【精品】PPT课件 面向21世纪的电力系统技术周孝信 院士
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物理选修【1-2】第4章-第2节《电力和电信的发展与应用》ppt课件
课
当
前 自
压器的发明专利．美国的威斯汀豪斯于 1885 年制成了实用的
堂 双
主
基
导 学
变压器．
达 标
课
(5)1889 年，俄国工程师多里沃－多布罗沃尔斯基先发明
堂
课
互 动
了三相异步电动机，后来又发明了三相变压器．于 1891 年建
时 作
探
业
究 成了世界上第一条长达 170 km，电压为 15 kV 的三相交流输
课
互
时
动 探
面．以电气化为主要特征的第二次工业革命给人类生活带来
作 业
究
了更大的变化．这种变化突出表现在家用电器的出现，它大
大提高了人们的生活质量．
菜单
新课标 ·物理 选修1-2
2．第二次工业革命产生的影响
课
当
前 自
首先，第二次技术革命开辟了电力时代，创造了第一次 堂 双
主
基
导 学
技术革命望尘莫及的社会生产力；其次，在第二次技术革命
于生产实践．这是一个“科学→技术→生产”的清晰顺序．
菜单
课
前
自
主
导
学
【答案】 见解析
课 堂 互 动 探 究
菜单
新课标 ·物理 选修1-2
发电机和电动机的出现是人类能源利用史上又一次重要
课 的转折，电力的应用是继蒸汽机后的第二次技术革命.19 世 当
前
堂
自 主
纪，电力技术和电工业的发展，是把电磁学实验和科学理论
双 基
导
达
学 所取得的惊人成果迅速运用到工业生产上的结果．电的应用 标
课 堂
包括电动力的应用及电通信、电照明和电器用电的应用等方
4.2电力和电信的发展与应用课件人教选修12
2020/5/11
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
方式最终确立；第二次工业革命使生产和资本高 度集中，产生垄断组织，资本主义进入帝国主义 阶段．③国际格局：第一次工业革命造成先进的 西方和落后的东方的格局，西方列强扩张，东方 开始从属于西方；第二次工业革命使东、西方的 经济联系更加密切，但东、西方差距进一步拉 大．西方列强将世界瓜分完毕，资本主义世界殖 民体系最终形成．
【答案】 250 W
2020/5/11
本部分内容讲解结束
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2020/5/11
第二节 电力和电信的发展与应用
2020/5/11
学习目标： 1.了解电机发展的历史，知道电力技术的发展与 应用． 2．了解电信的发展历程，知道白炽灯泡的发明 与照明灯具的发展． 3．知道什么是第二次工业革命及第二次工业革 命的意义．
2020/5/11
第 二 节
2020/5/11
学习目标 课前自主学案 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练
2020/5/11
四、从电照明到家用电器 1878年英国化学家__施__旺___用碳丝做出了世界
上第一个白炽灯泡．在研制灯丝材料上做出重大 贡献的是美国大发明家_爱__迪__生____．现在用的白 炽灯丝是用金属钨制造．
2020/5/11
五、电力技术与社会发展 第一次工业革命是以蒸汽机为标志，第二次工
2020/5/11
电能的输送 例2 水电站给远处山村送电的输出功率是100 kW，用2000 V的电压输电，线路上损失的功率是 2.5×104 W．如果改用20000 V的高压输电，线路 上损失的功率是________．
2020/5/11
【精讲精析】 设水电站的输送功率为 P，前后两 次的输电电压分别为 U1 和 U2，前后两次线路上的 热损失功率分别为 P1 和 P2，输电线的总电阻为 R. 由 P 损＝I2·R，I＝UP，可得 P 损＝UP22·R. 所以PP21＝UU2122，P2＝(220000000)2×2.5×104 W＝250 W. 实际上题目所给的送电的输出功率 100 kW 是多余 的条件．
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
方式最终确立；第二次工业革命使生产和资本高 度集中，产生垄断组织，资本主义进入帝国主义 阶段．③国际格局：第一次工业革命造成先进的 西方和落后的东方的格局，西方列强扩张，东方 开始从属于西方；第二次工业革命使东、西方的 经济联系更加密切，但东、西方差距进一步拉 大．西方列强将世界瓜分完毕，资本主义世界殖 民体系最终形成．
