力线路,额定电压：,等于电力系统的额定电压,U,N,发电机,的额定电压：,105%,U,N,变压器一次绕组,：相当于用电设备,U,N,变压器二次绕组,：相当于发电设备,110%,U,N,特例,1,：变压器一次绕组,105%,U,N,特例,2,：变压器二次绕组,105%,U,N,三、电压等级的选择,U,1,I U,2,S,Z,电力系统额定电压为,220kV,及以上电压等级与其相适应的传输功率和传输距离的关系曲线如图,1-6,所示。,6500,6000,5500,5000,4500,4000,3500,3000,2500,2000,1500,1000,500,0 100 300 500 700 900,220kV,330,500,750,1000kV,传输功率,(MW),传输距离,(km),图,1-6 220kV,及以上电压等级的传输功率和传输距离,I,（,U,1,U,2,）,/,Z,S,U,2,(,U,1,U,2,)/,lz,0,10%,U,N,2,/,lz,0,传输功率,S,、电压等级,U,、输电距离,l,之间的关系,S,Const,，,l,U,2,l,Const,，,S,U,2,第四节 电力系统中性点接地,一、,概述,二、,中性点不接地系统,三、,中性点经消弧线圈接地电力系统,四、,中性点直接接地的电力系统,五、,中性点经电阻接地的电力系统,一、概述,接地：,为了保证电力网或电气设备的正常运行和工作人员的人身安全，人为地使电力网及其某个设备的某一特定地点通过导体与大地作良好的连接。,接地分类：,工作接地,：为了保证电气设备在正常或发生故障情况下可靠地工作而采取的接地。,保护接地,：将一切正常工作时不带电而在绝缘损坏时可能带电的金属部分接地，以保证工作人员接触时的安全。,保护接零,：在中性点直接接地的低压电力网中，把电气设备的外壳与接地中性线直接连接，以实现对人 身安全的保护作用。,防雷接地,：为消除大气过电压对电气设备的威胁，而对过电压保护装置采取的接地措施。,防静电接地,：对生产过程中有可能积蓄电荷的设备所采取的接地。,电力系统的,中性点接地方式,：,小接地电流系统,大接地电流系统,如何确定,电力系统中性点接地方式：,应从,供电可靠性、内过电压、对通信线路的干扰、继电保护,以及,确保人身,安全,诸方面综合考虑。,负,荷,A,B,C,C,C,C,I,C,a.,电路图,0,U,A,U,B,U,C,I,B0,I,C0,I,A0,b.,矢量图,二、中性点不接地的电力系统,U,A,U,B,U,C,0,I,A,I,B,I,C,0,适用范围,3kV60kV,的电力系统,正常运行时,结论,：,三相电压对称，三相导线对地电容电流也是对称的，三相电容电流相量之和为零，这说明没有电容电流经过大地流动。,0,U,B,U,A,U,C,60,-U,A,U,C,U,B,-U,A,I,CB,I,CC,-I,CA,I,CA,I,CA,I,CB,I,CB,I,CC,I,CC,I,PE,负,荷,A,B,C,C,C,C,U,A,U,B,U,C,单相金属性接地故障时,(A,相,),故障相对地电压降为零；非故障相对地电压升高为线电压，且相位相差,60,0,。,因此，线路及各种电气设备的绝缘要按线电压设计，绝缘投资所占比重加大，显而易见，电压等级越高绝缘投资越大。,三相线电压仍然对称,。,用户的三相用电设备仍能照常运行，但允许继续运行的时间不能超过,2h,。,0,U,B,U,A,U,C,60,-U,A,U,C,U,B,-U,A,I,CB,I,CC,-I,CA,接地故障电容电流,I,PE,中性点不接地系统发生单相接地故障时,：,接地电流,大于,30A,时，将形成稳定电弧，成为持续性电弧接地，这将烧毁电气设备和可能引起多相相 间短路。