高职高专《电力生产概论(第三版)》课件绪论
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电力生产概论
农村新能源市场营销0901 徐密一、研究和讨论的背景：主观上：我是一个来自农村的孩子，对农村有着一种特别的感情，那里质朴的村民和清新自然的山岭给我以力量和勇气。
所以希望能够使他们富起来，而要富起来的途径之一就是发展电力，实现电力的自给。
客观上：虽然中国的电力资源比较丰富，但是在一些偏远地区，用电还是比较紧张的，国家为了支援经济建设，在电力的利用这方面沿海地区和经济发达地区还是拥有更大的话语权和优先权，所以农村在电力建设这方面的力度永远是不够的，然而，要发展经济，要使得农村富起来，电力供应必须到位，所以农村应该尽量在利用其现有资源的情况下，发展起自己的电力生产企业，给经济建设添一支力量。
二、目标利用农村当地的太阳能、风能、生物质能、地热能、潮汐能等新能源资源发电,用以满足农村当地农牧渔民基本生活的用电需求,以及农牧渔业生产的部分用电需求三关于农村新能源的构想：（1）太阳能发电照射在地球上的太阳能非常巨大，大约40分钟照射在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年能量的消费。
可以说，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。
而且太阳能发电绝对干净，不产生公害。
所以太阳能发电被誉为是理想的能源。
1）原理：太阳能电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。
能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。
它们的发电原理基本相同，现以晶体硅为例描述光发电过程。
P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P－N结。
吉光光电当光线照射太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P－N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。
这个过程的实质是：光子能量转换成电能的过程。
2）特点：①无枯竭危险；②绝对干净（无公害）；③不受资源分布地域的限制；④可在用电处就近发电；⑤能源质量高；⑥使用者从感情上容易接受；⑦获取能源花费的时间短。
电力生产概论第5讲太阳能发电62页PPT
按太阳能采集方式划分，太阳能热发电站：
◦ 槽式 ◦ 塔式 ◦ 碟式
发电原理
◦ 吸收太辐射的热能，然后将热能转换为电能。
如何吸收并集中太阳光线以产生热能？
较小的放大镜→巨型曲面镜
◦ 超白玻璃制成：纯净、薄（4mm）——最大程度地进行光 的反射
吸热管
吸热管
◦ 安置在曲面镜的焦点上
◦ 传热工质：合成油，温度可达400℃；熔融盐，温度可达 600 ℃；等。
▪ 蒸汽推动汽轮机旋转→发电机发电
致命缺陷：晚上如何发电？
储能系统
◦ 直接储存电能？——大规模储存成本昂贵 ◦ 储存热能：把白天积蓄的热量储存起来，夜间产生蒸汽发电。
熔融盐：加热时变成液体，温度可达600℃（足以使水蒸发）； 当温度低于238 ℃时凝固。
白天将熔融盐从固态变成液态，晚上再用熔融盐将水变成蒸汽发电
其他功能：
◦ 最大功率点跟踪控制：随着太阳能电池温度变化和日照强 度的变化，相应的输出电压和电流也变化，应自动控制太 阳能电池的输出功率始终保持最大值
◦ 防止单独运行：系统侧虽然已停电，但由于有太阳能继续 供电，逆变器的输出电压并未变动。此时，就不能正确地
检测出是否停电，为保护设备维修人员不受到伤害，应设 置防单独运行功能。
电压
▪ 36个光伏电源串联：保证在多云天气下，总电压大 于13V，以便为蓄电池充电
控制多路太阳能电池方阵对负荷供电、对蓄电池充 电、蓄电池给逆变器负荷供电的自动控制设备
光伏发电的不稳定性和不连续性——储能装置
