电力基础知识解读.docx

-1- 电力基础知识(一)能源的分类能源历来是人类文明的先决条件, 人类社会一切活动都离不开能源, 从衣食住行, 到文化娱乐, 都要直接或间接地消耗一定数量的能源。能源的形式多种多样, 按照获得的方法可分为一次能源和二次能源。一次能源, 指自然界中现成存在, 可直接取得和利用而又不改变其基本形态的能源,例如煤炭、石油、天然气、水能、风能等。二次能源, 指一次能源经加工转换成另一种形态的能源产品, 它们使用方便、易于利用, 是高品质的能源, 例如电能、煤气、汽油、蒸汽等。按照被利用的程度能源可分为常规能源与新型能源。-2- 常规能源,指在一定的历史时期和科学技术水平下,已经被人们广泛利用的能源, 例如煤炭、石油、天然气、水能等。新型能源, 指采用先进的方法及新发展的科学技术开发利用的能源, 例如太阳能、风能、海洋能、地热能、核能等。此外,按对环境的污染程度分为清洁能源和非清洁能源。清洁能源, 指对环境无污染或污染很少的能源, 例如太阳能、水能、风能等。非清洁能源,指对环境污染较大的能源,例如煤炭、石油等。(二)电能及其特点电能是一种由一次能源加工转换而成的二次能源。电能的开发利用, 是人类征服自然过程中所取得的具有划时代意义的光辉成就。在现代文明中, 电能被视为与空气和水一样重要, 这不仅因为电能使家庭晚餐愉快和谐, 使电视机成为生活中不可缺少的部分,而且还因为它可使电器火车奔驰, 让工厂机器轰隆转动和实现电气化。可以想象, 如果没有了电能,现代文明社会将不复存在。相比于其它能源电能的特点有: 1. 可以大规模生产和远距离输送。用于生产电能的一次能源广泛, 可以由煤炭、石油、核能、水能等多种能源转换而成, 便于大规模生产。电能运送简单, 便于远距离传输和-3- 分配。 2. 方便转换和易于控制。电能可以方便的转换成其他形式的能, 如机械能、热能、光能、声能、化学能及粒子的动能等,同时使用方便,易于实现有效而精确的控制。 3. 损耗小。输送电能时损耗比输送机械能和热能都小得多。 4. 效率高。电能代替其他能源可以提高能源利用效率, 被称之为“节约的能源”。如用电动机代替柴油机,用电气机车代替蒸汽机车, 用电炉代替其他加热炉等, 可提高效率 20%~50% 。 5. 使用时没有污染、噪声小。如用电瓶车代替汽车、柴油车、蒸汽机车等, 成为“无公害车”, 因此电能被成为“清洁的能源”。随着科学技术的发展, 电能的应用不仅影响到社会物质生产的各个方面, 也越来越广泛地渗透到人类生活的每个层次。电气化在某种程度上成为现代化的同义词, 电气化程度已成为衡量社会物质文明发展水平的重要标志。(三)电能的产生及利用电能的产生和利用涵盖发电、输电、配电及变电等各个环节。 1. 发电将各种一次能源转变成电能的工厂, 称为发电厂。按一次能源的不同发电厂分为火力发电厂(以煤炭、石-4- 油和天然气为燃料) 、水力发电厂(以水的位能做动力)、核能发电厂、风力发电厂、地热发电厂、太阳能发电厂、潮汐发电厂等。目前我国各种发电类型占比为:火电 % ,水电 23% ,风电 7% ,光伏发电 % ,核电 % ,其他 % 。常见发电厂的能量转换过程如下: 火力发电厂的能量转换过程: 燃料在锅炉燃烧, 加热锅炉中的水使之变为水蒸气, 水蒸气进入汽轮机, 冲动汽轮机旋转, 能量由燃料燃烧的热能转换为机械能, 由汽轮机的旋转带动发电机的旋转, 发电机内发生电磁感应, 能量由机械能转换为电能。水力发电厂的能量转换过程: 从河流较高处或水库内引水, 利用水的压力或流速冲动水轮机旋转, 将水能转变机械能,然后由水轮机带动发电机旋转,将机械能转换成电能。-5- 核能发电厂的能量转换过程: 利用反应堆中的核燃料裂变链式反应所产生的热能,再按火力发电厂的发电方式,将热能转换为机械能,再转换为电能。 2. 输电电能的产生依靠各种类型的发电厂, 而电能的输送和分配则需要依靠电网, 其中起到长距离、大容量输送电能的部分叫做输电网。输电网能够解决能源的地区分布与经济发展程度的地区分布之间的矛盾。我国大量的煤炭、水能、风能主要分布于西北、东北及西南地区, 而经济发达地区主要集中在我国东部地区及南部地区。输电网能够把边远地区的能-6- 源通过电能的形式输送到经济发达的地区。电压等级越高的输电网, 其输送电能的距离越远, 容量越大, 而且损耗越小。目前我国常用的输电电压等级有: 220 千伏、 330 千伏、 500 千伏, 750 千伏、 1000 千伏。电压等级(千伏) 送电距离( 千米) 送电功率(兆瓦) 分类 220 100~300 100~500 高压输电网 330 200~600 200~800 超高压输电网 500 150~850 1000~1500 超高压输电