,如果接地电流,大于,5A10A,，而小于,30A,，则有可能形成间歇性电弧；间歇性电弧容易引起弧光接地过电压，其幅值可达（,2.53,）,U,，将危害整个电网的绝缘安全。,如果接地电流在,5A,以下,，当电流经过零值时，电弧就会自然熄灭。,How to do,？,0,U,A,U,B,U,C,-U,C,U,A,U,B,I,L,I,C,I,CA,I,CB,负,荷,A,B,C,C,C,C,I,L,I,C,I,CC,I,CB,I,CA,I,CC,I,CB,I,CA,I,PE,L,三、中性点经消弧线圈接地的电力系统,消弧线圈,:,安装在变压器或发电机中性点与大地之间的具有气隙铁芯的电抗器。,单相,(C,相,),金属性接地故障,:,C,相发生接地时，中性点电压变为,-,U,C,，在消弧线圈作用下，产生电感电流（滞后,90,），其数值为,:,I,L,U,C,/,X,L,U,/,X,L,消弧线圈的补偿方式,全补偿方式：,按,I,L,=I,C,选择消弧线圈的电感，使接地故障点电流为零，此即全补偿方式。,欠补偿方式：,按,I,L,I,C,选择消弧线圈的电感，此时接地故障点有剩余的电感电流流过。,消弧线圈容量的选择,下述情况，应安装消弧线圈,四、中性点直接接地的电力系统,特点,：,供电可靠性不如电力系统中性点不接地和经消弧线圈接地方式。,为提高供电可靠性，在线路上广泛安装三相或单相自动重合闸装置。,电气设备的绝缘水平只需按电力网的相电压考虑，可以降低工程造价。,我国,380/220V,系统中一般都采用中性点直接接地方式，主要是从人身安全考虑问题。,负,荷,A,B,C,k,(1),I,k,(1),I,k,(1),适用范围,：,我国,110kV,（国外,220kV,）及以上电压等级电力系统。,380/220V,低压系统。,五、中性点经电阻接地的电力系统,特点：,降低工频过电压，抑制弧光过电压；,消除铁磁谐振过电压，防止断线谐振过电压；,设置零序保护动作跳闸；,设置零序保护动作跳闸；,避免发生高压触电事故；,供电可靠性有保证。,适用范围,：配网系统,（与中性点经消弧线圈接地、不接地比较）,全电缆出线变电站的单相接地故障电容电流,超过,30A,时采用中性点经电阻接地；,全架空线路出线变电站的单相接地故障电流,超过,10A,时，采用中性点经消弧线圈接地；,对电缆与架空线混合线路的单相接地故障电容电流,超过,10A,时，可采用中性点经消弧线圈接地或采用中性点经电阻接地。,35kV,降压变压器,升压变压器,110kV,输电线路,北京知春里,220kV,变电所,北京新东安,110kV,地下变电站,广东新丰江水电站,水轮机,世界上最大水轮发电机组：三峡水轮发电机组。,用户照明,三峡大坝鸟瞰,第二章 发电系统,第一节,能源及电能,第二节,火力发电厂,第三节 核电厂,第四节 水电厂,第五节 其它发电厂,第六节 各类发电厂的技术经济特点,第一节,能源及电能,一、能源的分类,二、新能源,三、我国的能源资源及电网特点,新能源,常规,能源,一、能源的分类,煤，石油，天然气，核裂变物质,水力,核聚变物质,太阳能，风能，海洋能，地热能,非再生性,再生性,电力、焦炭、煤气、汽油、煤油、柴油,重油、氢能、沼气、酒精、蒸汽、热水等,二次,能源,一次能源,一、能源的分类,太阳能发电,：,地球表面一年从太阳获得的总能量约达,6,10,17,kW.h,，比全世界目前一年内利用各种能源的总和还大,1,万倍以上,风力发电,：,世界上风能总量约,3500,亿,kW,，相当于每年可发电,3050,亿万,kWh,地热发电,：,地热资源分为干蒸汽田、湿蒸汽田、地热水和热岩层,沙漠温差发电、风筝发电、重力发电、高跟鞋风电,海洋能发电,：,大范围有规律的动能（如潮汐、海流）和无规律的动能（如波浪能）以及海洋不同深度的温差（热能）,磁流体发电,：,它是利用高温等离子体流过与流动方向垂直的强磁场，在与等离子体流向和磁场都垂直的方向上产生了电动势，使回路中产生电流的直接发电方式,核聚变能,：,轻核聚变所释放的能量十分巨大，如氘聚合成一公斤氦，所释放的能量相当于一万吨标准煤完全燃烧放出的能量,二、新能源,三、我国的能源资源及电网特点,能源是一个国家生存和发展的最基本的条件，电力是能源的最基本构成之一。