现代电力系统简介.ppt
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现代电力系统简介 电力系统是由发电厂、输配电系统及电力用户所组成,是由电源、中间环节、负载组成的对能量进行转换、输送及分配的典型电路。
按转换能量的方式不同发电厂主要有三种类型。
1.火力发电厂:它是利用煤、石油、天然气等燃料的化学能来生产电能。
燃料的燃烧使锅炉中的水变成高温高压水蒸汽,推动汽轮机再带动发电机发电。
2.水力发电厂:它是利用河流的水位能推动水轮机,带动发电机发电。
3.核能发电厂:它是利用核燃料在反应堆中核裂变能转化为热能,将水变为蒸汽,然后同一般的火力发电厂一样,用蒸汽推动汽轮机,带动发电机发电。
除了这常见的三种发电厂外,还有其他可再生能源发电方式,如利用风力能源的风力发电;利用地热能进行发电的地热发电厂以及潮汐发电、太阳能发电、沼气发电等。
而输配电系统经过一个多世纪的演变,经历了直流传输——交流传输——交直流传输的发展过程,形成了交直流混合的现代电力系统。
1 现代交流输配电系统的发展历程 最早将发电、送电、用电完成实际应用的是在19世纪上半叶,1882年德国慕尼黑国际博览会向世人展示了从57km 外密示巴赫小水电站直流发电机发出的1kV 左右的直流电是如何输送到现场并驱动一台水泵的运转,因而最初的电力输送是直流系统。
随着用电的需求增加以及输电距离的增大,为了提高输电效率、减少损耗,就要求提高输电电压。
从制造的角度,发电机的电压不可能提得很高,这样就使当时的直流输电制的发展受到了限制。
19世纪下半叶,相继研究出三相电机、三相变压器和三相制。
1891年德国建立了从鲁劳镇输电至法兰克福的最早的三相交流输电系统,如图1所示,图中三相输电线用单线表示。
发电厂的升压变压器将水轮发电机送出的95V 的三相交流电提高到15kV ,然后经三相架空输电线路送至170km 外的法兰克福,再经降压变压器降到110V ,供给灯泡照明,并由三相异步电动机去驱动水泵。
采用三相输电而不用单相输电的原因在于:用三个单相电路组合起来向外输电,需要6根导线,而三相交流电可用三根或四根线进行输电,能够节省线材;由于使用的输电线少,所以可以减少在输电线上的电能损耗;三相交流电动机比单相交流电动机的效率高而且起动、运行性能都要好。