电力工程概论绪论电力工程概论绪论
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电气工程概论 第1章 绪论
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电气工程概论 第1章 绪论
电气工程专业形成及发展现状
电气工程 的历史和形成呢个 随着基础理论研究的逐步深入，科学技术的不断进步，全新的设计理
念、设计方法的提出，在今后若干年内，它们会对电气工程学科的发 展趋势产生较大的影响。 （1）信息技术的进步将对电气工程学科的发展产生决定性影响。
智能化开关设备
工业与民用建筑电气工程
电热应用
通信及网络系统
绿色清洁能源发电技术及应用
其他方向发展动向
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电气工程概论 第1章 绪论
本章小结及知识点回顾
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电气工程概论 21世纪高等学校本科系列教材
出版社 理工分社
再见
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电气工程概论 第1章 绪论
1.2.1 人才培养条件 应用型本科院校培养的学生大多以动手能力较强的工程师及技术工人为主。 电气专业建设内容归纳为； （1）办学理念和专业建设观念的更新。 办学理念和专业建设观念是特色专业建设的指导思想，影响着特色专 业建设的方向、进程和绩效。 （2）专业教学条件建设与实践教学建设。 建设实验室、实习和实训基地，推动和促进了本专业的硬件建设。要 培养高等技术应用型人才，必须有良好的硬件设施和条件，这是形成工学 专业教育应用型特色人才培养的物质基础。
（2）电气工程学科与物理科学的相互交叉面拓宽，将为电气工程 学科的发展带来新的机遇。
（3）快速变化的新技术、新方法将成为电气工程学科提供更科学 的技术方案。 电气工程学科注重理论研究与工程实践相结合，加强理论基础，拓 宽专业知识面。随着电气工程科技进步和自动化水平的提高，电气工 程学科专业技术人才必须掌握信息技术、自动化技术和计算机技术。
电气工程概论-第一章
电气工程学科是在经验和教训中不断发展起来的：
著名例子是美加“8.14大停电”，2003年8月14日下午，美 国的中西部和东北部以及加拿大的安大略省经历了一次大停电 事故，其影响范围包括美国的俄亥俄州、密西根州、宾夕法尼 亚州、纽约州、佛蒙特州、马萨诸塞州、康涅狄格州、新泽西 州和加拿大的安大略省，损失负载大61.8GW，影响了5千万人 口的用电。停电在美国东部时间下午4时06分开始，在美国的 一些地区两天内未能恢复供电，加拿大的安大略省甚至一周未 能恢复供电。这次停电事故引起了全世界的关注。 综合资料，基本可以判断本次大停电对全网而言属于潮流大 范围转移导致的快速电压崩溃，同时伴有潮流大范围转移和窜 动导致的断面线路相继跳闸和系统解列后的频率崩溃。
• 能量守恒定律 • 右手定则=发电机定则 • 左手定则=电动机定则 • 电动机与发电机 • 电机内的损耗：铜损+机械损耗 +介质损耗 热能
第三节 电力系统
电力网结构
电力系统的特点和要求
• 特点：不能大量储存、暂态过程十分短暂、地区性特点较 强、与国民经济各部门有极为密切的关系
• 要求：为用户提供充足的电力、保证供电的安全可靠、保
电气工程概论
第一章 绪论
第一节 概述
一、电气工程的历史和形成 电气工程是研究电磁领域的客观规律及其应用的科学 技术，以电工科学中的理论和方法为基础而形成的工程技 术称为电气工程。 根据电气工程学科的发展现状，可将其分为相对独立 的五个分学科:电力系统及其自动化技术、电机与电器及 其控制技术、高电压与绝缘技术、电力电子技术和电工新 技术 其结构简图如下图所示。
二、电能的特点和要求
• 特点：大规模生产、运输简单、方便转换且易于控制、可 替代其他能源提高利用效率、无污染。
电气工程概论全套教学课件
电气测量技术及其仪器的自动化、微机化、智能化、多功能 化等发展趋势，已深深渗透到电气工程各分支学科的测量技 术中。
新原理、新技术和新仪器日新月异，例如测量、监视、控制 等多功能新型装置以及现场测试或实时监测技术对整体系统 精度的改进等，都对电气工程分支学科的发展起了重要作用。
张刘春设计
电气工程概论