,到,2002,年底，探明可直接利用的煤炭储量为,1886,亿,t,，我国煤矿的平均资源综合回收率仅为,30%,，按煤炭产量,19,亿,t,计算，仅使用,30,年。,世界上,10,大产煤国,，,2004,年煤炭产量（,/,亿,t,）分别为：中国,19.56,，美国,9.32,，印度,3.62,，俄罗斯,2.83,，澳大利亚,2.64,，南非,2.43,，印度尼西亚,1.35,，波兰,0,，哥伦比亚,0.52,，德国,0.29,，共计,42.56,，中国占,45.96%,。,煤炭供给的,85,以上集中在秦岭和淮河以北，山西和内蒙就占了,50,，而煤炭需求多集中在沿海经济比较发达的地区，煤炭的平均运输成本高于开采成本。,华东地区煤炭资源储量,87%,集中在安徽、山东，而工业主要在上海为核心的长江三角洲地区。中南地区,72%,集中在河南，而工业在武汉和珠江三角洲地区。西南地区,67%,集中在贵州，而工业主要在四川。东北地区,52%,集中在黑龙江，而工业集中,在,辽宁。,煤炭是我国最主要的能源，探明可直接利用的煤炭储量为,1886,亿吨，但煤炭资源的分布很不均匀。,我国水能资源居世界首位,理论蕴藏量,6.76,亿,kW,，其中，可开发装机容量,3.78,亿,kW,（单机,500kW,及以上），年发电量,1.92,万亿,kW,h,。,水能资源利用率低于世界平均水平,:,目前，水能资源的开发利用率以装机计为可开发装机容量的,18,，以发电量计约,11.56,，远低于经济发达国家的水平。,水电是清洁、环保和可再生的能源。,我国可开发水能资源量，开发条件优越，技术经济指标良好。,新疆,西藏,东北,华北,西北,川渝,华中,华东,华南,140,1199,3050,69,1035,4196,180,6743,530,23234,310,1790,煤炭：亿吨标煤,水能：万千瓦,10.,黄河上游,11.,黄河中游,12.,东北,4.,长江上游,6.,湘西,7.,闽浙赣,1.,金沙江,2.,雅砻江,3.,大渡河,5.,乌江,8.,澜沧江,9.,南盘江红水河,石油，截至,1996,年底，储量约,32.87,亿,t,，居世界第,9,位。,铀，我国的铀储量可供,4000,万,kW,核发电厂运行,30,年。,风能，可开发的装机容量有,2.53,亿,kW,。,海洋潮汐能，我国沿海的潮汐能量约有,2,亿,kW,。,天然气，根据,1993,年的预测，总资源量达,38,万亿,m,3,。,中国的能源状况：,资源相对贫乏，人均占有量更低,。,煤的储量占世界的,4.2%,石油为,2%(,为世界平均水平,1/10,）,天然气为,0.5%,（为世界平均水平,1/20,）,水能,15%,（世界第一）,分布极为不均匀,因此，对资源的,合理配置与管理,极其重要。,美科学家宣称盐水在无线电作用下可燃烧,?,2007,年,09,月,12,日,08:27,新浪科技,北京时间,9,月,12,日消息，据国外媒体报道，美国的科学家日前表示，他们发现普通盐水在无线电波的照射下可以燃烧，这很可能是,21,世纪人类最伟大的发现之一，未来将有望解决人类的能源危机。,这个发现是约翰,-,坎祖斯在研制癌症治疗法的时候偶然发现的，当时他在尝试用一个射频发生器给海水脱盐，结果发现处于无线电频率下的盐水会燃烧。