【答案】 250 W
2020/5/11
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2020/5/11
第二节 电力和电信的发展与应用
2020/5/11
学习目标： 1.了解电机发展的历史，知道电力技术的发展与 应用． 2．了解电信的发展历程，知道白炽灯泡的发明 与照明灯具的发展． 3．知道什么是第二次工业革命及第二次工业革 命的意义．
2020/5/11
第 二 节
2020/5/11
学习目标 课前自主学案 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练
2020/5/11
四、从电照明到家用电器 1878年英国化学家__施__旺___用碳丝做出了世界
上第一个白炽灯泡．在研制灯丝材料上做出重大 贡献的是美国大发明家_爱__迪__生____．现在用的白 炽灯丝是用金属钨制造．
2020/5/11
五、电力技术与社会发展 第一次工业革命是以蒸汽机为标志，第二次工
2020/5/11
电能的输送 例2 水电站给远处山村送电的输出功率是100 kW，用2000 V的电压输电，线路上损失的功率是 2.5×104 W．如果改用20000 V的高压输电，线路 上损失的功率是________．
2020/5/11
【精讲精析】 设水电站的输送功率为 P，前后两 次的输电电压分别为 U1 和 U2，前后两次线路上的 热损失功率分别为 P1 和 P2，输电线的总电阻为 R. 由 P 损＝I2·R，I＝UP，可得 P 损＝UP22·R. 所以PP21＝UU2122，P2＝(220000000)2×2.5×104 W＝250 W. 实际上题目所给的送电的输出功率 100 kW 是多余 的条件．
电力系统通信技术[1]
![电力系统通信技术[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/45dbc7f0767f5acfa0c7cd89.png)
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电力系统通信技术[1]
•波分复用 光纤的衰减特性PPT文档演模板电力系统 Nhomakorabea信技术[1]
•时分复用
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电力系统通信技术[1]
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•数据 采集及
监视系 统 •帧： •同步码 •YC字1 •YC字2 •YC字3 •…
•调度 •工作站
•YX字1 •YX字2 •…
电力系统通信技术[1]
抽样
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电力系统通信技术[1]
量化
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电力系统通信技术[1]
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电力系统通信技术[1]
编码
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电力系统通信技术[1]
•复用的概念
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电力系统通信技术[1]
•复用与分用
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电力系统通信技术[1]
•语音信号的复用
电力系统通信技术[1]
模拟信号数字化
• 脉冲编码调制PCM
• PCM是一种用一组二进制数字代码来代替连续信号的抽样值，从而实 现通信的方式。其特点：抗干扰能力强。因此，它在光纤通信、数字微 波通信、卫星通信中均得到了极为广泛的应用。 • PCM包括三个过程：抽样、量化和编码，如图所示。
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电力系统通信技术[1]
电力系统数据传输的基本模式
• 循环传输模式 • 自发（事件发动）传输模式 • 按请求（问答）传输模式
