电力生产知识

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1、一、电力生产知识1、电力生产的特点1875年，法国巴黎建成世界上第一座火力发电厂，标志着世界电力时代的到来。1879年上海公共租界点亮了第一盏电灯，随后1882年在上海创办了第一家电业公司-上海电气公司，从此中国翻开了电力工业的第一页。1891年，德国建设世界上第一台三相交流发电机，并通过第一条13.8kV输电线路将电力输送到远方用电地区，开创了大功率、远距离输电的历史。电力生产是一个复杂过程，与其他工业产品的生产相比，有如下特点：(1)电能的生产、输送、分配以及转换为其他形式能量的过程是同时进行的，电能不能大量储存。(2)电能生产是高度集中、统一的。在一个电网里，必须接受电网的统一调度，要有

2、统一的质量标准、统一的管理办法。(3)过渡过程相当迅速。电力系统中各元件的投入或退出都在一瞬间完成，电力系统运行方式的改变过程也相当短暂。(4)电力生产在国民经济发展中具有先行性。所谓电力先行是指通常电力消费增长速度总要比国民经济的增长速度快。为了表明电力消耗与国民生产总值之间的关系，通常把电能消费年平均增长率与国民生产总值年平均增年长率的比值，称为电能消费增长系数(或电力弹性系数)。近30年来，世界上几个主要工业国家的电能消费增长系数都大于1，反映了各国国民经济发展的普遍规律，是要求电力建设先行一步。国民经济发展中电力必须先行，主要是装机容量、电网容量、发电量等增长速度应大于国民生产总值的增

3、长速度。电力弹性系数是指（ A ）。A. 电能消费增长速度与国民经济增长速度的比值。B. 电能消费增长速度与工业总产值增长速度的比值。 C. 国民经济增长速度与电能消费增长速度的比值。D. 工业总产值增长速度与电能消费增长速度的比值。2、电力系统的组成电能从生产到消费一般要经过发电、输电、配电和用电四个环节。现代电力系统是由发电厂、电力网和用电设备三个基本环节组成的。电力网是由各类电压等级的升降压变电所和输送、分配电能的电力线路组成。发电是指利用电能生产设备将其他形式的能源转变成电能的过程。输电是指电力系统中从发电厂或发电中心(包括若干电厂)向消费电能地区(又称负荷中心)输送大量电力的主干渠道

4、或不同电网之间互送大量电力的联网渠道。输电电压一般分为高压、超高压和特高压。国际上高压通常指35220kV的电压，超高压通常是指330kV及以上、1000kV以下的电压；特高压是指1000kV及以上的电压。高压直流通常是指600kV及以下的直流输电电压，600kV以上的电压称为特高压直流。就我国目前绝大多数电网来说，高压电网指的是110kV和220kV电网，超高压电网指的是330kV、500kV和750kV电网。特高压输电指的是正在开发的1000kV交流电压(淮南皖南浙北上海；广西广东)和800kV直流电压(云南-广东)输电工程和技术。国家电网公司大力推进特高压骨干电网建设，特高压电网是指交流

5、1000千伏、直流800千伏电压等级的电网。输电线路的功率输送能力与电压的平方成正比，与输电线路的阻抗成反比。输电电压提高1倍，输送功率的能力将提高4倍。电网的发展历史表明，各国在选择更高一级电压时，通常使相邻两个输电电压之比等于2，多数是大于2，这样可使输电网的输送能力提高4倍以上。实践证明，以这样的电压级差构成的电网才可能经济合理，并适宜于电网的发展和服务区域范围的扩大。在传输的电功率一定的情况下，供电电压越高线损越小，供电电压越低线损越大。 （ ）输电线路的电压越高，输送容量越大。输送容量与电压的平方成正比，与线路的阻抗成反比。在输电线路的传输功率一定时，其电压越高B。A 电流越大，线损