这一发现令科学家们为之兴奋，如此一来，科学家们将可以利用地球上最富足的资源,-,海水来作为燃料。,美宾夕法尼亚州的化学家罗斯坦姆,-,罗伊在实验室中证实了他的观测，他表示，无线电频率可以降低盐水中所含元素之间的结合力，释放出氢，一旦点火，氢气就会在这种频率下持续燃烧。,罗斯坦姆,-,罗伊说：“这个发现绝对是,100,年来最神奇的水科学。世界上最丰富的资源就是海水，它无处不在。看着盐水燃烧不禁让我有些寒意。”本周，罗伊将会见美国能源部和国防部官员，以争取获得一些科研资助。,科学家们目前希望了解氢燃烧所释放的能量,燃烧时温度高达,3000,多华氏度,可以为一辆汽车或者其它重型机械提供足够的能量。罗伊说：“我们将集思广议，看看研究的结果到底如何。可以肯定，它的发展潜力将会是巨大的。”,美研制高空风车发电应对能源短缺,2008,年,09,月,28,日,07:39,新浪科技讯 北京时间,9,月,28,日消息，据美国,探索,杂志报道，风力早已被认为是一种重要的能量资源。但是，几十年来人们一直不知道风力的实际发电量是多少。最新研究发现，利用高空风车发电，可解决人类的能源短缺问题。,三年前，斯坦福大学的大气学家克里斯蒂纳,阿彻和马克,雅各布森根据空气流动模式作了详细计算。他们使用一种保守的方式计算了,80,米高处的风能产生的能量。海拔,80,米是现在典型的风力涡轮机的高度。两人的计算得出，在理想状态下，风能发电,72,万亿瓦特。,这是一个相当可观的数字。而,2007,年美国的总发电量只有,1,万亿瓦特多一点。但是，阿彻意识到，这个数字只不过暗示一种可能性。风速随海拔而增大，而有效功率随风速的三次方增大。这意味着，,72,万亿是一个较低的估算。海拔每升高几英里，涡轮叶片的发电量就高达地面涡轮叶片发电量的,250,倍。阿彻说：“这一前景简直太令人兴奋了。”,发展高空飞行风力发电机的一个方案来自澳大利亚悉尼工业大学的工程学教授布赖恩,罗伯茨和开发他的研究的圣地亚哥的,Sky WindPower,公司。他们设计了带有转子的风筝，象直升飞机那样飞到,1,英里或者更高的海拔，也是风力最强的地方。到达这一高度后，转子就切换到发电模式，可把电发送到很远。当风有变化时，风筝,被叫做飞行发电器,也会追随风而变。还有几家其他研究组也在研究相关的高空飞行风力发电方式。,5,220kV,330kV,500kV,火电,水电,核电,新疆,西藏,东北,华北,西北,川渝,华中,华东,华南,电网现状,华北,南方,东北,西藏,台,湾,西北,华中,华东,晋城煤电基地,晋东南,淮南,300,雅龙江梯级,170,南阳,300,300,290,杭北,芜湖,荆州,2008,年前后国家电网特高压骨干网架规划图,上海西,图例,500kV,交流,800kV,级,直流,1000kV,交流,750kV,交流,金沙江,I,期,株州,杭北,南汇,苏南,陕北,武汉,220,420,官亭,兰州东,华北,南方,东北,西藏,台,湾,西北,华中,华东,2010,年前后国家电网特高压骨干网架规划图,晋东南火电,陕北火电,石家庄,北京东,豫北,280,420,200,150,350,晋东南,徐州,淮南,徐州,火电,滁州,300,360,雅龙江梯级,170,无锡,南阳,300,170,300,150,290,杭北,芜湖,330,长沙,荆州,乐山,重庆,300,300,蒙西火电,III,450,南京,蒙西火电,I,晋东南火电,蒙西,上海西,武汉,恩施,图例,500kV,交流,800kV,级,直流,1000kV,交流,750kV,交流,白银,官亭,拉西瓦,兰州东,宁东,邵通,安顺,桂林,龙门,惠东,三峡地下,陕北,330,220,邵通火电,320,西宁,华北,南方,东北,西藏,台,湾,西北,华中,