◦ 铅酸蓄电池：性价比最优，应用最广 ◦ 硅胶蓄电池 ◦ 镍镉蓄电池
DC→AC
◦ 光伏电池和蓄电池输出：直流电 ◦ 民用电气设备，电网：交流电
1第1章课程内容和发电形式
2、水电站的生产过程
主要设备：压力水管、水轮机、发电机
水位能---机械能---电能
P=9.81ηQH
p---发电功率，KW； Q---通过水轮机的水量，m3/s η--- 水 电 厂 效 率 ； H---水的落差，m；
水电站的分类
按集中落差方式分类 水 堤坝式 电 引水式 厂 混合式
坝后式 河床式
中低压电厂---蒸汽压力3.92MPa，温度450℃ ，单机小于25MW 高压电厂---9.9MPa，540℃ ，小于100MW 超高压电厂---13.83MPa，540/ 540 ℃ ，小于200MW 亚临界压力电厂---16.77MPa，540/ 540 ℃ ，300 ~ 1000MW 超临界压力电厂---21.11MPa，550/550℃ ，600、800MW及及以上
核岛的核蒸汽供应系统 常规岛系统
一回路系统 化学和容积控制系统： 余热排出系统/停堆冷却系
统：停堆时导出余热
二回路系统： 循环冷却水系统 电气系统及厂用
安全注射系统/紧急堆芯冷
电设备
却系统
控制、保护和检测系统
核电站的安全性
防止核泄漏的四道屏障
燃料芯块： 核裂变产生的放射性物质98%以上 滞留在二氧化铀芯块中,不会释放出来
二氧化碳 二氧化碳
氦 钠
沸水堆
利用沸腾水作为慢化剂，采用单回路系统，使汽轮ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ机等设备有受放射性污染的可能。
压水堆
用有压力的水作为慢化剂和冷却剂，采用蒸汽发生器，形成两个 独立的循环系统，即水循环系统和蒸汽循环系统，可防止蒸汽受 放射性污染
核电厂的系统
组成：核岛+常规岛 +辅助系统+控制系统+安全系统
电力生产ppt课件
变电流程
总结词
将高压或超高压的电能转换为适合用户使用的低压电能的过程
详细描述
变电流程是将高压或超高压的电能转换为适合用户使用的低压电能的过程。在变电过程中，通常需要 使用变压器等设备将电压降低到适合用户使用的范围。同时，变电流程还需要考虑如何确保变压器的 效率和安全性，以及如何降低变压过程中的能量损失。
配电流程
总结词
将电能配送到最终用户的过程
详细描述
配电流程是将电能配送到最终用户的过程，通常通过配电线路和配电变压器等设备进行 配送。配电流程需要考虑的因素包括配电线路的布局、配电变压器的容量和位置、如何 确保配电安全和供电可靠性等。此外，配电流程还需要考虑到如何降低配电过程中的能
量损失和线损率，提高电力系统的效率和经济性。
03 电力生产设备与技术
发电设备
火力发电设备
利用化石燃料（煤、石油、天 然气等）燃烧产生的热能，通 过热能转换为机械能，再带动
发电机发电。
水力发电设备
利用水的势能，通过水轮机带 动发电机发电，包括水坝式水 电站和潮汐能、波浪能发电。
核能发电设备
利用核裂变反应产生的热能， 通过蒸汽轮机带动发电机发电 。
开关柜
用于汇集、分配和保护电 能，包括负荷开关、熔断 器等设备。
无功补偿装置
用于提高电力系统的功率 因数，减小线路损耗。
配电设备
配电变压器
配电自动化系统
用于将输电线路电压降低到适合家庭 和商业用电的电压。
用于监测和控制配电线路的运行状态 ，提高供电可靠性和效率。
配电开关柜
用于控制和保护配电线路，包括断路 器、负荷开关等设备。
智能电网案例
总结词
信息化智能化、互动性、高可靠性
电力生产概论-第3讲-水力发电
挡水建筑物-大坝
Hoover Dam, a concrete arch-gravity dam in Black Canyon of the Colorado River. Lake Mead in the background is impounded by the dam. 拱形坝：主要依靠两岸岩体 来支撑，并不是靠坝体自重 来维持稳定。
调 节 对 象 为 水 导 叶
冲击式水轮机调速器的流量调节不是采用导叶式， 而是利用喷嘴和喷针相对位置的改变，以调节冲向水 轮机转轮射流的大小。
