资源简介

6 供用电技术
【课题】
6.1 电力供电与节约供电
【教学目标】
了解发电、输电和配电过程。
了解电力供电的主要方式及供配电系统的基本组成。
了解节约用电的方法。
【教学重点】
供电质量（供电的可靠性、电压质量）。
【教学难点】
供电系统。
【教学过程】
【一、复习】
三相四线制供电系统的组成。
【二、引入新课】
供电系统及供电质量一直是电力系统长期研究、不断改进、并取得较大成果的项目之一，本节所介绍的内容只是入门，是具有科普性质的知识。
【三、讲授新课】
6.1.1 电力供电
1．电力系统：是发电机发出的电压经升压变电所升压后，由高压输电网输送到城镇或工业集中区，再经降压变电所降压，然后，一般经过杆上变压器或车间变电所将电压变成380V/220V，再分配给低压用电设备使用。
2．电力系统的组成：发电设备、电力输送设备、用电设备。电力系统的构成如图6.1所示。
图6.1　电力系统的构成
3．电能的产生
人们利用的电能是二次能源，是由煤炭、石油、水力、风力、核能等一次能源通过各种转换装置而获得的。根据一次能源的种类不同，电能产生的方式也不同，目前常用的发电方式有三种。
（1）火力发电。火力发电如图6.2所示。我国以火力发电为主，它是利用煤炭、石油、天然气燃烧后发出的热量来加热水，变成高温、高压蒸汽，再用蒸汽推动汽轮机旋转并带动三相交流同步发电机发电。火力发电具有建厂快，投资少的优点，缺点是要消耗大量的燃料，对环境污染较严重。
图6.2　火力发电示意图
（2）核能发电站。如图6.3所示为核能站结构示意图。核能发电是利用原子核裂变时释放出来的能量来加热水，使之成为高温高压的蒸汽，去推动汽轮机并拖动发电机发电。
图6.3　核电站结构示意图
（3）水力发电站。水力发电是利用水流的落差及流量推动水轮机旋转并带动发电机发电。按照集中落差的方式分类，水电站分为引水式、堤坝式和混合式三类。如图6.4所示为混合式水力发电示意图。
图6.4　混合式水力发电示意图
（4）风力发电厂。风力发电厂是利用风车带动发电机，然后将电能输送到远方。为增加风力发电的功率，通常将很多风车建在一起，成为风车田。风力发电厂的风车田如图6.5所示。
图6.5　风力发电厂的风车田
4．电能的输送与分配
（1）从发电厂到电能消费中心，需用输电线常距离输送电能，另外，考虑到提高供电质量以及便于统一调度，一般组建电力网。
（2）电力网主要由输电网和变电站组成。
5．供电质量
（1）供电的可靠性：用事故停电到恢复供电所需时间的长短来反映的。
1）一类负荷。突然停电将造成人身伤亡，或造成重大的政治影响，或使重大设备损坏且难以修复，或造成爆炸、火灾、中毒、混乱等，如医院、重要大型企业、交通枢纽等。一类负荷对供电电源的要求是应有两个独立电源供电。
2）二类负荷。突然停电将在经济上造成较大损失。如引起设备损坏、大量产品报废，造成重大减产，大量人员集中的公共场所秩序混乱，如化工厂、炼钢厂、大型影剧院等。二类负荷对电源的要求也是采用两个独立电源供电，但在投入的快速性上略低于一类负荷的要求。
3）三类负荷。较长时间中断供电造成的损失不很严重的负荷，如机械行业工厂等。三类负荷对电源的要求只需单路电源供电。
（2）电压质量：国家规定，35 kV及以上供电电压允许偏差为 +10 % ～10 %；10 kV及以下的供电电压允许偏差为+7 % ～7 %；220 V单相供电电压允许偏差 + 5% ～ 10 %。
（3）频率质量：频率偏差一般不超过+0.5 Hz ～ 0.5 Hz。若电力系统容量达3 000 MW或以上时，频率偏差不得超过+0.2 Hz ～ 0.2 Hz。
（4）电压波形质量：由于大型晶闸管整流装置以及一些新元件的使用，导致供电系统中电流、电压波形发生变化，使其它用电设备损耗增大、寿命缩短。过大的畸变还会影响一些电气设备正常工作。
6.1.2　节约用电
1．合理使用电气设备
正确选用电动机的容量，一般选择电动机的额定功率比实际负载大10％～15％为适宜。另外，选用低损耗变压器，合理选择容量，在效率高的负载下运行，其节能效益是可观的。
2．提高用电功率因数
提高用电功率因数的关键是减少电源的无功功率。通常采用两种方法：一是提高用电设备的自身功率因数；二是采用人工补偿法，如在用户端并联适当容量的电容器或同步补偿器等。
3．降低线路损耗
降低线路损耗常采用以下方法：一是选用最佳粗细的导线，减小导线的电阻；二是减小线路电流；三是减少变压器损耗 。
4．节约照明用电
（1）尽可能采用发光效率高的气体放电光源。
（2）选择合理的照明方式，提高照明效率。
（3）充分利用自然光。
（4）采用合理的照明控制线路。
（5）科学设计照明系统。
【四、小结】
1．供电系统是指从电源线路入端起到高、低压用电设备进线端止的整个电路系统。包括用电设备所在部门内部的变配电所和所有高低压供配电线路。
2．供电质量包括供电的可靠性、电压质量、频率质量及电压波形质量四个方面。
3．节约用电的几项措施。
【五、习题】
一、是非题：1、2、3；二、选择题：1；三、填空题：1；四、简答题：1、2。

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