华东,晋东南火电,陕北火电,蒙西火电,II,石家庄,北京东,济南,豫北,300,280,240,420,200,100,300,晋东南,徐州,淮南,徐州,火电,滁州,300,360,雅龙江梯级,金沙江,I,期,金华,金沙江,II,期,170,无锡,南阳,300,170,300,150,150,杭北,芜湖,290,330,长沙,荆州,乐山,成都,重庆,2020,年前后国家电网特高压骨干网架规划图,300,500,300,川西水电,蒙西火电,III,天津,南昌,唐山,青岛,120,300,250,340,450,福州,320,南京,350,240,300,沿海电源,沿海电源,150,蒙西火电,I,晋东南火电,宁夏煤电,呼盟煤电,远东,(,俄,),沈阳,蒙西火电,IV,蒙西,锡盟,锡盟煤电,I,锡盟煤电,II,连云港,沿海核电,泰州,上海北,上海西,沿海核电,沿海核电,沿海核电,驻马店,武汉,恩施,川西水电,300,达州,宝鸡,哈密电厂,哈密二厂,安西,张掖,永暨,白银,西宁,官亭,拉西瓦,兰州东,宁东,宁东,西南水电,西南水电,丽江西,永平,罗平,邵通,安顺,桂林,柳州,佛岗东,龙门,揭西,惠东,四会,新兴,恩平,电白,三峡地下,开关站,陕北,郴长,宝二,靖边,渭北,东南郊,晋中,官亭,官亭,图例,500kV,交流,800kV,级,直流,1000kV,交流,750kV,交流,330,300,220,300,400,200,220,240,280,美公司推出无线输电系统 可用于手机电脑,2007,年美国麻省理工的科学家们完成了一项实验，他们使用两个相距,2,米的铜线圈，成功地通过无线电力传输点亮了一个功率为,60,瓦的灯泡。,电磁波无线输电系统由美国,WiTricity,公司开发，能够在不借助电线情况下为手机、电视等用电设备输送电量。,实际上，利用电磁波进行无线输电的想法已经不是什么新鲜事，但由于电磁能会向所有方向辐射，这种输电方式效率很低。为此，索尔贾希克将目光转向“共振”原理，即在使用一个确定的频率时，能量转移能够更有效地进行。,当两个物体拥有相同的共振频率时，彼此间的能量转移将更为强烈，周围物体无法对这一过程产生影响。举个例子来说，如果歌手唱出一个特定的高音，其所产生的声共振能够将酒杯“撕碎”。,WiTricity,的无线输电系统便利用了低频电磁波的共振现象。,WiTricity,研制的一种充电器共由两个磁线圈组成，其中一个磁线圈能够以一个特殊的频率产生共振，可以植入墙内，或者放置在地板、天花板以及桌子下面。另一个磁线圈则植入手机或笔记本，通过以同样的频率共振吸收电量。,第二节,火力发电厂,一、分类,二、能量转换过程,三、火电厂的组成,四、火力发电厂的生产过程,五、火力发电厂的系统流程,一,、,火电厂分类,大型、中型、小型,容量,蒸汽轮机、燃气轮机,原动机,燃煤、燃油、燃气,燃料,凝汽式、热电联产,输出能量,低压、中压、高温高压,超高压、亚临界、超临界,超超临界,(25MPa,580),热力参数,机组类型,蒸汽压力 蒸汽温度 电厂效率 供电煤耗,/,MPa,/,/%/(,克标煤,/,度,),中压,高压,超高压,亚临界,超临界,高温超临界,超超临界,高温超超临界,超,700,3.5 435 27 460,9 510 33 390,13 535 35 360,17 540 38 324,25.5 567 41 300,25 600 44 278,30 600 48 256,30 700 57 215,700 60 205,低压、中压、高温高压,超高压、亚临界、超临界,超超临界,(25MPa,580),热力参数,2003,火力发电及供热用原煤,8.51,亿吨，供电标准煤耗,380g/kWh,，比国际先进水平,320g/kWh,高,60g/kWh,相当于美国、英国,70,年代的水平。