《电力工程》课件

《电力工程》课程简介课程内容概述电力工程的基本概念电力系统概述电力系统的基本概念发电系统包括电力工程的定义、特点介绍电力系统的组成、发电讲解交流电、电压、电流、深入探讨常见的发电方式，、发展历程等、输电、配电和用电系统等电功率和电能等基本概念如火力发电、水力发电、核电和新能源发电电力工程的定义电力工程是研究和应用电能的它涉及电力设备的设计、制造工程学科，涵盖了发电、输电、安装、调试、运行、维护和、配电、用电和电力系统自动管理等各个环节，是现代社会化等多个领域不可或缺的重要基础设施电力工程的目的是将电能安全、可靠、经济地输送到千家万户，为社会经济发展提供强有力的支撑电力工程的特点技术密集型规模庞大电力工程涉及大量的复杂技术，需要专业的人才和先进的设备才电力工程的规模往往非常庞大，需要大量的投资和人力物力才能能完成完成安全至上持续发展电力工程与人们的生活息息相关，安全问题是首要考虑因素，必随着社会发展和科技进步，电力工程也在不断发展，涌现出许多须严格执行安全规范新技术和新应用电力工程的发展历程世纪末191电力工程的萌芽阶段，主要以直流发电和输电为主世纪初202交流电技术得到应用，电力系统规模不断扩大，电力工程开始进入快速发展阶段世纪中后期203电力系统自动化和计算机技术应用到电力工程，电力工程进入现代化发展阶段世纪214智能电网、可再生能源等新技术蓬勃发展，电力工程正朝着智能化、绿色化方向发展电力系统概述发电系统将各种能源转化为电能，例如火力发电、水力发电等输电系统将发电厂产生的电能输送到城市和乡村，为用户供电配电系统将高压电能降压后，分配到各个用户，满足不同用户的用电需求用电系统用户使用电能的各个环节，例如家庭、工厂、商业场所等电力系统的组成发电发电厂负责将各种能源转化为电能，例如火力发电、水力发电等输电高压输电线路负责将发电厂产生的电能输送到城市和乡村配电配电网负责将高压电能降压后，分配到各个用户，满足不同用户的用电需求用电用户使用电能的各个环节，例如家庭、工厂、商业场所等发电系统火力发电水力发电1燃烧煤炭、石油等燃料，产生蒸汽驱动利用水流的动能驱动水轮机发电2汽轮机发电新能源发电核电4利用风能、太阳能、地热能等可再生能3利用核裂变反应产生的热能发电源发电输电系统高压输电线路1将发电厂产生的电能输送到城市和乡村，主要采用高压输电输电塔2支撑输电线路，使线路能够穿越各种地形和地貌变电站3用于改变电压等级，将高压电能降压或升压，以便于输送和使用电力调度中心4负责监控电力系统的运行状态，进行负荷调节和故障处理配电系统配电网1将高压电能降压后，分配到各个用户，满足不同用户的用电需求配电变压器2将高压电能降压至低压电能，以便用户使用配电线路3将配电变压器输出的低压电能输送到用户配电设备4用于保护配电线路和设备的安全，例如熔断器、断路器等用电系统工业商业民用电力系统的基本概念交流电电压电流交流电是指方向和大小随时间周期性变化电压是指电路中两点之间的电位差，是驱电流是指单位时间内通过导体横截面的电的电流，是现代电力系统的主要电力形式动电流流动的动力荷量，是电能传递的载体交流电电压110V380V低压中压用于家庭、商业场所等用于工业、商业场所等10kV110kV高压超高压用于输电线路用于长距离输电电流电流的方向是指正电荷运动的方向电流的大小是指单位时间内通过导体横截面的电荷量，单位为安培A电功率定义计算公式电功率是指单位时间内消耗的电能，反映了用电设备消耗电能，其中为电功率，为电压，为电流P=UI PU I的快慢电能电能是指电荷在电场中移动所做的功，是衡量电力系统工作能力的重要指标电能的单位是焦耳，常用单位是千瓦时J