学习单元5 电力应用 第三章 电力系统及其自动化技术

1 照明 自动化：古典控制、现代控制、智能控制 网络化： 照明大致分为三种： 由电能转化成热能，然后再转化成光能的光源，如白炽灯等。 School of Electrical Engineering 2019年5月8日 照明 1 照明大致分为三种： 由电能转化成热能，然后再转化成光能的光源，如白炽灯等。 是利用放电而转化成光能的光源，如荧光灯、高压汞灯、霓虹灯等。 半导体发光灯——LED。 自动化：古典控制、现代控制、智能控制 电厂：单机分控—集控—DCS——AGC)； 变电站：监控保护—微机化—微机监控—综合自动化 信息化： 信息获取：传感测量、采集变送 信息处理：预处理、防误究错、 信息传输：点对点、现场总线、网络通信、传输规约、通信系统 信息应用 网络化： 电力网络：机组并列，系统互联，区域电网、大区互联、国际联网 信息通信网络：接口技术、现场总线、计算机网络（LAN、W AN、INTERNET） SCADA监控与数据采集系统 EMS能量管理系统 DMS配电管理系统 DSM需求侧管理 GIS地理信息系统（注： 与“气体绝缘系统” 缩写相同） 2 Beijing JiaoTong University 2

各种白炽灯 (d) (a) (b) (e) (c) 铝蒸镀面 钨灯丝 灯丝支架 石英玻璃 Ar气体+卤素化合物 钼箔 红外反射膜 可见光 红外线 （a） 荧光粉 水银原子 电子 氩原子 可见光 镇流器 ~ 启辉器 3

荧光灯与节能灯 荧光灯是1938年由美国GE公司研究开发的，其原理是将低压水银蒸气中放电发出的紫外线照射到荧光物质上而发光的光源。 高压汞灯是溶高压水银蒸气中放电发出的光作为光源。 霓虹灯是将惰性气体中高压放电发出的光作为光源。 4

荧光灯通过电极在低压(约1 Pa)水银蒸气中放电产生波长为253 荧光灯通过电极在低压(约1 Pa)水银蒸气中放电产生波长为253.7 nm的紫外线辐射，经过涂敷在灯管内壁的荧光物质变换为可见光线。电子节能灯的工作原理与荧光灯相同，只是把电子镇流器与荧光灯做成一体，所以也称为“紧凑型荧光灯”。由于它不存在电流热效应，发光效率可达60流明每瓦。 5

高压汞灯 高压汞灯有两种，一种是仅利用发光管发出的水银光谱的高压汞灯，另一种是用涂在外壳内表面的荧光物质将发光管发出的365 nm的紫外线辐射变换为橙色可见光的荧光汞灯。高压汞灯主要用作路灯和广场照明。 6

ＬＥＤ灯 LED灯(LED lamp)，也称发光二极管照明灯，是利用发光二极管作为光源的技术，分为半导体发光二极管和有机发光半导体两类，目前用在照明上的主要是半导体发光二极管。LED灯的能源效率非常高，而且不容易破碎。 7

ＬＥＤ灯 目前，单颗发光二极管的光度还比较低，所以一个LED灯通常由多颗发光二极管组成。由于发光二极管是使用低压直流电驱动，所以LED灯内含有电力电子电路，将工频交流电整流、降压为低压直流电。此外，高温会损坏LED灯，故LED灯一般会配以散热片等散热配件。目前，LED灯主要用作路灯和公共场合的照明。随着技术的提高，高功率、高光度、长寿命的发光二极管陆续问世，使LED灯有全面取代其他传统光源之势。 8

2 电加热 自动化：古典控制、现代控制、智能控制 网络化： 电加热是以电能为能源加热物料，并通过电炉、电焊机等来实现加热的一种方法。 School of Electrical Engineering 2019年5月8日 电加热 2 电加热是以电能为能源加热物料，并通过电炉、电焊机等来实现加热的一种方法。 电加热大致分为两种： ①一是电能在电炉、电热器具上转变成热能后加热物料，如电炉、电弧炉、感应炉、微波炉、光波炉等。 ②另一种是利用电能驱动热泵，把热能从温度较高的物体输送给温度较低的物体,如热泵等。 应用: ①工业领域：冶炼、热处理、焊接等 ②农业领域：温室培育等 ③家庭生活：烹饪、取暖等 自动化：古典控制、现代控制、智能控制 电厂：单机分控—集控—DCS——AGC)； 变电站：监控保护—微机化—微机监控—综合自动化 信息化： 信息获取：传感测量、采集变送 信息处理：预处理、防误究错、 信息传输：点对点、现场总线、网络通信、传输规约、通信系统 信息应用 网络化： 电力网络：机组并列，系统互联，区域电网、大区互联、国际联网 信息通信网络：接口技术、现场总线、计算机网络（LAN、W AN、INTERNET） SCADA监控与数据采集系统 EMS能量管理系统 DMS配电管理系统 DSM需求侧管理 GIS地理信息系统（注： 与“气体绝缘系统” 缩写相同） 9 Beijing JiaoTong University 9

