19世紀(jì)，20世紀(jì)，21世紀(jì)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化

熱心網(wǎng)友：電力是以電能作為動(dòng)力的能源。發(fā)明于19世紀(jì)70 年代，電力的發(fā)明和應(yīng)用掀起了第二次工業(yè)化高潮。成為人類歷史18世紀(jì)以來，世界發(fā)生的三次科技革命之一，從此科技改變了人們的生活。既是是當(dāng)今的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代我們?nèi)匀粚?duì)電力有著持續(xù)增長(zhǎng)的需求，因?yàn)槲覀儼l(fā)明了電腦、家電等更多使用電力的產(chǎn)品。不可否認(rèn)新技術(shù)的不斷出現(xiàn)使得電力成為人們的必需品。20世紀(jì)出現(xiàn)的大規(guī)模電力系統(tǒng)是人類工程科學(xué)史上最重要的成就之一，是由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電力生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。它將自然界的一次能源通過發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)化成電力，再經(jīng)輸電、變電和配電將電力供應(yīng)到各用戶。產(chǎn)生電力的方式：火力發(fā)電(煤)、太陽能發(fā)電、大容量風(fēng)力發(fā)電技術(shù)、核能發(fā)電、氫能發(fā)電、水利發(fā)電、垃圾焚燒發(fā)電等，21世紀(jì)能源科學(xué)將為人類文明再創(chuàng)輝煌。燃料電池 燃料電池是將氫、天然氣、煤氣、甲醇、肼等燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的一類化學(xué)電源。生物質(zhì)能的高效和清潔利用技術(shù)生物質(zhì)能是以生物質(zhì)為載體的能量。輸電electric power transmission電能的傳輸。它和變電、配電、用電一起，構(gòu)成電力系統(tǒng)的整體功能。通過輸電，把相距甚遠(yuǎn)的（可達(dá)數(shù)千千米）發(fā)電廠和負(fù)荷中心聯(lián)系起來，使電能的開發(fā)和利用超越地域的限制。和其他能源的傳輸（如輸煤、輸油等）相比，輸電的損耗小、效益高、靈活方便、易于調(diào)控、環(huán)境污染少；輸電還可以將不同地點(diǎn)的發(fā)電廠連接起來，實(shí)行峰谷調(diào)節(jié)。輸電是電能利用優(yōu)越性的重要體現(xiàn)，在現(xiàn)代化社會(huì)中，它是重要的能源動(dòng)脈。輸電線路按結(jié)構(gòu)形式可分為架空輸電線路和地下輸電線路。前者由線路桿塔、導(dǎo)線、絕緣子等構(gòu)成，架設(shè)在地面上；后者主要用電纜，敷設(shè)在地下（或水下）。輸電按所送電流性質(zhì)可分為直流輸電和交流輸電。19世紀(jì)80年代首先成功地實(shí)現(xiàn)了直流輸電，后因受電壓提不高的限制（輸電容量大體與輸電電壓的平方成比例）19世紀(jì)末為交流輸電所取代。交流輸電的成功，迎來了20世紀(jì)電氣化時(shí)代。20世紀(jì)60年代以來，由于電力電子技術(shù)的發(fā)展，直流輸電又有新發(fā)展，與交流輸電相配合，形成交直流混合的電力系統(tǒng)。輸電電壓的高低是輸電技術(shù)發(fā)展水平的主要標(biāo)志。到20世紀(jì)90年代，世界各國(guó)常用輸電電壓有220千伏及以下的高壓輸電330～765千伏的超高壓輸電，1000千伏及以上的特高壓輸電。變電電力系統(tǒng)中，發(fā)電廠將天然的一次能源轉(zhuǎn)變成電能，向遠(yuǎn)方的電力用戶送電，為了減小輸電線路上的電能損耗及線路阻抗壓降，需要將電壓升高；為了滿足電力用戶安全的需要，又要將電壓降低，并分配給各個(gè)用戶，這就需要能升高和降低電壓，并能分配電能的變電所。