6、越大；B。电流越小，线损越小。C电流越小，线损越大；D。电流越大，线损越小。配电是指电力系统中直接与用户相连，并向用户分配电能的环节。我国城市电力网规划设计导则规定：配电网的电压等级分为三类，即高压配电网(110、63、35kV)、中压配电网(10kV)、低压配电网(380/220V)。3、电力设施电力设施是所有发电、变电、送电和供电设施的总称。凡是发电厂（站）和变电所区域内的发电设施、变电设施、送电设施以及厂（站）、所区域外的供电、输电设施和辅助设施，如电网的调度设施、通信设施、计量设施、各种管线、建筑物、灰场等，都属于电力设施。电力设施是电力生产的重要物质基础，电力生产的整体性、连贯性、持

7、续性和紧密性，要求电力设施可靠、安全、稳定运行。加强电力设施的法律保护，是保证电力设施不受破坏的要求，是政治、经济和社会安定的需要，是当前电力设施大量遭受严重破坏提出的迫切要求。4、电力负荷(1)负荷在电力系统中，电气设备所需用的电功率称为负荷或电力。由于电功率分为视在功率、有功功率和无功功率，一般用电流表示的负荷，实际上是对应视在功率而言。目前供电部门所分配的负荷指标，主要是指小时平均的有功负荷指标，而不是视在功率和无功功率。电力负荷是指发电厂或电力系统中，在某一时刻所承担的各类用电设备消费电功率的总和。用电负荷是用户的用电设备在某一时刻实际取得的功率总和。发电负荷=供电负荷+厂用电负荷=用

8、电负荷+线路损失负荷+厂用电负荷电量是指用电设备所需用电能的数量，电量的单位是千瓦时（kWh）。电量也分为有功电量和无功电量。无功电量的单位是千乏时（kvarh）。电力负荷在某个时间间隔内必然出现一个最大值，称为最高负荷。在某一段时间范围内电力负荷的平均值，称为平均负荷。(2)负荷率负荷率是一定时间内的平均有功负荷与最高有功负荷之比的百分数。用以衡量平均负荷与最高负荷之间的差异程度。负荷率是反映供、用电设备是否得到充分利用的重要技术经济指标之一。调整负荷，提高负荷率，不仅使用电单位的用电达到经济合理，而且也为整个电网的安全经济运行创造了条件。从经济运行方面考虑，负荷率愈接近1，表明设备利用程度

9、越好，用电愈经济。(连续生产企业日负荷率最低指标值为0.95；三班制生产企业为0.85，二班制为0.60，一班制为0.30)发电厂提高负荷率可以多发电，降低发电成本。供电部门提高负荷率，可以充分发挥输配电线路及变压器等供电的效能，减少供电网络中的电能损耗。用电单位提高负荷率，可以减少用电变压器容量，降低高峰负荷，减少基本电费开支，降低生产成本。但是，如果为了错峰而增加深夜作业，可能导致效率降低，夜间服务性开支增加，安全问题增多，则是不利的。所以在电力供应不突出的情况下，不硬性要求企业为提高负荷离而增加深夜班。应采用恰当的经济手段，譬如采取不同时段、不同电价来提高负荷率。 提高负荷率的方法，主要

10、是压低高峰负荷和提高平均负荷，使两者之间的差别尽量减小。提高负荷率为整个电网的安全经济运行创造了有利的条件。(3)用电负荷的分类按负荷发生的时间不同分为高峰负荷、低谷负荷、平均负荷；根据突然中断供电所引起的损失不同分为一类负荷、二类负荷和三类负荷；根据用户在国民经济中所在部门分为工业用电负荷、农业用电负荷、商业服务业用电负荷、居民用电负荷、其他产业负荷。用电负荷是指客户的用电设备在某一时刻实际取用的功率总和，是客户在某一时刻对电力系统所要求的功率。 （ ）负荷率愈接近（ C）说明设备利用程度愈高，供用电愈经济。A. 0.9 B. 0 C. 1 D. 0.5负荷率是指在一段时间内平均负荷与最大负