由P = 9.81ηQH可知，发电必须有流量和水头。 形成水头方式——水电站的开发方式。
◦ 按其集中水头的方式不同分为：坝式、引水式和混合式三 种基本方式。 ◦ 抽水蓄能电站和潮汐电站也是水能利用的重要型式。
水工建筑物的主要特点：
①受自然条件制约多，地形、地质、 水文、气象等对工程选址、建筑物选型、 施工、枢纽布置和工程投资影响很大。 ②工作条件复杂，如挡水建筑物要承受 相当大的水压力，由渗流产生的渗透压力 对建筑物的强度和稳定不利；泄水建筑物 泄水时，对河床和岸坡具有强烈的冲刷作 用等 。 ③ 施工难度大 ，在江河中兴建水利工 程，需要妥善解决施工导流、截流和施工 期度汛，此外，复杂地基的处理以及地下 工程 、 水下工程等的 施工技术都较复杂。 ④大型水利工程的挡水建筑物失事，将 会给下游带来巨大损失和灾难。
• 冲击式水轮机多用于高水头电厂，反击式水轮机则更 广泛用于中、低水头电厂。目前，反击式水轮机是应 用最为广泛的水轮机。
反击式水轮机工作过程 在反击式水轮机中，水流充满整个转轮流道，全部叶片 同时受到水流的作用，所以在同样的水头下，转轮直径小于 冲击式水轮机。它的最高效率也高于冲击式水轮机。
高职高专《电力生产概论(第三版)》课件电网篇 第15章 电力系统
电力通信
❖ 电力通信网是电网重要的组成部分，是实现电网调度自动 化和管理现代化的基础。
❖ 电力通信网包括三个子系统：调度通信子系统、数据通信 子系统、交换通信子系统。
❖ 电力通信网按传递信息的信道不同分为：有线通信和无线 通信两大类。 （1）有线通信是利用导线来传递信息，根据导线结构的不 同又分为：明线通信、电缆通信、电力线载波通信和光纤 通信等方式。 （2）无线通信是用无线电波传递信息，根据无线电波频率 不同可以分为长波、中波、短波和微波等通信方式。
电能质量
❖ 衡量电能质量的基本指标：电压、频率、波形、供电可靠性。 ❖ 要保证良好的电能质量，关键在于系统发出的有功功率和无功功率都应满足在额定电
压下的功率平衡要求。电源要配置得当，还要有适当的调整手段。 ❖ 按照《供电营业规则》第五十三条和第五十四条规定
（一）供电频率 在电力系统正常状况下，供电频率的允许偏差为： 1、电网装机容量在300万千瓦及以上的，为±0.2赫兹； 2、电网装机容量在300万千瓦以下的，为±0.5赫兹。 在电力系统非正常状况下，供电频率允许偏差不应超过±1.0赫兹。
❖ 继电保护装置的主要作用是：当被保护的电力元件发生故障时，能自 动、迅速、有选择地将故障元件从运行的电能系统中切除分离出来， 避免故障元件继续遭受损害。同时保证无故障部分能迅速恢复正常。 当被保护元件出现异常运行状态时，继电保护装置能发出报警信号， 以使值班运行人员采取措施恢复正常运行。某些反应异常运行状态的 继电保护装置，还可根据人身和设备安全的要求动作于跳闸。
继电保护
❖ 为了尽快地发现不正常运行情况和故障，并迅速地切除产生故障的电 力元件，保证发电厂和变电所的安全运行，在发电厂和变电所内都装 有继电保护装置。
❖ 继电保护装置是由不同类型的继电器和其它辅助元件，根据保护的对 象按不同的原理构成的自动装置。它能反应电力系统中电气元件发生 的故障或异常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号。
电力生产技术概论(ppt 36页)
版社
3
第一章 电力系统与电力生产
一、一次能源与电源构成
1、一次能源： 化石燃料（煤炭、石油、天然气）、可再生能源（水能、
风能、太阳能、潮汐能、地热能和生物质能等）以及核能。 2、电源构成
火电厂：燃煤、石油、天然（凝汽式、热电厂） 水电厂：堤坝式、河床式 核电厂： 新能源：太阳能、风能、潮汐能、地热能、沼气
分配电力：电压需经多次变换才能降至电力用户 所采用的用电电压，变电不仅起变换电压作用， 还有分配电力和保证电压质量的作用。
（4）用电
根据用电负荷容量的大小，分别由配电网各电压 等级供电，典型负荷包括：电动机、照明、整流
30
六、我国电力系统发展的重大事例
