在我們的日常生活中,用電可謂再正常不過了,直到某一天突然停電了,才意識到電能的重要性,我們平時離不開電,但是并不太清楚電能是怎樣輸送并分配到千家萬戶的,今天就一起了解一下電力的五大環(huán)節(jié)吧!
發(fā)電:電能產(chǎn)生的最初環(huán)節(jié);
輸電:將電能傳輸向遠方的環(huán)節(jié);
變電:將電能電壓等級調(diào)高或降低的環(huán)節(jié);
配電:將電能分配給用戶的環(huán)節(jié);
用電:消費電能的環(huán)節(jié);
發(fā)電概述:發(fā)電是指利用發(fā)電動力置將水能,石化燃料(煤、油、天然氣)的熱能、核能以及太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能等轉(zhuǎn)換為電能的生產(chǎn)過程稱為發(fā)電。用以供應(yīng)國民經(jīng)濟各部門與人民生活之需。
發(fā)電類型
發(fā)電動力裝置按能源的種類分為火電動力裝置、水電動力裝置、核電動力裝置及其他能源發(fā)電動力裝置。
火電
利用煤、石油和天然氣等化石燃料所含能量發(fā)電的方式統(tǒng)稱為火力發(fā)電:按發(fā)電方式,火力發(fā)電分為燃煤汽輪機發(fā)電、燃油汽輪機發(fā)電、燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電和內(nèi)燃機發(fā)電?;鹆Πl(fā)電是現(xiàn)在電力發(fā)展的主力軍,在現(xiàn)在提出和諧社會,循環(huán)經(jīng)濟的環(huán)境中,我們在提高火電技術(shù)的方向上要著重考慮電力對環(huán)境的影響,對不可再生能源的影響,雖然現(xiàn)在在中國已有部分核電機組,但火電仍占領(lǐng)電力的大部分市場;
水電
水電是將水能轉(zhuǎn)換為電能的綜合工程設(shè)施:一般包括由擋水、泄水建筑物形成的水庫和水電站引水系統(tǒng)、發(fā)電廠房、機電設(shè)備等:水庫的高水位水經(jīng)引水系統(tǒng)流入廠房推動水輪發(fā)電機組發(fā)出電能,再經(jīng)升壓變壓器、開關(guān)站和輸電線路輸入電網(wǎng)。
截至2007年,中國水電總裝機容量已達到1.45億千瓦,水電能源開及利用率從改革開放前的不足10%提高到25%;水電事業(yè)的快速發(fā)展為國民經(jīng)濟和社會發(fā)展作出了重要的貢獻,同時還帶動了中國電力裝備制造業(yè)的繁榮。
風(fēng)電
風(fēng)電是利用風(fēng)力帶動風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn),再透過增速機將旋轉(zhuǎn)的速度提升,來促使發(fā)電機發(fā)電。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù),大約是每秒三公里的微風(fēng)速度(微風(fēng)的程度),便可以開始發(fā)電。
風(fēng)力發(fā)電是新能源領(lǐng)域中技術(shù)成熟、具規(guī)模、開發(fā)商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式之一,發(fā)展風(fēng)電對于保障能源安全,調(diào)整能源結(jié)構(gòu),減輕環(huán)境污染,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展等都具有非常重要的意義。
核電
核電站是利用原子核內(nèi)部蘊藏的能量產(chǎn)生電能的新型發(fā)電站核電站大體可分為兩部分:一部分是利用核能生產(chǎn)蒸汽的核島、包括反應(yīng)堆裝置和一回路系統(tǒng):另一部分是利用蒸汽發(fā)電的常規(guī)島,包括汽輪發(fā)電機系統(tǒng)。
我國的核工業(yè)已也已有40多年發(fā)展歷史,建立了從地質(zhì)勘察、采礦到元件加工、后處理等相當(dāng)完整的核燃料循環(huán)體系,己建成多種類型的核反應(yīng)堆并有多年的安全“管理和運行經(jīng)驗,擁有一支專業(yè)齊全、技術(shù)過硬的隊伍。核電站的建設(shè)和運行是一項復(fù)雜的技術(shù)“我國目前己經(jīng)能夠設(shè)計、建造和運行自己的核電站。