所以變電所是電力系統(tǒng)中通過其變換電壓、接受和分配電能的電工裝置，它是聯(lián)系發(fā)電廠和電力用戶的中間環(huán)節(jié)，同時(shí)通過變電所將各電壓等級(jí)的電網(wǎng)聯(lián)系起來，變電所的作用是變換電壓，傳輸和分配電能。變電所由電力變壓器、配電裝置、二次系統(tǒng)及必要的附屬設(shè)備組成。 變壓器是變電所的中心設(shè)備，它利用電磁感應(yīng)原理。 配電裝置是變電所中所有的開關(guān)電器、載流導(dǎo)體輔助設(shè)備連接在一起的裝置。其作用是接受和分配電能。配電裝置主要由母線、高壓斷路器開關(guān)、電抗器線圈、互感器、電力電容器、避雷器、高壓熔斷器、二次設(shè)備及必要的其他輔助設(shè)備所組成。 二次設(shè)備是指一次系統(tǒng)狀態(tài)測(cè)量、控制、監(jiān)察和保護(hù)的設(shè)備裝置。由這些設(shè)備構(gòu)成的回路叫二次回路，總稱二次系統(tǒng)。 二次系統(tǒng)的設(shè)備包含測(cè)量裝置、控制裝置、繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)控制裝置、直流系統(tǒng)及必要的附屬設(shè)備。配電1.電力系統(tǒng)電壓等級(jí)與變電站種類 電力系統(tǒng)電壓等級(jí)有220/380V（0.4 kV），3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。隨著電機(jī)制造工藝的提高，10 kV電動(dòng)機(jī)已批量生產(chǎn)，所以3 kV、6 kV已較少使用，20 kV、66 kV也很少使用。供電系統(tǒng)以10 kV、35 kV為主。輸配電系統(tǒng)以110 kV以上為主。發(fā)電廠發(fā)電機(jī)有6 kV與10 kV兩種，現(xiàn)在以10 kV為主，用戶均為220/380V（0.4 kV）低壓系統(tǒng)。 根據(jù)《城市電力網(wǎng)規(guī)定設(shè)計(jì)規(guī)則》規(guī)定：輸電網(wǎng)為500 kV、330 kV、220 kV、110kV，高壓配電網(wǎng)為110kV、66kV，中壓配電網(wǎng)為20kV、10kV、6 kV，低壓配電網(wǎng)為0.4 kV（220V/380V）。 發(fā)電廠發(fā)出6 kV或10 kV電，除發(fā)電廠自己用（廠用電）之外，也可以用10 kV電壓送給發(fā)電廠附近用戶，10 kV供電范圍為10Km、35 kV為20~50Km、66 kV為30~100Km、110 kV為50~150Km、220 kV為100~300Km、330 kV為200~600Km、500 kV為150~850Km。 2.變配電站種類 電力系統(tǒng)各種電壓等級(jí)均通過電力變壓器來轉(zhuǎn)換，電壓升高為升壓變壓器（變電站為升壓站），電壓降低為降壓變壓器（變電站為降壓站）。一種電壓變?yōu)榱硪环N電壓的選用兩個(gè)線圈（繞組）的雙圈變壓器，一種電壓變?yōu)閮煞N電壓的選用三個(gè)線圈（繞組）的三圈變壓器。 變電站除升壓與降壓之分外，還以規(guī)模大小分為樞紐站，區(qū)域站與終端站。樞紐站電壓等級(jí)一般為三個(gè)（三圈變壓器），550kV /220kV /110kV。區(qū)域站一般也有三個(gè)電壓等級(jí)（三圈變壓器），220 kV /110kV /35kV或110kV /35kV /10kV。終端站一般直接接到用戶，大多數(shù)為兩個(gè)電壓等級(jí)（兩圈變壓器）110kV /10 kV或35 kV /10 kV。用戶本身的變電站一般只有兩個(gè)電壓等級(jí)（雙圈變壓器）110 kV /10kV、35kV /0.4kV、10kV /0.4kV，其中以10kV /0.4kV為最多。 3.變電站一次回路接線方案 1）一次接線種類 變電站一次回路接線是指輸電線路進(jìn)入變電站之后，所有電力設(shè)備（變壓器及進(jìn)出線開關(guān)等）的相互連接方式。其接線方案有：線路變壓器組，橋形接線，單母線，單母線分段，雙母線，雙母線分段，環(huán)網(wǎng)供電等。 2）線路變壓器組 變電站只有一路進(jìn)線與一臺(tái)變壓器，而且再無發(fā)展的情況下采用線路變壓器組接線。 