1954年我国自行设计的第一回220KV松（丰满水电站） -东（虎石台变电站）-李（李石寨变电站）建成投 入运行，全长369.25公里；
到2015年底，全国可再生能源发电装机容量4.8亿千瓦，其中水电装机 3.0亿千瓦，发电量10985亿千瓦时，占全部发电量的19.6%；风电装 机1.29亿千瓦，发电量1863亿千瓦时，占全部发电量的3.3%；光伏 发电装机4318万千瓦，发电量392亿千瓦时，占全部发电量的0.7%。
7
电力需求情况2016年
电力需求是经济发展的晴雨表和温度计 全社会用电量59198亿千瓦，同比增长
5%；动力持续转换、消费结构继续调整 的特征。
第一产业用电量1075亿千瓦时，增5.3% 第二产业用电量42108亿千瓦时，增2.9% 第三产业用电量7961亿千瓦时，增11.2% 城乡居民用电量8054亿千瓦时，增10.8%
4
第一章 电力系统与电力生产
5
第一章 电力系统与电力生产
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第一章 电力系统与电力生产
一、一次能源与电源构成
1、一次能源： 化石燃料（煤炭、石油、天然气）、可再生能源（水能、
风能、太阳能、潮汐能、地热能和生物质能等）以及核能。 2、电源构成
火电厂：燃煤、石油、天然（凝汽式、热电厂） 水电厂：堤坝式、河床式 核电厂： 新能源：太阳能、风能、潮汐能、地热能、沼气
分配电力：电压需经多次变换才能降至电力用户 所采用的用电电压，变电不仅起变换电压作用， 还有分配电力和保证电压质量的作用。
（4）用电
根据用电负荷容量的大小，分别由配电网各电压 等级供电，典型负荷包括：电动机、照明、整流
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六、我国电力系统发展的重大事例
1954年我国自行设计的第一回220KV松（丰满水电站） -东（虎石台变电站）-李（李石寨变电站）建成投 入运行，全长369.25公里；
到2015年底，全国可再生能源发电装机容量4.8亿千瓦，其中水电装机 3.0亿千瓦，发电量10985亿千瓦时，占全部发电量的19.6%；风电装 机1.29亿千瓦，发电量1863亿千瓦时，占全部发电量的3.3%；光伏 发电装机4318万千瓦，发电量392亿千瓦时，占全部发电量的0.7%。
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电力需求情况2016年
电力需求是经济发展的晴雨表和温度计 全社会用电量59198亿千瓦，同比增长
5%；动力持续转换、消费结构继续调整 的特征。
第一产业用电量1075亿千瓦时，增5.3% 第二产业用电量42108亿千瓦时，增2.9% 第三产业用电量7961亿千瓦时，增11.2% 城乡居民用电量8054亿千瓦时，增10.8%
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第一章 电力系统与电力生产
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第一章 电力系统与电力生产
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《电力生产概述》PPT课件_OK
（5）地理接线图:主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置， 电力线路的路径，及它们相互间的联结。优点是可获得系统的 宏观印象，缺点是难以表示各主要电机、电器间的联系。
（6）电气接线图:主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断 路器、电力线路等主要电机、电器、线路之间的电气接线。缺 点是，难以反映各发电厂、变电所、电力线路的相对位置。7
18
发电厂之最（1998年底）
世界最大的火电厂：俄罗斯的苏尔古特二厂， 80*6万KW，（天然气）；
最大的水电厂:巴西和巴拉圭合建的伊泰普水电站， 巴拉那河，支墩坝，坝高196米；