技术科学的目的则在于改造客观世界以达到人们的预定要求。
电工学科的基础理论所研究的对象是经过人类加工改造后出 现的新现象，而不是自然界固有存在的现象。还不能只限于现象 的分析，而应包括实现所需现象的综合以及为此所需的代价，从 而使方法和途径也占有重要地位。
张刘春设计
电气工程概论
第一章绪论
电气测量技术在电气工程各分支学科的技术发展中具有耳 目和神经的作用，它是定量研究电气工程技术问题的手段， 随着各分支学科的发展而迅速发展。
其结构简图如下图所示。
张刘春设计
电气工程概论
第一章绪论
张刘春设计
电气工程概论
第一章绪论
电气工程除具有其各分支学科的专业理论外，还具有本学科 的共性基础理论（电路理论、电磁场理论、电磁计量理论等）， 它与基础科学（如物理、数学等）中的相应分支具有密切的联系， 但又具有明显的差别。
基础科学的主要任务是认识客观世界的本质及其内在规律。
张刘春设计
电气工程概论
第一章绪论
在电力电子和电工新技术领域：
1962年，我国试制出第一个晶闸管；
目前，已能批量生产电流达3000A、电压为8500V的晶闸管， 并能研制生产和应用快速、全控器件或设备。
张刘春设计
电气工程概论
第一章绪论
在电力系统方面：
1949年，只有东北、京津唐和上海三个容量不大（分别为646， 259和250MW）的电力系统；
新原理、新技术和新仪器日新月异，例如测量、监视、控制 等多功能新型装置以及现场测试或实时监测技术对整体系统 精度的改进等，都对电气工程分支学科的发展起了重要作用。
张刘春设计
电气工程概论
技术科学的目的则在于改造客观世界以达到人们的预定要求。
电工学科的基础理论所研究的对象是经过人类加工改造后出 现的新现象，而不是自然界固有存在的现象。还不能只限于现象 的分析，而应包括实现所需现象的综合以及为此所需的代价，从 而使方法和途径也占有重要地位。
张刘春设计
电气工程概论
第一章绪论
电气测量技术在电气工程各分支学科的技术发展中具有耳 目和神经的作用，它是定量研究电气工程技术问题的手段， 随着各分支学科的发展而迅速发展。
其结构简图如下图所示。
张刘春设计
电气工程概论
第一章绪论
张刘春设计
电气工程概论
第一章绪论
电气工程除具有其各分支学科的专业理论外，还具有本学科 的共性基础理论（电路理论、电磁场理论、电磁计量理论等）， 它与基础科学（如物理、数学等）中的相应分支具有密切的联系， 但又具有明显的差别。
基础科学的主要任务是认识客观世界的本质及其内在规律。
张刘春设计
电气工程概论
第一章绪论
在电力电子和电工新技术领域：
1962年，我国试制出第一个晶闸管；
目前，已能批量生产电流达3000A、电压为8500V的晶闸管， 并能研制生产和应用快速、全控器件或设备。
张刘春设计
电气工程概论
第一章绪论
在电力系统方面：
1949年，只有东北、京津唐和上海三个容量不大（分别为646， 259和250MW）的电力系统；
电力工程 第1章 绪论
（3）核电厂
原子能发电就是利用核燃料在反应堆中的裂变反应所产生的热能来产生高压高 温蒸汽，驱动汽轮机再带动发电机来发电，原子能发电又称核发电。
（4）风力发电厂
风力发电就是利用自然风力作为动力，驱动可逆风轮机，再由风轮机带动发电 机来发电。
（5）潮汐发电
潮汐发电就是利用潮汐的水位差作为动力，驱动可逆水轮机，再由可逆 水轮机带动发电机来发电。
3、发电机的额定电压 发电机的额定电压比网络的额定电压高5%。这是因为发
电机总是接在电力网的首端，电力线路首端到末端电压损耗 一般为网络额定电压的10%，通常线路首端电压比网络额定 电压高5%，而线路末端电压比网络额定电压最多低5%。 4、电力变压器的额定电压
电力变压器额定电压的规定情况较为复杂，需视所处位 置确定，而且需明确一次绕组和二次绕组的定义。
1.2.2变配电所类型
图1-13 车间变电所的类型 1、2-内附式 3、4-外附式 5-车间内式 6-露天或半露式
7-独立式 8-杆上式 9-地下式 10-楼上式
4、独立变电所
1.2.2变配电所类型
1.2.2变配电所类型
5、杆上变电台 变压器安装在室外的电杆上，常用于居民区 以及用电负荷较小的单位，如油田井场，亦称杆上变电所（图 1-13中的8）。
电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所，称为 电力网或电网（power net-work）。
1.3 电力系统基础
3、动力系统