一年发电多耗标准煤约,1.1,亿吨。,主要原因：火电大机组比重偏低，,2003,年全国,6MW,及以上的火电机组,4959,台，总容量为,278498.3MW,，平均机组容量为,56.16MW,，,300MW,及以上占总容量,43.1%,，超临界机组仅占火电总装机容量的,2.2%,，而发达国家已占,50%,以上。,二、火力发电厂的生产过程,煤从储煤厂用输煤皮带送到煤粉设备中磨成细粉并加热干燥，然后送进锅炉，与鼓风机吹进来的空气混合燃烧。,燃烧发出的热量传给锅炉内的水，使其产生蒸汽。蒸汽送到汽轮机后逐级膨胀作功，驱动发电机发电。,蒸汽在汽轮机内的压力和温度逐渐降低，最后进入冷凝器。,凝结成的水再用水泵送到低压给水加热器，最后又送入锅炉。,三,大,主,机,三,、能量转换过程,燃料的化学能,热能,燃烧,机械能,膨胀,电能,(2005,单,),切割,磁力线,四、火电厂的组成,锅炉,汽轮机,发电机,辅助,设备,五、火力发电厂的系统流程,燃料供应及煤粉制备系统,锅炉燃烧及除尘除灰系统,热力系统,循环水冷却系统,汽水补充系统,热力控制系统,电气系统,从已探明的能源储量来看，地球上的石油和天然气在今后几十年内将被耗尽，煤炭也只能再用几百年。但是可开发的核燃料所提供的裂变能可供人类用几千年，提供的聚变能则几乎是用之不竭。核能将成为重要的能源之一。,第三节 核电厂,当前投入使用核电站均采用原子核裂变时释放出来的能量发电。,能量转换过程,裂变,热能,机械能,电能,分类：,堤坝式 引水式 抽水蓄能,水力发电就是利用水能发电的一种方式,在天然河流上构筑堤坝，抬高水位，形成水库。上游水库中的水经进水口，压力水管进入水轮机蜗壳，冲动水轮机转动，并带动同轴的发电机发出电力。作功后的尾水，经尾水管流至下游河道,第四节,水电厂,能量转换过程,水能,机械能,电能,一、风力发电,风力发电是,利用风的动能,来生产电能。风力发电的过程是利用风力使风机的转子旋转，将风的动能转换成机械能，再通过变速和超速控制装置带动发电机发出电能。我国风力资源丰富，尤其在西北、东北和沿海地区，有着建设风力发电厂的天然优势。风能发电成本低，,风能是清洁的能源和可以再生的能源,，风力发电必将会得到更大的发展。,第五节 其他发电厂,二、太阳能发电,在新能源中，应用最广，最有发展前途的是太阳能发电。,太阳能发电可以分为,太阳的热能发电,和,太阳的光能发电,。利用太阳的热能发电，有,直接热电转换,和,间接热电转换,两种形式。温差发电、热离子和磁流体发电等，属于直接转换方式。将太阳能聚集起来，通过热交换将水变为蒸汽来驱动汽轮发电机组发电则属于间接转换方式。,因为太阳能取之不尽，用之不竭，太阳能发电具有安全可靠，使用寿命长，无噪声，不需要燃料，不污染环境等优点，所以倍受人们青睐。,三、地热发电,地热发电是利用地表深处的地热能来生产电能。,地热发电厂的生产过程与火电厂相似,，只是以地热井取代锅炉设备，将地热蒸汽从地热井引出，滤除其中的固体杂质后，由地热蒸汽推动汽轮机旋转，将地热能转换为机械能，带动发电机发出电能。,地球内部蕴藏着巨大的热能，据估计全世界可供开采利用的地热能相当于,几万亿煤,，因此，开发利用地热资源发电具有广阔的发展前景。,四、潮汐发电,海水时进时退，海面时涨时落。海水的这种自然涨落现象，称为,潮汐,。潮汐是由月球和太阳的引力对海水的作用形成的。,潮汐发电是利用,海水涨潮、落潮中的动能和势能来发电的,。潮汐发电厂一般建在海岸边或河口地区，与水电厂建筑拦河坝一样，潮汐发电厂也需要在一定的地形条件下，建筑拦潮堤坝，以形成足够的潮汐潮差及较大的容水区。潮汐发电厂在涨潮和退潮时均可发电，即涨潮时将水通过闸门引入