在建的最大的水电厂: 中国三峡水电站，70*26万KW， 重力坝，坝高175米；
最大的抽水蓄能电站:中国的广州抽水蓄能电站， 装机240万KW。
成的，不能大规模存储。因此电力生产的各个环节必须随 时保持平衡，并与电力的使用（用电）随时保持平衡，形 成一个完整的、高度协同动作的电力系统。
24
8、我国电力工业发展概况
电源建设
年份
装机(kW)
年发电量(度)
1949 1979 1988 1990 1995 2000 2002
185万 6302万 1 .2亿 1 .4亿 2 .2亿 3 .2亿 3 .5亿
建成投入运行，全长369.25公里；
• 1972年建成第一回330KV线路，经甘肃泰安变电站到陕西关 中汤峪变电站，全长524公里；
• 1981年建成第一回500KV线路（平顶山-武汉）由河南姚孟电 厂经双河向武汉送电，全长595公里；
• 1989年建成第一回±500KV直流输电线路，由葛洲坝到上海， 实现了华中电网与华东电网的互联。
23
7、电力生产特点
①电力生产可以把各种一次能源转换为便于输送和分配的电 能，没有这种转换，许多一次能源，如水能、核能和风能 等，甚至不能直接而广泛地加以利用。
（6）电气接线图:主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断 路器、电力线路等主要电机、电器、线路之间的电气接线。缺 点是，难以反映各发电厂、变电所、电力线路的相对位置。7
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发电厂之最（1998年底）
世界最大的火电厂：俄罗斯的苏尔古特二厂， 80*6万KW，（天然气）；
最大的水电厂:巴西和巴拉圭合建的伊泰普水电站， 巴拉那河，支墩坝，坝高196米；
在建的最大的水电厂: 中国三峡水电站，70*26万KW， 重力坝，坝高175米；
最大的抽水蓄能电站:中国的广州抽水蓄能电站， 装机240万KW。
成的，不能大规模存储。因此电力生产的各个环节必须随 时保持平衡，并与电力的使用（用电）随时保持平衡，形 成一个完整的、高度协同动作的电力系统。
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8、我国电力工业发展概况
电源建设
年份
装机(kW)
年发电量(度)
1949 1979 1988 1990 1995 2000 2002
185万 6302万 1 .2亿 1 .4亿 2 .2亿 3 .2亿 3 .5亿
建成投入运行，全长369.25公里；
• 1972年建成第一回330KV线路，经甘肃泰安变电站到陕西关 中汤峪变电站，全长524公里；
• 1981年建成第一回500KV线路（平顶山-武汉）由河南姚孟电 厂经双河向武汉送电，全长595公里；
• 1989年建成第一回±500KV直流输电线路，由葛洲坝到上海， 实现了华中电网与华东电网的互联。
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7、电力生产特点
①电力生产可以把各种一次能源转换为便于输送和分配的电 能，没有这种转换，许多一次能源，如水能、核能和风能 等，甚至不能直接而广泛地加以利用。
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我国电力工业发展概况
❖ 我国电力的使用开始于1879年，外商在上海安装了1台10马 力的发电机。1882年，上海创建了第一个12kW的发电厂。
❖ 1949年，全国装机总容量有1850MW，年发电量有43亿 kW·h。
❖ 2003年底，我国电站装机总容量为3.845亿kW，其中常规水 电装机容量近8000万kW，年发电量为19107亿kW·h 。
电力生产概论
电力生产概论
一
绪论
二
火电篇
三
水电篇
综合篇
四
（核电、地热、风力发电、太阳能发电）
五
电网篇
能源
❖ 能源：能够提供各种能力和动力的资源。能源分为一次能源、 二次能源。
