电气材料基础 课件全套 第1--7章 绪论、电气材料结构与性能---电储能材料.pptx

第1章绪论1主要内容1.1电力系统中的电力设备1.2电力设备中的电气材料1.3电气材料与电力设备发展的关系81.1电力系统中的电力设备电力能源工业是国民经济的基础。电力工业的发展和电力系统水平的提高，往往取决于电力设备制造产业的发展和技术进步，而电力设备的进步又伴随着新型电气材料的出现和推广应用。121.1电力系统中的电力设备1.1.1电力系统及其安全可靠性电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。151.1电力系统中的电力设备电能的生产从20世纪开始，电能的生产主要靠火电厂、水电站和核电站火电厂73.1%47.6%水电站19.9%14.4%核电站1.7%1.9%随着“双碳目标”的提出，开始了新型清洁能源的规模化应用太阳能发电0.7%-20.9%生物质能发电风能发电3.3%-15.1%地热能发电潮汐能发电161.1电力系统中的电力设备电能的使用电力设备作为保证电力生产、传输和分配的基础载体，对人们日常生产、生活中的各能量转换及应用起到十分重要的作用。电力驱动电力照明电热电焊181.1电力系统中的电力设备电力网的形成社会经济的不断发展电力需求日益增多供电质量更高的要求高电压输电技术——将地理上相隔一定距离的发电厂连接起来并列运行；开始在一个地区之内，后来发展到地区之间互相连接，逐步形成庞大的电力系统。在电力能源工业发展初期，每个发电厂的容量都很小，且建设在用户附近，各发电厂孤立运行，它们之间没有任何联系。大规模电力系统的出现成为20世纪人类最伟大的工程成就。191.1电力系统中的电力设备电力安全可靠性在现代社会经济的各个部门中，电气化程度愈来愈高，电力在能源终端消费中的比重越来越大（目前20%，2030年28%，2050年增至52%）。电能供给的中断或不足，都将直接影响工业、农业生产，造成人们生活秩序紊乱，甚至在某种情况下会酿成极其严重的社会性灾难。印度大停电2012/7/30电力系统安全稳定运行的关键，在于电力设备的绝缘和电力设备的故障检测。绝缘的劣化可导致电力电缆、变压器等设备发生故障。认识材料的老化特性对于预测电力设备绝缘寿命非常重要。北美大停电2003/8/14中国冰灾200820输电设备输电设备是实现电能传输的设备。典型的有电线电缆、杆塔、绝缘子。电线电缆：是用于传输电能、通讯控制信号，以及作为电气设备中不可缺少的导体、连接线和各种部件。在习惯上，人们把家用布电线叫做电线，把电力电缆简称电缆。23输电设备电磁线（漆包线）裸导线（裸线）普通电线气体绝缘输电线路GIL通讯电缆电力电缆特高压1000千伏苏通GIL综合管廊工程24输电设备杆塔：用来支持导线和避雷线，并使导线之间以及导线与大地之间保持一定的距离。铁塔铁塔Π形杆单杆绝缘子：在架空输电线路中起着机械支撑和电气绝缘两个基本作用。通常由玻璃、陶瓷或合成材料制成。绝缘子应有足够的电气强度和机械强度、对化学污染有足够的抵抗力，并能够适应周围大气温度和湿度的变化。26变电设备变电设备：是实现电流、电压变换的设备。包括变压器、高压开关、避雷器、无功补偿、直流电源、套管、母线等。变压器：是利用电磁感应的原理来改变交流电压、电流和阻抗的装置。在电气设备和无线电路中常起到升降电压、匹配阻抗和安全隔离等作用。其主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等。高压开关：是指工作电压在3kV及以上，工作频率在50Hz及以下的户内和户外交流开关设备。主要用于发电厂、变电站、输配电线路和用户的控制和保护，既可根据电网运行需要将一部分电力设备或线路投入或退出运行，也可在电力设备或线路发生故障时将故障部分从电网快速切除，保证电网中无故障部分正常运行。隔离开关高压接地开关断路器27变电设备避雷器：能释放雷电或电力系统操作过电压能量，保护电力设备免受瞬时过电压危害；又能截断续流，不致引起系统接地短路的装置。避雷器常与被保护设备并联，接于带电导线与地之间。当过电压值达到动作电压时，避雷器自动开通，限制过电压幅值，保护设备绝缘；电压值恢复正常后，避雷器又迅速自动关断，保证系统正常供电。套管：用于带电导体穿过或引入与其电位不同的墙壁或电气设备金属外壳，起绝缘和支持作用的一种绝缘装置。母线：指在变电所中各级电压配电装置的连接，以及变压器等电气设备和相应配电装置的连接。大都采用矩形或圆形截面的裸导线或绞线，统称为母线。母线的作用是汇集、分配和传送电能。28变电设备无功补偿装置：用于改善电能质量的装置，具有无功补偿、抑制谐波、降低电压波动和闪变以及解决三相不平衡等功能。常用的无功补偿装置有：无源电力滤波器，兼有无功补偿和调压功能；静止无功补偿装置（SVC）能综合治理电压波动和闪变、谐波