kWh发电系统火力发电1燃烧煤炭、石油等燃料，产生蒸汽驱动汽轮机发电水力发电2利用水流的动能驱动水轮机发电核电3利用核裂变反应产生的热能发电新能源发电4利用风能、太阳能、地热能等可再生能源发电常见的发电方式火力发电水力发电燃烧煤炭、石油等燃料，产生蒸汽驱动汽轮机发电，是目前世界利用水流的动能驱动水轮机发电，是一种清洁、可再生的能源上应用最广泛的发电方式核电新能源发电利用核裂变反应产生的热能发电，具有能量密度高、发电效率高利用风能、太阳能、地热能等可再生能源发电，是未来电力发展的特点的重要方向火力发电燃料燃烧将煤炭、石油等燃料燃烧，产生高温热能蒸汽产生高温热能将水加热，产生高温高压蒸汽汽轮机驱动蒸汽推动汽轮机高速旋转发电机发电汽轮机带动发电机旋转，产生电能水力发电水轮机旋转2水流从高处流下，驱动水轮机高速旋转水库蓄水1修建水库，将水流收集起来，形成水位落差发电机发电3水轮机带动发电机旋转，产生电能核电低排放10%全球发电量环保优势核电占全球发电量的比例约为核电是一种低排放的能源，对环境的污染较小10%新能源发电风力发电太阳能发电地热能发电利用风力驱动风力发电机发电，是一种清利用太阳光照射光伏板产生电流，是一种利用地热资源产生的热能发电，是一种清洁、可再生的能源清洁、可再生的能源洁、可再生的能源输电系统高压输电线路1将发电厂产生的电能输送到城市和乡村，主要采用高压输电输电塔2支撑输电线路，使线路能够穿越各种地形和地貌变电站3用于改变电压等级，将高压电能降压或升压，以便于输送和使用电力调度中心4负责监控电力系统的运行状态，进行负荷调节和故障处理输电线路的结构导线用于输送电流，通常采用铝合金或钢芯铝绞线绝缘子用于将导线与输电塔隔离开，防止电流泄漏输电塔用于支撑输电线路，使线路能够穿越各种地形和地貌金具用于连接导线、绝缘子、输电塔等部件输电线路的类型架空线路是指将导线架设在输电塔地下线路是指将导线埋设在地下，上，是最常见的输电线路类型适用于人口密集、环境敏感等区域输电线路的特点长距离高电压大容量输电线路通常跨越数百公里甚至上千公为了减少输电损耗，输电线路通常采用输电线路能够输送大量的电能，满足社里，将电能输送到远距离的用户高电压会经济发展对电能的需求输电线路的损耗输电线路的损耗主要包括导线导线电阻损耗是指电流在导线电阻损耗和绝缘损耗中流动时产生的热量损耗绝缘损耗是指电流在绝缘子中流动时产生的热量损耗配电系统配电网将高压电能降压后，分配到各个用户，满足不同用户的用电需求配电变压器将高压电能降压至低压电能，以便用户使用配电线路将配电变压器输出的低压电能输送到用户配电设备用于保护配电线路和设备的安全，例如熔断器、断路器等配电网的结构高压配电网将高压电能从变电站输送到各个配电变压器低压配电网将配电变压器输出的低压电能分配到各个用户配电变压器降压隔离1将高压电能降压至低压电能，满足用将高压电能与低压电能隔离开，确保2户的用电需求用户安全配电线路架空线路1将导线架设在电杆上，是最常见的配电线路类型地下线路2将导线埋设在地下，适用于人口密集、环境敏感等区域电缆线路3使用电缆作为输电线路，适用于地下或室内配电配电设备熔断器1当线路电流过大时，熔断器会自动熔断，切断电路，保护线路和设备的安全断路器2能够快速切断电路，保护线路和设备的安全，并具有手动和自动控制功能继电器3是一种自动控制开关，用于保护线路和设备的安全，并实现自动控制用电系统用电负荷的特点波动性集中性多样性用电负荷在一天中、一星期中、一年中都用电负荷通常集中在某些区域，例如城市用电负荷的类型多种多样，例如照明、动会发生变化，呈现出明显的波动性、工业区等力、电热等用电负荷的分类按负荷性质分类照明负荷、动力负按负荷时间分类基荷、峰荷、谷荷按负荷大小分类大负荷、中负荷、荷、电热负荷等等小负荷等用电负荷的供电方式直供是指发电厂直接向用户供电，适用于变电所供电是指通过变电所将高压电能降配电网供电是指通过配电网将电能分配到大型工业企业压后，再向用户供电各个用户电压调节和功率因数改善电压调节功率因数改善电压调节是指通过调节变压器、电容器等设备，保持用户端的功率因数改善是指通过安装电容器等设备，提高电力系统的功电压稳定，确保用电设备正常运行率因数，降低线路损耗，提高供电效率电力系统的自动化电力系统自动化的概念1电力系统自动化是指利用计算机和通信技术，实现电力系统的自动控制、自动保护、自动监测和自动调度电力系统自动化的目标2提高电力系统的安全性、可靠性、经济性和效率，为用户提供更加优质的电力服务电力系统自动化的技术3包括分布式控制系统、可编程逻辑控制器、智能DCS