電工電子技術(shù)教學(xué)課件作者謝國民17.ppt

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1、第17章工業(yè)企業(yè)供電與安全用電17.1發(fā)電和輸電概述17.2工業(yè)企業(yè)配電17.3安全用電17.4節(jié)約用電返回１７.１　發(fā)電和輸電概述發(fā)電是將火力、水力、風(fēng)力、沼氣和核能等非電能轉(zhuǎn)換成電能的過程.我國以水利和火力發(fā)電為主,近幾年也在發(fā)展核能發(fā)電.火力發(fā)電是指利用煤炭、石油、天然氣等固體、液體、氣體燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能來加熱水,產(chǎn)生高溫高壓的水蒸氣,利用水蒸氣壓力推動汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn),熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,然后汽輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn),將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能.水力發(fā)電是指利用河流、湖泊等位于高處具有位能的水流至低處,帶動水輪機(jī)旋轉(zhuǎn),將其包含的勢能轉(zhuǎn)換成水輪機(jī)的機(jī)械能,再利用水輪機(jī)推動發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn),將

2、機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能.風(fēng)力發(fā)電是指利用風(fēng)力帶動風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn),再通過調(diào)速機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)的速度提升,來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電,產(chǎn)生交流電經(jīng)過整流變?yōu)橹绷麟姾髮π铍娖砍潆?將電能轉(zhuǎn)為化學(xué)能,再經(jīng)過有保護(hù)電路的逆變電源,把電瓶里的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的電能并入電網(wǎng).下一頁返回１７.１　發(fā)電和輸電概述沼氣發(fā)電技術(shù)是集環(huán)保和節(jié)能于一體的能源綜合利用新技術(shù).它是利用工業(yè)、農(nóng)業(yè)或城鎮(zhèn)生活中的大量有機(jī)廢棄物(例如酒糟液、禽畜糞、城市垃圾和污水等),經(jīng)厭氧發(fā)酵處理產(chǎn)生的沼氣,驅(qū)動沼氣發(fā)電機(jī)組發(fā)電,并可充分將發(fā)電機(jī)組的余熱用于沼氣生產(chǎn).核能發(fā)電是利用核反應(yīng)堆中核裂變所釋放出的熱能進(jìn)行發(fā)電的方式,它與火力發(fā)電極其相似.

3、核反應(yīng)堆在反應(yīng)容器中進(jìn)行核裂變釋放出熱能,流經(jīng)反應(yīng)容器的冷卻水(第一回路)吸收熱能,溫度升高后進(jìn)入蒸汽發(fā)生器,將熱量傳給第二回路的水,同時(shí)溫度降低,流回反應(yīng)容器重新吸熱.第二回路的水變成水蒸氣,然后進(jìn)入汽輪機(jī),推動汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn),汽輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)發(fā)電.無論采用何種發(fā)電形式,發(fā)電機(jī)一般都采用三相同步發(fā)電機(jī),按照原動機(jī)的不同可分為汽輪發(fā)電機(jī)和水輪發(fā)電機(jī)兩種;按照與原動機(jī)的連接方式有兩種:立式發(fā)電機(jī)和臥式發(fā)電機(jī).汽輪發(fā)電機(jī)均為臥式的,水輪發(fā)電機(jī)兩種形式都有.上一頁下一頁返回１７.１　發(fā)電和輸電概述三相同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)由定子和轉(zhuǎn)子組成,定子由鐵芯、定子繞組(又稱電樞繞組,為三