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电力系统通信技术[1]
电力系统信息传输的基本工作模式
• 循环传输模式
– 发送站按规定的顺序，周期性的把信息送给主 站。
– 特点：无需主站干预，传输信息时只需使用单 向信道。当传输过程中某些数据出现差错时， 由于是循环传送，因而可以用下一个循环中的 数据来补救。信道利用率不高。
6 电气工程概论_第六章_电工新技术 ppt课件
图6-19 磁流体发电原理与试验装置（日本）
电气工程专业导论
23
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
图6-20 磁流体发电用超导磁体 （中国科学研究院电工研究所）
电气工程专业导论
24
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
五、磁流体推进技术
➢ 磁流体推进船
电气工程专业导论
19
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
图6-17 托克马克装置原理 （环形核聚变反应装置）
电气工程专业导论
20
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
图6-18 基于托克马克的核聚变电站原理
电气工程专业导论
21
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
四 、磁流体发电技术
当前，世界各国的电力主要来源仍旧是火力发电，但这种 发电方式的热效率很低，最高只有40%。磁流体发电的热 效率可以从火力发电的30-40%提高到50-60%甚至更高。
磁流体发电是将高温导电燃气或液体与磁场相互作用而将 热能直接转化为电能的新型发电方式。
电气工程专业导论
22
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
电气工程专业导论
36
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
➢ 永磁磁悬浮列车
图6-34 德国柏林永磁半悬浮列车
电气工程专业导论
37
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
八、燃料电池技术
燃料电池的雏形是1839年由英国科学家格罗夫 （William Robert Grove，1811-1896）提出 的（当时称为“气体伏打电池”）。
第4章-储能技术培训课件
缺点
电站选择上需要有水平间距小，上下水库高度差大的地形 条件，岩石强度高、防渗水性能好的地质条件，以及充足的 水源保证发电用水的需求。另外还需要考虑上下水库的库区 淹没问题，水质的变化以及库区土壤碱化等一系列环保问题。
32
4.3.1 抽水蓄能
效率与应用范围
抽水储能的释放时间可以从几个小时到几天不 等，综合效率在70%到85%之间；主要用于电力 系统的调峰填谷、调频、调相、紧急事故备用等。
规模化利用可再生能源 实现能源多样化
开展节能减排
提高化石能源利用效率
解决可再生能源发 电不稳定性
平衡用电负荷， 提高发电效率
发展规模化储能（蓄电）技术是国家能源 安全、经济可持续发展，实现节能减排重 大国策的重大需求
7
4.1.1.3 技术发展需求
1）具有随机性、波动性的大规模新能源接入电网给传统电网 造成接入难题！
4.3.1 抽水蓄能
广州抽水蓄能电站
广州抽水蓄能电站位于广州市从化区吕田镇深山大谷中。总装 机容量240万千瓦，装备8台30万千瓦具有水泵和发电双向调节能 力的机组。
35
4.3.1 抽水蓄能
北京十三陵抽水蓄能电站
十三陵抽水蓄能电站位于北京十三陵风景区，电站装机发电容量800 MW，年 发电量12亿kW·h；抽水容量816 MW，年抽水用电量16.5亿kW·h。为京津唐地 区提供可靠的调峰、调频填谷和紧急事故备用电源。
化 超级电容 学 铅酸电池 储 能 液流电池
钠硫电池
锂离子电池
10kw~50MW
Kw~50MW
50kw~100MW
100kw~100M W Kw~MW
1~30秒 分钟~小时 1~20小时 数小时
分钟~数小 时
电站选择上需要有水平间距小，上下水库高度差大的地形 条件，岩石强度高、防渗水性能好的地质条件，以及充足的 水源保证发电用水的需求。另外还需要考虑上下水库的库区 淹没问题，水质的变化以及库区土壤碱化等一系列环保问题。