11、荷的比率。 一类负荷主要是指中断供电将造成人身伤亡，产品大量报废，主要设备损坏以及企业的生产不能很快恢复，造成重大政治影响，引起社会秩序混乱，产生严重的环境污染等用电负荷。 （ ）在给定时段内，电力网所有元件中的电能损耗称线损。线损电量占供电量的百分数称线损率。 （ ）二、电工基础知识1、交流电如果在一个电路中，电荷沿着一个不变的方向流动，这就是“直流电”。在日常生活中，由“电池”提供的电流，就是直流电。当电路中的电流随着时间的变化作周期性变化时，称其为“交流电”。发电机三相绕组作星形接线时，一般采用四根输电线，三相绕组首端引出三根相线，星点（中性点）引出一根中线，这种输电方式叫三相四线制供电

12、。采用三相四线制供电，可以同时提供两种电压值，即380伏线电压和220伏相电压，即可供三相动力负荷使用，又可供单相照明使用。在三相四线制供电系统中，中性点必须接地，同时是不允许与中性点断开的。如果中性线一旦与中性点断开，当各相负荷不平衡时线电压虽然仍对称，但相电压则不再对称，负载也不能正常工作，并且会造成严重事故。低压配电线路一般是用三根相线（火线）和一根中性线（地线）输送电能。三根相线（火线）与中性线之间的电压，称为相电压。我国的低压供电系统中，三根相线各自与中性线之间的电压为220伏。三根相线彼此之间的电压，称为线电压。在对称的三相系统中，线电压的大小是相电压的1.73倍。在我国的低压供电

13、系统中，线电压为380伏。在这类线路的负荷构成中，单相负载占有很大的比重，而且由于用电时间上的差异，各相负荷经常处于不平衡状态，有时甚至差别很大。因此，零线上经常会有电流通过，如果零线截面选择不当，就容易发生烧断零线事故。通常零线截面不应小于相线截面的50%。对于单相线路或接有单台容量比较大的单相用电设备线路，零线截面应和相线截面相同。反映供电质量的主要指标有频率、电压和供电可靠性。（ ）正弦交流电三要素是：幅值、频率、初相角。()在对称三相电路中，不论是星形连接还是三角形连接其有功功率计算是（ A、C ）A P3I相 U 相COS B P3 U线I相COSC P U线I 线COS D P3

14、U线I 线COS下列相序中为逆相序的是( D )。(A)ABC；(B)BCA；(C)CAB；(D)CBA正相序是A相超前C相120。()三相四线制供电系统的中性线上，不得加装熔断器。()低压三相四线供电时，零线的截面不小于相线截面的1/3。()2、功率因数在交流电路中，电压与电流之间的相位差（）的余弦叫做功率因数，用符号cos表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即：cos=P/S功率因数的大小与电路的负荷性质有关，如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1，一般具有电感性或电容性负载的电路功率因数都小于1。功率因数是电力系统的一个重要的技术数据。功率因数是衡量电气设备效率高低的

15、一个系数。功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大，从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。所以，供电部门对用电单位的功率因数有一定的标准要求。用户自然功率因数一般在0.8以下，如果补偿到1，则要增加许多补偿设备，从而增加了投资。另外，用户负荷是变化的，若满负荷时功率因数为1，低负荷时必然造成过补偿，于是无功过量，即进相运行，电压过高，将造成电压质量问题和新的浪费。功率因数表示在视在功率中有功功率的比例。（）凡实行功率因数调整电费的用户，按用户每月无功电量的绝对值的和与有功电量，计算月平均功率因数。（）安装并联电容器减少了传输线路上的（ C ），从而降低线损。A. 有功功率 B.