4、相對稱繞組,通入的為三相對稱電流)、機(jī)座及端蓋等部件組成.其主要的作用是完成交流電能與機(jī)構(gòu)能的交換,也要產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,故稱電樞.轉(zhuǎn)子是由鐵芯、勵(lì)磁繞組等組成,是產(chǎn)生磁場的部分.同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是磁極,根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同分為隱極式和凸極式兩種,如圖１７-１所示.隱極式轉(zhuǎn)子呈圓柱形,細(xì)而長,轉(zhuǎn)子上沒有凸出的磁極,氣隙比較均勻,勵(lì)磁繞組分布在轉(zhuǎn)子大半個(gè)表面的槽中,它的轉(zhuǎn)速高、磁極對數(shù)少,一般都是用于汽輪發(fā)電機(jī);凸極式轉(zhuǎn)子大多數(shù)為圓餅狀,轉(zhuǎn)子上有明顯凸出的成對磁極和勵(lì)磁線圈,轉(zhuǎn)速低、磁極對數(shù)多,一般都是用于水輪發(fā)電機(jī).國產(chǎn)三相同步發(fā)電機(jī)的電壓等級有４００V/２３０V和３.１５kV、６.３

5、kV、１０.５kV、１３.８kV、１５.７５kV及１８kV等多種.上一頁下一頁返回１７.１　發(fā)電和輸電概述輸電即電能的傳輸,它和變電、配電、用電一起,構(gòu)成電力系統(tǒng)的整體功能,如圖１７-２所示.通過輸電,把相距甚遠(yuǎn)的(可達(dá)數(shù)千千米)發(fā)電廠和負(fù)荷中心聯(lián)系起來,使電能的開發(fā)和利用超越地域的限制.和其他能源的傳輸(如輸煤、輸油等)相比,輸電的損耗小、效益高、靈活方便、易于調(diào)控、環(huán)境污染少;輸電還可以將不同地點(diǎn)的發(fā)電廠連接起來,實(shí)行峰谷調(diào)節(jié).輸電是電能利用優(yōu)越性的重要體現(xiàn),在現(xiàn)代化社會中,它是重要的能源動脈.為保證供電可靠性和安全連續(xù)性,電力系統(tǒng)將各地區(qū)、各種類型的發(fā)電機(jī)變壓器、輸電線

6、、配電和用電設(shè)備等連成一個(gè)環(huán)形整體.輸電網(wǎng)是由３５kV及以上的輸電線路與其相連接的變電所組成,它是電力系統(tǒng)的主要網(wǎng)絡(luò).輸電是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié).上一頁下一頁返回１７.１　發(fā)電和輸電概述輸電過程中,一般將發(fā)電機(jī)組發(fā)出的６~１０kV電壓經(jīng)升壓變壓器變?yōu)椋常祣５００kV高壓,通過輸電線可遠(yuǎn)距離將電能傳送到各用戶,再利用降壓變壓器將３５kV高壓變?yōu)椋秪１０kV高壓.目前我國的電壓等級有１０kV、３５kV、２２０kV、３３０kV、５００kV等幾個(gè)等級,送電距離越遠(yuǎn),要求輸電的電壓越高.除了采用交流輸電外,還有直流輸電,其結(jié)構(gòu)原理圖如圖１７-３所示,高壓直流輸電與交流輸電相比具有

7、以下優(yōu)點(diǎn):直流架空線僅適用１根或２根導(dǎo)線,輸送相同功率時(shí),線路造價(jià)低,線路有功損耗小;直流輸電不受輸電距離的限制,能限制系統(tǒng)的短路電流,通過晶閘管換流器能夠方便、快速地調(diào)節(jié)有功功率和實(shí)現(xiàn)潮流翻轉(zhuǎn),適宜海底輸電.上一頁返回１７.２　工業(yè)企業(yè)配電配電是指在電力網(wǎng)中起電能分配作用的網(wǎng)絡(luò),通常是指電力系統(tǒng)中二次降壓變壓器低壓側(cè)直接或降壓后給用戶供電的網(wǎng)絡(luò),它是電力系統(tǒng)中直接與用戶相連并向用戶分配電能的環(huán)節(jié).工業(yè)企業(yè)配電網(wǎng)的主要功能是從輸電網(wǎng)接收電能,并逐級分配到各個(gè)車間,即將高壓電能降低至方便運(yùn)行又適合企業(yè)各車