其他能源發(fā)電
除了上述的種發(fā)電類型外,還存在其他的能源發(fā)電:生物質(zhì)能發(fā)電:人類利用能夠產(chǎn)生強生物電的生物,并收集、轉(zhuǎn)化利用其產(chǎn)生的生物電的一種發(fā)電方式。潮汐能發(fā)電:利用海水潮漲和潮落形成的水的勢能進行發(fā)電。太陽能熱發(fā)電:利用太陽光或熱,轉(zhuǎn)變?yōu)闅W電能的發(fā)電方式。
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:通過輸電,把相距遠的(可達數(shù)千千米)發(fā)電廠和負荷中心聯(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的發(fā)電廠連接起來,實行峰谷調(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。
輸電線路構(gòu)成
輸電線路相對于變電設(shè)備而言較為簡單,構(gòu)成也較為單一;按照設(shè)備狀態(tài)檢修定,輸電線路主要劃分為7個單位一1個環(huán)境,7個單元分別是桿塔、導(dǎo)地線、絕緣子、金具、桿塔基礎(chǔ)、接地裝置、附屬設(shè)施,一個環(huán)境是指通道環(huán)境。
輸電種類
按照輸送電流的性質(zhì),輸電分為交流輸電和直流輸電;19世紀80年代首先成功地實現(xiàn)了直流輸電。但由于直流輸電的電壓在當(dāng)時技術(shù)條件下難于繼續(xù)提高,以致輸電能力和效益受到限制。19世紀末,直流輸電逐步為交流輸電所代替。交輸電的成功,迎來了20世紀電氣化社會的新時代。目前廣泛應(yīng)用三相交流輸電,頻率為50赫(或60赫〕。20世紀60年代以來直流輸電又有新發(fā)展,與交流輸電相配合,組成交直流混合的電力系統(tǒng)。
輸電電壓等級
輸電電壓的高低是輸電技術(shù)發(fā)展水平的主要標志,我國輸電線路的主要電壓等級有:
一般地說,輸送電能容量越大,線路采用的電壓等級就越高。采用超高壓輸電,可有效的減少線損,降低線路單位造價,少占耕地,使線路走廊得到充分利用,減小輸電線路上的電能損耗及線路阻抗壓降原因:P=U*I
根據(jù)上述公式,在功率不變的前提下,增大電壓可以減小電流,從而減小輸電線路的熱損耗。
變電概述:變電即為電力系統(tǒng)中.通過一定設(shè)備將電壓由低等級轉(zhuǎn)變?yōu)楦叩燃墸ㄉ龎海┗蛴筛叩燃夀D(zhuǎn)變?yōu)榈偷燃墸ń祲海┑倪^程電力系統(tǒng)中發(fā)電機的額定電壓一般為(15~20)千伏以下。常用的輸電電壓等級有765千伏、500千伏、220一110千伏、35一60千伏等:配電電壓等級有35—60千伏、3一10千伏等;用電部門的用電器具有額定電壓為3~15千伏的高壓用電設(shè)各和110伏、220伏、380伏等低壓用電設(shè)備,想要把各不同電壓分聯(lián)接起來形成一個整體就需要通過變電。
變電分類:變壓分為升壓和降壓兩種:
1、升壓
電力系統(tǒng)中,發(fā)電廠將天然的一次能源轉(zhuǎn)變成電能,向遠方的電力用戶送電,為了減小輸電線路上的電能損耗及線路阻抗壓降,需要將電壓升高;
2、降壓
為了滿足電力用戶安全的要,又要將電壓降低,并分配給各個用戶。
變壓器件原理
實現(xiàn)變電的主要元器件為變壓器,其的主要原理是電磁感應(yīng)原理,當(dāng)變壓器一次施加交流電壓UI,流過一次繞組的電流為I1,則該電流在鐵芯中會產(chǎn)生交變磁通,使一次繞組和二次繞組發(fā)生電磁聯(lián)系,根據(jù)電磁感應(yīng)原理,交變磁穿過這兩個繞組就會感應(yīng)出電動勢,其大小與繞組匝數(shù)以及主通的值成正比,繞組匝數(shù)多的一側(cè)電壓高,繞組匝數(shù)少的一側(cè)電壓低,當(dāng)變壓器二次側(cè)開路,即變壓器空載時,二次端電壓與一二次繞組匝數(shù)成正比,變壓器起到變換電壓的目的。
變電場所——變電站
變電站就是電力系統(tǒng)中對電能的電壓和電流進行變換、集中和分配的場所,它是聯(lián)系發(fā)電廠和電力用戶的中間環(huán)節(jié),同時通過變電站將各電壓等級的電網(wǎng)聯(lián)系起來;為保證電能的質(zhì)量以及設(shè)備的安全,在變電站中還需進行電壓調(diào)整、潮流(電力系統(tǒng)中各節(jié)點和支路中的電壓、電流和功率的流向及分布)控制以及輸配電線路和主要電工設(shè)備的保護。