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4.3.1 抽水蓄能
效率与应用范围
抽水储能的释放时间可以从几个小时到几天不 等，综合效率在70%到85%之间；主要用于电力 系统的调峰填谷、调频、调相、紧急事故备用等。
规模化利用可再生能源 实现能源多样化
开展节能减排
提高化石能源利用效率
解决可再生能源发 电不稳定性
平衡用电负荷， 提高发电效率
发展规模化储能（蓄电）技术是国家能源 安全、经济可持续发展，实现节能减排重 大国策的重大需求
7
4.1.1.3 技术发展需求
1）具有随机性、波动性的大规模新能源接入电网给传统电网 造成接入难题！
4.3.1 抽水蓄能
广州抽水蓄能电站
广州抽水蓄能电站位于广州市从化区吕田镇深山大谷中。总装 机容量240万千瓦，装备8台30万千瓦具有水泵和发电双向调节能 力的机组。
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4.3.1 抽水蓄能
北京十三陵抽水蓄能电站
十三陵抽水蓄能电站位于北京十三陵风景区，电站装机发电容量800 MW，年 发电量12亿kW·h；抽水容量816 MW，年抽水用电量16.5亿kW·h。为京津唐地 区提供可靠的调峰、调频填谷和紧急事故备用电源。
化 超级电容 学 铅酸电池 储 能 液流电池
钠硫电池
锂离子电池
10kw~50MW
Kw~50MW
50kw~100MW
100kw~100M W Kw~MW
1~30秒 分钟~小时 1~20小时 数小时
分钟~数小 时
电力系统通信技术绪论.ppt
提出以建设光纤通信为主、数字微波通信、卫星通信为 辅的主干网。
电力通信现状-1
1. 20世纪70年代：电力载波通信 电力系统的特有的通信方式，主要用于话音、保护和 远动信息的传输。
2. 20世纪80年代：模拟微波通信
3. 20世纪90年代：数字微波通信
4. 目前：以数字微波为干线、覆盖全国的电力网络已 初步形成，光纤通信、卫星通信、移动通信、数字 程控交换以及数字数据网等新兴的通信技术也获得 相当水平的应用。
电力通信网-2
通信 卫星
地
球
站 市长 数
用户 内 途 字 微
交 交 多波
换 换 路设
设 设 设备
备备 备
光
基
移
站
动
交
传 输 终
基 站
换 设 备
端 设 备
本地 网
光再 生中继设 备 ( 光 放大器 )
长途 网 移动 网
地
球
站数
长
市
微字 途 内
波多 交 交
设路 换 换
备设 设 设
备 备备
光
传 输 终
移
电力通电信力市通场信的化竞是争国力际-2趋势-1
2001年底，美国最大的7家电力公司联合组建“美 国光纤公司”，利用电力系统的资源，在全美建 设光纤网络，出租光纤、电路带宽，经营网络等 业务。
电力通电信力市通信场的化竞是争国力际-3趋势-2
2002年3月29日，日本东京电力公司也开始在东京的三 个区正式开展通信业务，其采用的技术为光纤到户 (FTTH ) ，通信速度为每秒100M字节。日本NTT的 Internet 接入费每月为11000 日元，而东京电力仅收 9800日元月租费。目前，日本东京电力公司开展光纤 入户业务所需的电线杆数目要优于日本NTT公司。此 外，在人口稠密的关东地区，东京电力公司光纤分布 密度要超过日本NTT公司。另外，所有家庭都是东京 电力公司的电力用户，其电力用户数目前远超过NTT 东日本公司通信用户数。
电力通信现状-1
1. 20世纪70年代：电力载波通信 电力系统的特有的通信方式，主要用于话音、保护和 远动信息的传输。
2. 20世纪80年代：模拟微波通信
3. 20世纪90年代：数字微波通信
4. 目前：以数字微波为干线、覆盖全国的电力网络已 初步形成，光纤通信、卫星通信、移动通信、数字 程控交换以及数字数据网等新兴的通信技术也获得 相当水平的应用。
电力通信网-2
通信 卫星
地
球
站 市长 数
用户 内 途 字 微
交 交 多波
换 换 路设
设 设 设备
备备 备
光
基
移
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交
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基 站
换 设 备
端 设 备
本地 网
光再 生中继设 备 ( 光 放大器 )
长途 网 移动 网
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长