电力系统加上发电厂的动力部分及其热能系统和热能用户 ，就称为动力系统。
其中动力部分指火力发电厂的锅炉、汽轮机、热力网等； 水力发电厂的水库、水轮机等；原子能发电厂的核反应堆 、蒸发器等。
第1章 绪论
1.1电力系统概述
电力工程概论教学大纲
《电力工程概论》教学大纲课程编码B1929学分 1.5总学时24适用专业能源动力类专业先修课程电工学、电路原理、大学物理等一、课程的性质、目的与任务：本课程是能源动力类专业的一门通识性专业课，主要内容包括：动力系统概述、输配电系统概述、电气设备及保护控制概述、电力市场建设概述等，概要性的介绍了电力工程（动力、电气、电力市场）的相关基础知识，对内容中涉及的理论以及繁杂的分析计算进行了大量的简化和定性的描述处理。
通过本课程的学习，使学生了解并掌握关于电力工程的上述主要内容，具有能量转换、电气设备及保护控制、电力市场建设等方面的基本知识，具有综合分析和解决电力工程技术问题和运行管理问题的能力，能够针对电力工程中的主要生产系统进行分析并且提出改进意见，能够参加电力工程的设计工作。
二、教学基本要求：（1）理解掌握课程内容是学生学习《电力工程概论》课程达到合格的基本要求。
在教学中要处理好一般内容与重点内容的关系。
（2）本课程是有着广阔的工程应用背景的课程，教学中应注意贯彻理论联系实际的教学原则，所有引用先修课程的基本原理都应该与电力工程实际工作系统相关，所有例题都应该与电力工程的设计、运行和改造相关。
（3）安排适量的提问、讨论、习题、测验，以训练学生应用本课程知识的基本技能，并能够根据国家能源环保政策对电力工程项目进行设计、运行和管理，掌握改造现有电力工程项目使之符合国家能源环保政策的方法。
（4）注重电力工程基本知识、基本常识的训练。
三、教学内容：授课学时为24学时；复习、习题等课外学时为10学时以上。
绪论学时2本章教学目标：了解本课程性质、基本概念、研究内容以及在电力工程项目中的作用。
本章教学基本要求：了解电能生产的特点及其基本过程、电力工业在国民经济发展中的重要作用、我国能源政策、我国及世界主要国家电力工业的现状、发电技术的发展动向。
本章教学重点：我国的能源构成。
本章教学难点：电力工业的技术发展动向。
第一篇动力系统概述学时6本章教学目标：掌握能量转换的基本知识。
电气工程概论 绪论-课件
❖ 上海
▪ 上海交大、同济大学、上海大学、上海电力学院
❖ 浙江
▪ 浙江大学
❖ 安徽
▪ 合肥工业大学
电气工程概论
2021/2/23
11
电气工程的地位和发展
❖电气工程（Electrical Engineering，简称EE）是 现代科技领域中的核心学科之一，更是当今高新技 术领域中不可或缺的关键学科。
❖在使用上述理论分析、试验研究和仿真模拟中， 等效与类比都是本学科重要的科学方法。
电气工程概论 绪论-课件
2
课程性质
❖ 电气工程概论目的
1. 了解电气学科的涵盖范围 2. 明确学习的方向、侧重点 3. 认识今后可能的工作领域 4. 清楚电气学科发展方向
❖ 范围广、未知多——了解探究
电气工程概论
2021/2/23
3
授课及考核方式
❖ 三个专题——电气专业三个学科方向 ❖不掌握过多涉及专业的知识理论 ❖掌握本专业课程涵盖的基本内容 ❖了解各学科发展的方向
电气工程学科的方法论介绍
❖本学科的科学方法与其它工程技术学科类同， 理论分析是其最基本的研究方法。
❖电气工程学科使用的数学工具较多，理论分析 在其中的地位也更为重要。
❖作为工科，实验研究是最主要和最基本的手段， 没有基本的试验条件，学生就难以掌握本专业 的知识。
❖随着计算机技术的发展，仿真模拟也已是本学 科广泛使用的一种方法。
▪ 电子工程； ▪ 计算机工程； ▪ 自动化与仪表技术； ▪ 等离子体技术； ▪ 激光技术等现代高科技。
电气工程概论
2021/2/23
本科专业分类
❖0806电气信息类
080601电气工程及其自动化 080602自动化 080603电子信息工程 080604通信工程 080605计算机科学与技术 080606电子科学与技术 080607生物医学工程
▪ 上海交大、同济大学、上海大学、上海电力学院
❖ 浙江
▪ 浙江大学
❖ 安徽
▪ 合肥工业大学
电气工程概论
2021/2/23
11
电气工程的地位和发展
❖电气工程（Electrical Engineering，简称EE）是 现代科技领域中的核心学科之一，更是当今高新技 术领域中不可或缺的关键学科。