配電概述: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)。
配網(wǎng)組成:配電系統(tǒng)由配電變電所(通常是將電網(wǎng)的輸電電壓降為配電電壓)、高壓配電線路(即1千伏以上電壓)、配電變壓器、低壓配電線路(1千伏以下電壓)以及相應(yīng)的控制保護設(shè)備組成。
配網(wǎng)分類
配電按電壓一般分為高壓配電、中壓配電和低壓配電:
高壓配電電壓:35KV、63KV,又稱地方電力網(wǎng);
中壓配電電壓:10kv:
低壓配電電壓:380/220v
配電按供電區(qū)域分為城市配電網(wǎng)、農(nóng)村配電網(wǎng)、工廠配電網(wǎng):
城市配電網(wǎng):提供城幣居民工作生活,負荷相對集中
農(nóng)村配電網(wǎng):提供農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村正常生活用電。供電半徑大
工廠配電網(wǎng):提供工業(yè)基地生產(chǎn)所需的電能,負荷較大
配電按供電方式分為交流供電方式和直流供電方式:
交流供電方式:
三相三線制:分為三角形接線(用于高壓配電,三相220伏電動機和照明)和星形接線(用于高壓配電、三相380伏電動機)
三相四線制:用于380/220伏低壓動力與照明混合配電。
三相二線一地制:多用于農(nóng)村配電。
三相單線制:常用于電氣鐵路牽引供電。
單相二線制:主要應(yīng)居民用電。
直流供電方式:
二線制:用于城市無軌電車、地鐵機車、礦山牽引機車等的供電;
三線制:供應(yīng)發(fā)電廠、變電所、配電所自用電和二次設(shè)備用電,電解和電鍍用電。
配網(wǎng)的主要指標:配網(wǎng)主要有以下四個指標:
供電可靠性:供電可靠性是指針對用戶連續(xù)供電的可靠程度。
網(wǎng)損率:網(wǎng)損率可定義為電力網(wǎng)的電能損耗量與總供電量的比,通常用百分表示。
電壓波動和電壓閃變:電壓波動是指電網(wǎng)電壓的快速變動或電壓包絡(luò)先的周期性變動。電壓閃變是指人眼對燈閃的主感覺,引起燈閃變波動電壓,稱為閃變電壓。
電壓合格率:電壓合格率是指電力系統(tǒng)某點電壓在統(tǒng)計時間內(nèi)電壓合格的時間占總時間的百分比。
配網(wǎng)的發(fā)展:
高中壓配電網(wǎng)架向網(wǎng)格狀發(fā)展
閉環(huán)運行
繼電保護配置大的變化
網(wǎng)架的交流方案和輕型直流方案
交流網(wǎng)架的超導(dǎo)化
潮流控制器大量應(yīng)用
配電網(wǎng)的主要作用為以下兩點:
1、配電網(wǎng)的主要功能是從輸電網(wǎng)接受電能,并逐級分配或就地消費,即將高壓電能降低至方使運行又適合用戶需要的各種電壓,組成多層次的配電網(wǎng),向各種用戶供電。
2、10kv及以下配電線路為用戶供電,擔(dān)負著輸送和分配電能的任務(wù)。
用電概述:用電即通過電器具消耗電能的過程,是電力環(huán)節(jié)的最后節(jié)點,日常生活中到處都是用電環(huán)節(jié):日光燈、計算機、空調(diào)、洗衣機、工業(yè)機器。
用電分類
用電按負荷分主要分為四大類:
城市用電:城市居民的家用電器,它具有年年增長的趨勢,以及明顯的季節(jié)性被動特點。
農(nóng)村用電:農(nóng)村居民用電和衣業(yè)生產(chǎn)用電。
商業(yè)用電:商業(yè)部門的照明、空調(diào)、動力等用電,覆蓋面積大,且用電增長平穩(wěn),商業(yè)負荷同樣具有季節(jié)性波動的特性。
工業(yè)用電:工業(yè)生產(chǎn)的用電,一般工業(yè)用電的比重在用電構(gòu)成中居于首位。
用電反饋
通過用電情況,還可以反向指導(dǎo)電力系統(tǒng)環(huán)節(jié)中發(fā)電、輸電、變電、配電四個環(huán)節(jié)的建設(shè),所以也可以說:用電是電能“發(fā)、輸、變、配”的環(huán)節(jié)?!?/span>
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