PLC传感器等电力系统自动化的概念自动控制自动保护利用控制系统，实现对电力设备的自动控制，例如发电机的出力利用保护装置，实现对电力系统的自动保护，例如线路过载保护控制、变压器的电压调节等、短路保护等自动监测自动调度利用监控系统，实现对电力系统的自动监测，例如电压监测、电利用调度系统，实现对电力系统的自动调度，例如负荷分配、故流监测、温度监测等障处理等电力系统自动化的目标提高安全性利用自动保护装置，及时发现和处理故障，保障电力系统安全运行提高可靠性利用自动控制系统，提高电力设备的运行效率，降低故障率，提高电力系统的可靠性降低成本利用自动控制系统，优化电力系统的运行模式，降低运行成本提高效率利用自动调度系统，优化电力系统的运行模式，提高供电效率电力系统自动化的技术分布式控制系统可编程逻辑控制器智能传感器DCS PLC是一种应用于电力系统的自动化控制系统是一种应用于电力系统的自动化控制系统能够感知电力系统中的各种参数，并将数，具有高度可靠性和可扩展性，具有灵活性和易于编程的特点据发送到控制系统，实现自动化控制电力系统的优化电力系统优化的目标1提高电力系统的经济性、可靠性和安全性，降低运行成本，提高供电效率，减少环境污染电力系统优化的方法2包括经济调度、安全优化、可靠性优化等电力系统优化的实践案例3例如，智能电网、可再生能源、电动汽车等电力系统优化的目标降低发电成本通过优化发电机组的运行模式，降低燃油消耗，提高发电效率，降低发电成本提高输电效率通过优化输电线路的配置，减少线路损耗，提高输电效率减少环境污染通过优化电力系统的运行模式，减少二氧化碳排放，降低环境污染提高供电可靠性通过优化电力系统的结构和运行模式，提高供电可靠性，减少停电事故电力系统优化的方法经济调度通过优化发电机组的出力分配，降低发电成本安全优化通过优化电力系统的结构和运行模式，提高电力系统的安全性可靠性优化通过优化电力系统的结构和运行模式，提高电力系统的可靠性电力系统优化的实践案例智能电网利用信息通信技术和先进的控制可再生能源发电，例如风力发电、太阳能电动汽车充电桩的普及，需要电力系统提技术，实现电力系统的高度自动化和智能发电，可以有效降低二氧化碳排放，减少供更多的充电服务，对电力系统的优化提化，提高电力系统的效率和安全性环境污染出了新的挑战电力工程的发展趋势智能电网1智能电网利用信息通信技术和先进的控制技术，实现电力系统的高度自动化和智能化可再生能源2随着能源结构调整，可再生能源将成为未来电力发展的重要方向电动汽车3电动汽车充电桩的普及，对电力系统的优化提出了新的挑战智能电网智能电网是利用信息通信技术和先进智能电网可以实现电能的双向流动，智能电网可以根据用电需求进行实时的控制技术，实现电力系统的高度自即用户可以将自身产生的电能回馈到调节，提高供电效率，减少能源浪费动化和智能化，提高电力系统的效率电网，促进可再生能源的利用和安全性可再生能源风力发电利用风力驱动风力发电机发电，是一种清洁、可再生的能源，可以有效降低二氧化碳排放太阳能发电利用太阳光照射光伏板产生电流，是一种清洁、可再生的能源，可以有效降低二氧化碳排放地热能发电利用地热资源产生的热能发电，是一种清洁、可再生的能源，可以有效降低二氧化碳排放水力发电利用水流的动能驱动水轮机发电，是一种清洁、可再生的能源，可以有效降低二氧化碳排放电动汽车充电桩电池技术电动汽车充电桩的普及需要电力系统提供更多的充电服务，对电动汽车电池技术的不断发展，将推动电力系统向高效率、高电力系统的优化提出了新的挑战安全性方向发展结语电力工程是现代社会的重要基础设施，在保障人民生活和推动社会经济发展方面发挥着至关重要的作用随着科技进步和社会发展，电力工程也将不断创新发展，为人类创造更加美好的未来。