16、电压 C. 电流 D. 电阻用户低功率因数有什么不利？（1）增加供电线损，使供电成本上升；（2）增加供电线路的电压损失，使供电电压质量下降；（3）降低发、供电设备的有效利用率，电力企业固定成本增加；（4）一些用户增加电费支出，加大企业的生产成本。用户的功率因数低，将不会导致( B)。(A)用户电压降低；(B)用户有功负荷提高；(C)设备容量需求增大；(D)线路损耗增大。下列办法对改善功率因数没有效果的是( C )。(A)合理选择变压器的容量；(B)合理选择电机等设备容量；(C )合理选择测量仪表准确度；(D)合理选择功率因数补偿装置容量功率因数的大小只与电路的负载性质有关，与电路所加交流电压大

17、小无关。()用户提高功率因数只对电力系统有利，对用户无利。()3、变压器变压器是一种静止的电气设备，用来将某一种等级的交流电压变为频率相同的另一种或几种等级的交流电压，但不改变传输容量。变压器由铁芯、绕组、油箱、油枕、套管、分接开关等组成。变压器的主要技术数据有额定电压、额定容量、阻抗电压、空载电流、空载损耗(铁损)、短路损耗(铜损)。变压器是(B)电能的设备。(A)生产；(B)传递；(C)使用；(D)既生产又传递在变压器铁芯中，产生铁损的原因是(D)。(A)磁滞现象； (B)涡流现象；(C)磁阻的存在； (D)磁滞现象和涡流现象运行中变压器的两部分损耗是( C )。(A) 铜损耗和线损耗；(

18、B)铁损耗和线损耗；(C )铜损耗和铁损耗；(D)线损耗和网损耗。4、电动机三、安全用电知识1、人身触电触电是指电流流过人体时，对人体产生的生理和病理的伤害。这种伤害可分为电击和电伤两种。电击是电流通过人体内部，对人体产生的伤害。它主要是破坏了人体的心脏（引起心颤）、呼吸系统（使人窒息）和神经系统（使人昏迷）的正常工作，危及人的生命。电伤是电流对人体造成的外伤，电伤往往在肌体上留下伤痕，严重时也可致人于死亡。(1) 单相触电。人体在无绝缘的情况下，直接触及三相相线中任何一相，当在中性点接地系统，人体将承受220V电压。 (2) 两相触电。当人体与大地绝缘时，人的双手或其他部位同时触及两根不同相

19、的线，形成两相触电。 (3) 接触电压触电。当设备外壳带电，人站在设备附近，手触及外壳，在人的手和脚之间产生一个电位差，其电位差超过人体允许的安全电压时人会触电。 (4)跨步电压触电。当带电设备某相接地时，接地电流流入大地。在距接地点不同的地表面呈现不同的电位，距离接地点越近，电位越高。当人的两脚同时踩在带有不同电位的地面两点时，就引起跨步电压，当超过人体允许的安全电压时就会触电。电气设备的保护接地和保护接零，是防止人体触电及绝缘损坏的电气设备引起人体触电事故的有效措施。电流对人体的伤害形式主要有电击和电伤两种。对人体伤害最严重的电流途径是（ B ）。 A 从右手到左脚 B 从左手到右脚C 从

20、左手到右手 D 从左脚到右脚 室外高压设备发生接地故障，人员不得接近故障点( C )以内。(A)10m；(B)1m；( C )8m;(D)5m。电气设备的外壳接地，属于(A)。(A) 保护接地类型；（B）防雷接地类型；（C）工作接地类型；（D）安全类型变压器中性点接地属于保护接地。()2、影响电流对人体伤害程度的因素(1)电流强度。(2)电流通过人体的持续时间。(3)电流的频率。(4)电流通过人体的途径。(5)人体状况。(6)作用于人体的电压。3、保证安全用电的措施(1)保证安全的组织措施1）工作票制度；2）工作许可制度；3）工作监护制度；4）工作间断、转移和终止制度。(2)保证安全的技术措施

21、1）停电；2）验电；3）装设接地线；4）悬挂标示牌和装设遮栏。(3)保证用电安全的基本要素1)安全距离人体与带电体、带电体与带电体、带电体与地面(水面)、带电体与其他设施之间需保持的最小距离称为安全距离，又称安全净距、安全间距。设备不停电时的安全距离电压等级(kV)10及以下35110220500安全距离(m)0.701.001.503.005.00工作人员工作中正常活动范围与带电设备的安全距离电压等级(kV)10及以下35110220500安全距离(m)0.350.601.503.005.002)电气绝缘人体与10KV及以下带电设备的安全距离为0.7米。高低压电气设备的区分电压是( C )(