❖在使用上述理论分析、试验研究和仿真模拟中， 等效与类比都是本学科重要的科学方法。
电气工程概论 绪论-课件
2
课程性质
❖ 电气工程概论目的
1. 了解电气学科的涵盖范围 2. 明确学习的方向、侧重点 3. 认识今后可能的工作领域 4. 清楚电气学科发展方向
❖ 范围广、未知多——了解探究
电气工程概论
2021/2/23
3
授课及考核方式
❖ 三个专题——电气专业三个学科方向 ❖不掌握过多涉及专业的知识理论 ❖掌握本专业课程涵盖的基本内容 ❖了解各学科发展的方向
电气工程学科的方法论介绍
❖本学科的科学方法与其它工程技术学科类同， 理论分析是其最基本的研究方法。
❖电气工程学科使用的数学工具较多，理论分析 在其中的地位也更为重要。
❖作为工科，实验研究是最主要和最基本的手段， 没有基本的试验条件，学生就难以掌握本专业 的知识。
❖随着计算机技术的发展，仿真模拟也已是本学 科广泛使用的一种方法。
▪ 电子工程； ▪ 计算机工程； ▪ 自动化与仪表技术； ▪ 等离子体技术； ▪ 激光技术等现代高科技。
电气工程概论
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本科专业分类
❖0806电气信息类
080601电气工程及其自动化 080602自动化 080603电子信息工程 080604通信工程 080605计算机科学与技术 080606电子科学与技术 080607生物医学工程
电气工程概论+第一章+绪论
1820年 1826年
研究通电导线之间的吸 引或排斥现象，随后建 立安培定律
欧姆定律
安培，法国 欧姆，德国
1831年
1864年
发现电磁感应现象并建 立电磁感应定律
麦克斯韦方程
法拉第，英国
麦克斯韦，英国
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伏特与伏打电池
16
安培与他的实验装置
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欧姆与他的实验装置
18
法拉第与最早的发电机——法拉第盘
•电机电器及其控制
•电力系统及其自动化
•高电压与绝缘技术 •电气技术
电气工程及其 自动化专业
4
2012年，教育部发布《普通高等学校本 科专业目录（2012年）》，其中，原专业目 录中电气信息类的一个引导性专业和4个目录 外专业全部纳入电气工程及其自动化专业， 并以单一专业独立成为新的专业类别 —— 电 气类。
36
2. PSpice
SPICE 是美国加州 大学 Berkely 分校在 20 世纪70年代早期为集 成电路仿真开发的， 它是低功率等级电力 电子最广泛应用的仿 真程序。 微机版本的 SPICE 称为PSpice。
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3.EMTP
EMTP (Electro-Magnetic Transient Program) 是用于电力系统电磁暂态分析的仿真软件 , 是电力 系统中高电压等级的电力网络和电力电子仿真应 用最广泛的程序。 EMTP侧重的是系统级的运行工况而不是个别 元件的细节。它包含电机、变压器、传输线、二 极管、晶闸管和开关等元件的模型。 EMTP是一个不断发展的软件，拥有推动其发 展的大量资源，成为美国电力系统和电力电子仿 真方面的工业标准。 以EMTP算法为内核的电力系统仿真软件有： ATP、PSCAD等。
电力工程概论课件
电力工业规划的内容
n 电力工业在国民经济中的比重和发展速 度、各阶段应达到的规模、生产能力及 预计投资额，电源和电网布局及其比重， 水电、火电、核电的比重，电力各环节 科技进步状况，电力主要技术经济指标 改进情况，燃料需求量等。
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电力工程概论课件
计划的影响因素
n 在市场经济环境下，企业计划受国家宏 观产业政策、国民经济环境整体规划、 行业发展规划、市场需求、原材料及产 品价格变动及企业内部人、财、物、产、 供、销各方面变动的影响，因此计划的 编制应是一个滚动的过程。
第二节 电力企业管理
n 一、计划管理 n 二、生产管理 n 三、运行管理 n 四、供用电管理 n 五、财务管理
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电力工程概论课件