❖ 一次能源：自然界存在的不需加工的能源，如煤、石油、天 然气、太阳能、地热能、潮汐能等。一次能源分为可再生能 源、非再生能源。 （1）可再生能源：凡是可以不断得到补充或能在较短周期 内可以再产生的能源，如风能、水能、海洋能、太阳能、生 物质能等。 （2）非再生能源：凡是不能得到补充或不能在较短周期内 可以再产生的能源，如煤、石油、天然气等。
电力生产特点
❖电能是一种无形的、不能储存的商品。 ❖电能的发、输、配、售、用同时进行、同时
完成，必须保持平衡。 ❖电力生产的各个环节构成电力系统，在电力
系统内必须统一调度、统一管理、统一指挥1831年，法拉第发现电磁感应原理。 ❖ 1875年，世界上第一台火力发电机组是建于巴黎北火车站的直
❖ 火力发电厂：如单机容量机组为900MW超临界燃煤发电机 组的上海外高桥电厂。
❖ 水力发电站：四川的二滩电站，总容量为3300MW；三峡水 电站，总容量为18200MW（26×700MW）。
❖ 核电站：浙江的秦山发电厂；广东大亚湾核电站。
我国电力工业发展方针
❖ 开发与节约并重：我国能源利用效率低，节能潜力巨大。 ❖ 大力开发水电：积极推进流域梯级综合开发，抓紧西北地区黄河上游
公伯峡、拉西瓦，西南的金沙江、大渡河、红水河、澜沧江、乌江上 的龙滩、小湾、洪家渡等水电站的建设。 ❖ 继续发展火电：发展大容量、高效率、调峰性能好的燃煤火电机组， 积极开发60万kW及以上容量、节水型空冷机组，燃烧无烟煤的大型锅 炉机组，鼓励开发洁净煤发电技术，大力发展大容量燃气、蒸汽联合 循环机组。 ❖ 适当发展核电：1979年3月28日发生的美国宾外法尼亚州三里岛核事故， 1986年4月26日凌晨1点23分乌克兰普里皮亚季邻近的切尔诺贝利核电 厂的第四号反应堆发生爆炸，2011年3月11日发生于日本福岛县的福岛 第一核电站事故，对核电安全提出更高要求。 ❖ 积极发展新能源发电。 ❖ 同步发展电网，促进全国联网。
火力发电厂
水力发电厂
风力发电厂
太阳能电站
国外电力工业发展动态
❖ 电力工业的市场化体制改革 ❖ 更加广泛地使用电力 ❖ 转向燃气蒸汽联合循环发电：用天然气作燃料发电，氮氧
化物可削减90%，二氧化硫可减少为0。 ❖ 大力发展洁净煤技术：洁净煤技术包括选煤、型煤、水煤
浆、循环流化床、增压循环流化床、煤气化联合循环发电、 煤炭液化、烟气脱硫等。 ❖ 大力发展可再生能源发电 ❖ 提倡分散的电力工业：大型和远离负荷中心的电厂将越来 越多地被靠近负荷中心的小型和清洁的发电方式所代替。 ❖ 积极推广电力需求侧管理
❖ 二次能源：由一次能源经过转化或加工制造而产生的能源， 如电力、煤液化油等。
电力生产过程
❖ 电力生产过程包括发电、输电、变电、配电、售电、用电六个环节。 ❖ 发电：将自然能转变为电能的过程。发电方式包括火力发电、水力
发电、风力发电、核能发电、太阳能发电等。 ❖ 输电：将发电厂发出的电能输送到各用电负荷中心的线路。现阶段
流发电机，用于照明供电。 ❖ 1879年，爱迪生发明了电灯。 ❖ 1882年，爱迪生建成世界上第一座比较正规的发电厂，装有6台
直流发电机，共900马力，通过110V电缆供电，最大送电距离为 1.6km，供6200盏白炽灯照明。 ❖ 1960年，美国制成500MW汽轮发电机。1980年，前苏联将 1200MW单轴汽轮发电机在科斯特罗姆火电厂投入运行。 ❖ 在高压输电方面，1954年瑞典建成了第一条380kV交流输电线路。 1964年在美国建成第一条500kV交流输电线路。1989年前苏联 建成一条电压为1150kV、长为1900km的交流输电线路。
我国大力发展超高压远距离输电，输电线路电压为500kV、220kV、 110kV。 ❖ 变电：由于电能的远距离输送需要升压，以及电能的配送需要将电 压降到用户的电压等级，因此需要变压器等设备进行电能的输送。 ❖ 配电：将负荷中心的电能送到用户。配电线路电压主要有35kV、 10kV、380V、220V。 ❖ 售电：将电能销售给用户。 ❖ 用电：用户使用电能的过程。用电分类分为城乡“一户一表”居民 用电、一般工商业及其它用电、大工业用电、农业生产用电。