电加热的方式 电阻加热、电弧加热 感应加热、高频电场加热 红外线加热、等离子加热 电子束加热、激光加热 热泵加热等等 School of Electrical Engineering 2019年5月8日 电阻加热、电弧加热 电加热的方式 感应加热、高频电场加热 红外线加热、等离子加热 电子束加热、激光加热 热泵加热等等 自动化：古典控制、现代控制、智能控制 电厂：单机分控—集控—DCS——AGC)； 变电站：监控保护—微机化—微机监控—综合自动化 信息化： 信息获取：传感测量、采集变送 信息处理：预处理、防误究错、 信息传输：点对点、现场总线、网络通信、传输规约、通信系统 信息应用 网络化： 电力网络：机组并列，系统互联，区域电网、大区互联、国际联网 信息通信网络：接口技术、现场总线、计算机网络（LAN、W AN、INTERNET） SCADA监控与数据采集系统 EMS能量管理系统 DMS配电管理系统 DSM需求侧管理 GIS地理信息系统（注： 与“气体绝缘系统” 缩写相同） 10 Beijing JiaoTong University 10

3 电力拖动 自动化：古典控制、现代控制、智能控制 网络化： School of Electrical Engineering 2019年5月8日 电力拖动 3 　　　　电力拖动是以电动机作为原动机拖动生产机械运动的一种拖动方式，又称电气传动或电力传动。 电源 功率 开关 控制 器件 电动机 传递 机构 工作 机械 电连接 机械连接 　　　　电力拖动的应用领域极其宽广，从一般的家用电器到工业机床设备、电动交通工具等，在国防、国民经济和人民生活的方方面面都有应用，是电能最主要的应用方式之一。 自动化：古典控制、现代控制、智能控制 电厂：单机分控—集控—DCS——AGC)； 变电站：监控保护—微机化—微机监控—综合自动化 信息化： 信息获取：传感测量、采集变送 信息处理：预处理、防误究错、 信息传输：点对点、现场总线、网络通信、传输规约、通信系统 信息应用 网络化： 电力网络：机组并列，系统互联，区域电网、大区互联、国际联网 信息通信网络：接口技术、现场总线、计算机网络（LAN、W AN、INTERNET） SCADA监控与数据采集系统 EMS能量管理系统 DMS配电管理系统 DSM需求侧管理 GIS地理信息系统（注： 与“气体绝缘系统” 缩写相同） 11 Beijing JiaoTong University 11

自动化：古典控制、现代控制、智能控制 网络化： School of Electrical Engineering 2019年5月8日 电力牵引就是电力拖动中一个较大的应用领域。如：电气化铁路、地下铁道及其他电力牵引城市轨道交通、矿山电力机车、城市公共电车。 自动化：古典控制、现代控制、智能控制 电厂：单机分控—集控—DCS——AGC)； 变电站：监控保护—微机化—微机监控—综合自动化 信息化： 信息获取：传感测量、采集变送 信息处理：预处理、防误究错、 信息传输：点对点、现场总线、网络通信、传输规约、通信系统 信息应用 网络化： 电力网络：机组并列，系统互联，区域电网、大区互联、国际联网 信息通信网络：接口技术、现场总线、计算机网络（LAN、W AN、INTERNET） SCADA监控与数据采集系统 EMS能量管理系统 DMS配电管理系统 DSM需求侧管理 GIS地理信息系统（注： 与“气体绝缘系统” 缩写相同） 12 Beijing JiaoTong University 12

自动化：古典控制、现代控制、智能控制 网络化： School of Electrical Engineering 2019年5月8日 电力牵引是以电能为牵引动力，驱动机车车辆运行，是现代铁路三种牵引动力形式（蒸汽、内燃、电力牵引）之一。电力牵引是用电力机车（或动车）从布置在电气化铁路沿线的接触网上获取电能，通过牵引电动机，将电能转换为机械能，以驱动机车运行。属于电力牵引范畴的有电气化铁路、地下铁道及其他电牵引城市轨道交通、矿山电力机车、城市公共电车等。 自动化：古典控制、现代控制、智能控制 电厂：单机分控—集控—DCS——AGC)； 变电站：监控保护—微机化—微机监控—综合自动化 信息化： 信息获取：传感测量、采集变送 信息处理：预处理、防误究错、 信息传输：点对点、现场总线、网络通信、传输规约、通信系统 信息应用 网络化： 电力网络：机组并列，系统互联，区域电网、大区互联、国际联网 信息通信网络：接口技术、现场总线、计算机网络（LAN、W AN、INTERNET） SCADA监控与数据采集系统 EMS能量管理系统 DMS配电管理系统 DSM需求侧管理 GIS地理信息系统（注： 与“气体绝缘系统” 缩写相同） 13 Beijing JiaoTong University 13