一、计划管理
n 计划的概念 n 计划是确定未来一定时期的目标，以及
如何实现目标的途径。 n 规划的概念 n 综合性计划，期限较长。
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电力工程概论课件
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电力工程概论课件
一、我国电力工业发展概况
n 2011年，全国全社会用电量46928亿千瓦时，比 上年增长11.74%。其中，第一产业用电量1015 亿千瓦时，比上年增长3.92%；第二产业35185 亿千瓦时，比上年增长11.88%；第三产业5082 亿千瓦时，比上年增长13.49%；城乡居民生活 5646亿千瓦时，比上年增长10.84%。工业用电 量34633亿千瓦时，比上年增长11.84%，其中， 轻、重工业用电量分别为5830亿千瓦时和28803 亿千瓦时，分别比上年增长9.25%和12.38%。
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电力工程概论课件
电力工业技术经济指标（2）
n 线路损失率（含输电网和配电网）从 1949年的22.35％下降到2002年的7.52％。
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电力工程概论绪论电力工程概论绪论
P•PT建文档演设模板 中的阳城发电
电力工程概论绪论电力工程概论绪论
•福建安砂水电厂宽缝重力坝
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电力工程概论绪论电力工程概论绪论
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电力工程•概建论绪设论电中力工的程概三论绪峡论 水电
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电力工程概论绪论电力工程概论绪论
火力发电厂(Thermal Power Plant)，热能－机械能－电能(锅炉、汽轮机 等） 水利发电厂(Hydro Power Plant)，机械能－电能（水轮机、大坝等） 核电厂(Nuclear Power Plant)， 原子能－热能－机械能－电能（核反 应堆、汽轮机等） 风力发电厂（Wind Power) 风能－电能 太能能发电（Solar Power) 太阳能－电能（光电转换）
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电力工程概论绪论电力工程概论绪论
•三、电力工业发展的历程
我国电网的电压等级和频率 （50HZ）
交流系统的额定电压等级： 220/380V 3KV 6KV 10KV 20KV（仅在苏州工业园区） 35KV 60KV 110KV 220KV 330KV（西北电网） 500KV 750KV （西北电网，正在建设中） 1000KV（计划建设中）
•华东 •华中
•南方
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•西电东送，南北互供Fra bibliotek电力工程概论绪论电力工程概论绪论
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电力工程概论绪论电力工程概论绪论
•Thermal Base
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•1800MW
•2500MW
•3000MW •7200MW
•Hydro Power Base
•9000MW
•10000MW
•三、电力工业发展的历程
我国电力系统的发展
1882年英国商人在上海创办了上海电气公司，装机容量12KW，5盏电灯。 1913年上海杨树浦发电厂发电，1924年该厂装机12台，总容量121MW，成 为当时远东第一大发电厂。 1949年以前，仅东北有220KV和154KV的电网（日本人建造）。 80年代，形成了17个以220KV为骨干输电网的跨省地区电网和省际电网。 1972年由甘肃天水－陕西关中的534KM的我国第一条330KV输电线路工程。 1981年由河南平顶山－湖北武汉的全长595KM的我国第一条500KV输电线路。 1989年建成了我国第一条远距离±500KV葛洲坝－上海的直流输电线路 目前，形成7个跨省区电网和山东500KV的主干网络 1997年三峡工程建设，26台700MW ，15回500KV交流及三回±500KV直流， 连接华东、华中、河南、四川、广东等电网，中国电网联网的核心。