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微字 途 内
波多 交 交
设路 换 换
备设 设 设
备 备备
光
传 输 终
移
电力通电信力市通场信的化竞是争国力际-2趋势-1
2001年底，美国最大的7家电力公司联合组建“美 国光纤公司”，利用电力系统的资源，在全美建 设光纤网络，出租光纤、电路带宽，经营网络等 业务。
电力通电信力市通信场的化竞是争国力际-3趋势-2
2002年3月29日，日本东京电力公司也开始在东京的三 个区正式开展通信业务，其采用的技术为光纤到户 (FTTH ) ，通信速度为每秒100M字节。日本NTT的 Internet 接入费每月为11000 日元，而东京电力仅收 9800日元月租费。目前，日本东京电力公司开展光纤 入户业务所需的电线杆数目要优于日本NTT公司。此 外，在人口稠密的关东地区，东京电力公司光纤分布 密度要超过日本NTT公司。另外，所有家庭都是东京 电力公司的电力用户，其电力用户数目前远超过NTT 东日本公司通信用户数。
电力系统技术讲座 ppt课件
分合需要动力
交流系统
需要绝缘和灭弧 切除故障需要指令
SF6压力 继电保护
系 统 电 压 量
系 统 电 流 量
直 流 电 源
26
3）、隔离开关
一、变电设备
隔离开关
顺利的分合操作是设备安全的保障 完善的五防闭锁是人身安全的保障
27
隔离开关的作用 隔离开关的作用
一、变电设备
对检修设备造成明显断开点
进行等电位操作，切换回路
不同调度对设备的划分，也是以刀闸为界。双重调度 的设备一般均为负荷线的母线侧刀闸。下级调度对双 重设备进行调度应经上级调度员同意。因此，变电站 内对于所用变转检修，其高压侧刀闸也应经中调同意。
69
2、通过设备改变系统运行方式
三、调度与设备
了解开关的操作功能
倒闸操作
电流互感器的原理 电流互感器的常见故障 电流互感器的巡视重点 电流互感器的运行注意事项
34
一、变电设备
6）、避雷器 为了防止操作过电压和大气过电压，变电站安装 了避雷器。安装在主变三侧和无功装置上可以防 止操作过电压；安装在线路侧可以防止雷电过电 压。
35
一、变电设备
避雷器的作用：主要是防止过电压； 避雷器的原理：目前主要使用的是氧化锌避雷器 避雷器的常见故障 避雷器的巡视重点 避雷器的运行注意事项
运行知识讲课
变 电 一 次 设 备
1
变电设备组成
线路
变电设备组成
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
人教高中物理选修12课件《4.2电力和电信的发展与应用》(共48张PPT)
电力的应用，还必须解决发 电站建设、电的远距离输送等技 术问题。
集中生产电力的发电厂起源于烧 煤的火电厂，火力发电通过燃烧煤、 天然气、石油等燃料产生水蒸气，再 使水蒸气推动汽轮机，汽轮机带动发 电机转动，从而发出电来。而且，水 能可以再生，发电成本较低，所以水 力发电是一直受到人们重视的。
法国科学家德普勒研究设计了 高压输电线路，这种装置，曾经引 起了马克思、恩格斯的极大关注， 并作出评论：“这实际是一次巨大 革命，蒸汽机教我们把热变成机械 运动，而电的应用将为我们开辟一 条道路，使一切形式的能——热、 机械运动、电、磁、光——互相转 化，并在工业中加以利用。”
谢谢观赏
You made my day!
我们，还在路上……
同时，电力技术革命还表明，科学 理论和相关技术的发展呈现互动的趋势， 电磁理论孕育了电力技术，电力技术发 展又催生了科学理论，电子的发现加深 了人们对电本质的认识，使电磁理论进 一步发展电力技术也促进了一些材料设 备的产生，为其他技术的发展奠定了一 定的基础。
科研形式的变化
第二次工业革命中，社会实践提出 了许多复杂的综合性科研课题，这些课 题在仪器、设备上有了更多的要求，同 时，也需要更多学科的协作以及更多的 经费，个人研究已经没有办法适应这种 需要，于是一些大规模的科研机构出现 了。
但是，德普勒设计的这条输电线 路的传输的是直流电，电压不够高， 所以能量损失较大，这些实际的需求 就推动了交流交流高压输电技术的发 展。
随着交流电机和变压器的出现，交 流输电技术慢慢的发展起来了。
1883年，德国的两位发明家 高拉德和吉布斯取得了变压器的 发明专利，美国的威斯汀豪斯于 1885年制成了实用变压器。
皮克希的磁铁发电机
上图就是1832年法国电器 制造商皮克希制造的世界上第 一台发电机。这台手摇发电机 的转子就是永磁铁。