4 电化学 自动化：古典控制、现代控制、智能控制 网络化： 电化学是研究化学能与电能之间相互直接转换的科学（如制造石墨），等等。 School of Electrical Engineering 2019年5月8日 电化学 4 电化学是研究化学能与电能之间相互直接转换的科学（如制造石墨），等等。 电化学的应用主要有:一次电池（原电池）、二次电池（蓄电池）、燃料电池、太阳能电池、电解、电镀、电铸、电解研磨、电热化。 自动化：古典控制、现代控制、智能控制 电厂：单机分控—集控—DCS——AGC)； 变电站：监控保护—微机化—微机监控—综合自动化 信息化： 信息获取：传感测量、采集变送 信息处理：预处理、防误究错、 信息传输：点对点、现场总线、网络通信、传输规约、通信系统 信息应用 网络化： 电力网络：机组并列，系统互联，区域电网、大区互联、国际联网 信息通信网络：接口技术、现场总线、计算机网络（LAN、W AN、INTERNET） SCADA监控与数据采集系统 EMS能量管理系统 DMS配电管理系统 DSM需求侧管理 GIS地理信息系统（注： 与“气体绝缘系统” 缩写相同） 14 Beijing JiaoTong University 14

5 节约电能 自动化：古典控制、现代控制、智能控制 网络化： School of Electrical Engineering 2019年5月8日 节约电能 5 电力工业既是能源转换工业，又是消耗能源的大户。在国民经济总能耗中，电能的比重还在继续增大。如何提高各种一次能源转换为电能的效率，同时减少电业自身的能耗，是电业节能的两大主题。节能成效的大小，举足轻重。 专业供应节约电能的变压箱 自动化：古典控制、现代控制、智能控制 电厂：单机分控—集控—DCS——AGC)； 变电站：监控保护—微机化—微机监控—综合自动化 信息化： 信息获取：传感测量、采集变送 信息处理：预处理、防误究错、 信息传输：点对点、现场总线、网络通信、传输规约、通信系统 信息应用 网络化： 电力网络：机组并列，系统互联，区域电网、大区互联、国际联网 信息通信网络：接口技术、现场总线、计算机网络（LAN、W AN、INTERNET） SCADA监控与数据采集系统 EMS能量管理系统 DMS配电管理系统 DSM需求侧管理 GIS地理信息系统（注： 与“气体绝缘系统” 缩写相同） 15 Beijing JiaoTong University 15

节能措施 自动化：古典控制、现代控制、智能控制 网络化： 电力企业的节能措施有: School of Electrical Engineering 2019年5月8日 节能措施 电力企业的节能措施有: ①根据国家的资源条件，优化发电能源结构，尽可能多开发水电，限制燃油发电； ②煤电，采用高参数大机组，建设大电厂； ③采用超高电压输电，优化网络结构，减少输配电损耗； ④建设大电网，实行电网经济调度； ⑤逐步对老设备进行技术改造，淘汰中低压机组； ⑥发展热电联产； ⑦对发电厂主辅设备进行改造，消除相关设备大小不配套现象，改善保温，消除渗漏，推广节能新技术； ⑧加强燃料管理，消除储运损失，防止亏吨亏卡，造成煤耗虚升等。 自动化：古典控制、现代控制、智能控制 电厂：单机分控—集控—DCS——AGC)； 变电站：监控保护—微机化—微机监控—综合自动化 信息化： 信息获取：传感测量、采集变送 信息处理：预处理、防误究错、 信息传输：点对点、现场总线、网络通信、传输规约、通信系统 信息应用 网络化： 电力网络：机组并列，系统互联，区域电网、大区互联、国际联网 信息通信网络：接口技术、现场总线、计算机网络（LAN、W AN、INTERNET） SCADA监控与数据采集系统 EMS能量管理系统 DMS配电管理系统 DSM需求侧管理 GIS地理信息系统（注： 与“气体绝缘系统” 缩写相同） 16 Beijing JiaoTong University 16

讨论交流 1、电加热可分为哪几类？

习题 1、作为电力应用之一的照明大致可以分为哪几类？ 2、电化学的应用主要有哪些？