1980~2002年全国发电量如图示（亿千瓦时）
※2001年水电发电量（2611亿千瓦时）已接近1980年全国 发电量（3006亿千瓦时）
•…………………
•单机容量、电网规模越来越大，输电电压越来越高。
•单机容量－150万KW，美加电网、前苏联统一电网，最高电压1150KV。
•发电形式多种多样：火力、水利、核、太阳能、风力、地热、潮汐等
•截至2002年，全球发电装机容量约为35亿千瓦，总发电量超过15亿千瓦时。
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电力工程概论绪论电力工程概论绪论
•动力系统是电力系统＋动力部分(锅炉、汽轮机、水轮机、大坝等）
PPT文•档电演模力板 网络＝变压器＋输电线路
电力工程概论绪论电力工程概论绪论
二、电力系统的能源构成
•煤炭、石油、天然气、水利等自然界演化生成的动力资源是能源的直接提 供者，称为一次能源。 •电能是由一次能源转化而来，称为二次能源。
•根据一次能源的不同，不同的发电厂
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电力工程概论绪论电力工程概论绪论
•三、电力工业发展的历程
•一、电力工业发展的历程
•1830年法拉第发明电磁感应定律，为未来电力工业发展奠定基础。
•1875年第一台火力发电机组（直流发电机）在法国巴黎火车站，照明。
•1879年美国旧金山实验电厂开始发电，这是世界上最早出售电力的电厂。
•1882年美国爱迪生纽约珍珠街电力系统，6台直流发电机，110V，照明。
•1884年变压器发明。为三相交流及大容量、远距离输电奠定基础。
•1889年美国Oregon和Portland 建立长21公里的交流输电系统。
•1891年德国世界上第一个三相交流输电系统，距离179英里、电压12000伏。
•1897年电压为44000KV的输电线路在美国Utah 州建成。
电力工程概论-绪论-电力 工程概论-绪论
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2020/11/27
电力工程概论绪论电力工程概论绪论
引言
能量是人民生活和社会发展的重要基础，是战争争夺的主要资源。（伊 拉克战争等），人类历史贯穿着能源的发展历史。 十八世纪蒸汽机发明（热能－机械能）－工业革命 十九世纪电能开始利用－人类迈进“电气化时代”。
•2000MW
•3000MW
•Possible International • connection
•AC •DC
•2015-2020全国联网示意图
电力工程概论绪论电力工程概论绪论
•西电东送，南北互供
•北通道
•2020年每通道传输功率 近20GW in 2020.
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•中通道
•南通道
电力工程概论绪论电力工程概论绪论
电能（Electricity)由于转化容易、输送方便、清洁、高效等优点， 目前电能已经称为人类生产、生活不可缺少的部分。
电能是怎样产生的、电能是怎样 输送来的？
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电力工程概论绪论电力工程概论绪论
一、电力系统的构成
•电力系统(power system)是发电机(generator)、变压器(transformer)、输电线路 (transmission line)、负荷(load)构成，发电、变电、输电、用电的功能
高压直流输电HVDC的电压等级： ±500KV， ±800KV（计划建设中）
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电力工程概论绪论电力工程概论绪论
•中国电网 •东北
•新疆
•500kV
•330kV
•220kV
•Thermal •Plant •Hydro •Plant •Nuclear •Plant
•西藏
•西北 •川渝
•华北