22、A)220V；(B)380V；(C)250V；(D)500V接地线应用多股软裸铜线，其截面应符合短路电流的要求，但不得小于25mm2。()电气工作人员在10kV配电装置上工作，其正常活动范围与带电设备的最小安全距离为0.35m。()四、电力需求侧管理1、电力需求侧管理的目的需求侧管理(Demand Side Management，简称DSM)是当今国际上流行的一种先进的能源管理技术，也是一项重要的营销策略。它首先于1978年由美国全国节能法案中正式提出，其特点是将需求侧也作为一种资源，同能源供给侧一样，也具有资源的潜力、开发和有效利用等问题。电力需求侧管理指采用有效的激励措施，引导消费者改变用

23、电方式和时间，使电力资源得到优化配置的活动。电能从生产到消费经过了发电、供电和用电三个环节。一般情况下，把发、供电环节称为电力供应侧，把用电环节称为电力需求测。需求侧管理的参与者包括政府部门、电力公司、电能消费者及能源服务公司（协助政府和配合电力公司实施需求侧管理计划的中介机构），在实施电力需求侧管理过程中，政府发挥起主导作用，电力公司是主体。2、电力需求侧管理的内容(1)资源调查(2)管理对象的选择 一般以高耗电、低效率、使用量大面广的设备(3)管理目标的设置 在电力供应不足时，以节约电量为目的；在电力供需平衡时，以提高负荷率为目标。(4)政策、法规、标准制定(5)管理手段选择(6)管理计划

24、制定(7)项目实施(8)项目实施效果评估3、电力需求侧管理的手段(1)技术手段通过负荷管理技术和先进的节能设备，实现降低电力需求和电量消耗的管理手段。主要措施有改变用户用电方式和提高用户用电效率。(2)财政手段（经济手段）利用经济杠杆原理刺激和鼓励用户主动改变消费行为和用电方式以减少电量消耗和电力需求。主要的经济手段有电价鼓励、借贷鼓励、折让鼓励、节电设备租赁鼓励、节电特别奖励等。(3)诱导手段（宣传手段）使用户正确认识、消除顾虑、产生购买欲望。主要的引导措施有：普及节能知识、信息传播、研讨交流、技术推广、宣传鼓动、政策交待、新旧对比等。 (4)行政手段政府和有关职能部门通过法规、条例、标准等

25、来规范电力消费和市场的行为，以政府持有的行政力量和权威性来推动节能节电、约束浪费、保护环境的管理活动。如减免税收、低息贷款、财政资助、利润提成、制定环保法等。 4、我国实施电力需求侧管理的情况我国在20世纪90年代初引入电力需求侧管理，主要进行了需求侧管理技术培训和交流、节电和蓄能技术(指在低谷用电时段，运用储存介质将电能以其他能量形式能储存起来，供非低谷用电时段使用的一种技术。)推广应用以及推进电力需求侧管理组织措施等。对执行峰谷分时电价的用户，大力推广使用蓄热式电锅炉（电热水器）和冰蓄冷集中型电力空调器，对改善系统负荷曲线，用户减少电费支出都有好处。 （ ）以实现全社会电力资源优化配置为目标，开展（ C ）和服务活动，减少客户用电成本，提高电网用电负荷率。 A.节约用电 B.用电管理 C.电力需求侧管理需求侧管理的目标（1）通过负荷管理技术和经济杠杆，改变客户的用电方式，实现移峰填谷，降低电网的最大负荷，提高电力系统设备利用率，延缓电厂建设，减少大气排放等；（2）通过客户采用先进技术和高效设备，提高终端用电效率，减少电能消耗，做到节约用电，合理用电，减少电费支出。通过需求侧管理以取得社会经济效益和环境效益。15