3）橋形接線 有兩路進(jìn)線、兩臺(tái)變壓器，而且再?zèng)]有發(fā)展的情況下，采用橋形接線。針對(duì)變壓器，聯(lián)絡(luò)斷路器在兩個(gè)進(jìn)線斷路器之內(nèi)為內(nèi)橋接線，聯(lián)絡(luò)斷路器在兩個(gè)進(jìn)線斷路器之外為外橋接線。 4）單母線 變電站進(jìn)出線較多時(shí)，采用單母線，有兩路進(jìn)線時(shí)，一般一路供電、一路備用（不同時(shí)供電），二者可設(shè)備用電源互自投，多路出線均由一段母線引出。 5）單母線分段 有兩路以上進(jìn)線，多路出線時(shí)，選用單母線分段，兩路進(jìn)線分別接到兩段母線上，兩段母線用母聯(lián)開關(guān)連接起來。出線分別接到兩段母線上。 單母線分段運(yùn)行方式比較多。一般為一路主供，一路備用（不合閘），母聯(lián)合上，當(dāng)主供斷電時(shí)，備用合上，主供、備用與母聯(lián)互鎖。備用電源容量較小時(shí)，備用電源合上后，要斷開一些出線。這是比較常用的一種運(yùn)行方式。 對(duì)于特別重要的負(fù)荷，兩路進(jìn)線均為主供，母聯(lián)開關(guān)斷開，當(dāng)一路進(jìn)線斷電時(shí)，母聯(lián)合上，來電后斷開母聯(lián)再合上進(jìn)線開關(guān)。 單母線分段也有利于變電站內(nèi)部檢修，檢修時(shí)可以停掉一段母線，如果是單母線不分段，檢修時(shí)就要全站停電，利用旁路母線可以不停電，旁路母線只用于電力系統(tǒng)變電站。 6）雙母線 雙母線主要用于發(fā)電廠及大型變電站，每路線路都由一個(gè)斷路器經(jīng)過兩個(gè)隔離開關(guān)分別接到兩條母線上，這樣在母線檢修時(shí)，就可以利用隔離開關(guān)將線路倒在一條件母線上。雙母線也有分段與不分段兩種，雙母線分段再加旁路斷路器，接線方式復(fù)雜，但檢修就非常方便了，停電范圍可減少。 4.變配電站二次回路 1）二次回路種類 變配電站二次回路包括：測(cè)量、保護(hù)、控制與信號(hào)回路部分。測(cè)量回路包括：計(jì)量測(cè)量與保護(hù)測(cè)量?？刂苹芈钒ǎ壕偷厥謩?dòng)合分閘、防跳聯(lián)鎖、試驗(yàn)、互投聯(lián)鎖、保護(hù)跳閘以及合分閘執(zhí)行部分。信號(hào)回路包括開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)、事故跳閘信號(hào)與事故預(yù)告信號(hào)。 2）測(cè)量回路 測(cè)量回路分為電流回路與電壓回路。電流回路各種設(shè)備串聯(lián)于電流互感器二次側(cè)（5A），電流互感器是將原邊負(fù)荷電流統(tǒng)一變?yōu)?A測(cè)量電流。計(jì)量與保護(hù)分別用各自的互感器（計(jì)量用互感器精度要求高），計(jì)量測(cè)量串接于電流表以及電度表，功率表與功率因數(shù)表電流端子。保護(hù)測(cè)量串接于保護(hù)繼電器的電流端子。微機(jī)保護(hù)一般將計(jì)量及保護(hù)集中于一體，分別有計(jì)量電流端子與保護(hù)電流端子。 電壓測(cè)量回路，220/380V低壓系統(tǒng)直接接220V或380V，3KV以上高壓系統(tǒng)全部經(jīng)過電壓互感器將各種等級(jí)的高電壓變?yōu)榻y(tǒng)一的100V電壓，電壓表以及電度表、功率表與功率因數(shù)表的電壓線圈經(jīng)其端子并接在100V電壓母線上。微機(jī)保護(hù)單元計(jì)量電壓與保護(hù)電壓統(tǒng)一為一種電壓端子。

熱心網(wǎng)友：19世紀(jì)70年代后，石油開始取代原來煤炭等能源，，20世紀(jì)，石油技術(shù)成熟，，天然氣比重開始上升，，20世紀(jì)末，形成石油，天然氣并行局面，，各種清潔能源也投入使用，，技術(shù)日漸成熟，，如核能，水能，等，，進(jìn)入21世紀(jì)，各種清潔能源比重有所上升，但是仍以石油，天然氣為主！

熱心網(wǎng)友：人們常稱19世紀(jì)是煤氣時(shí)代，20世紀(jì)是油氣時(shí)代，21世紀(jì)是天然氣時(shí)代。

熱心網(wǎng)友：由木材和水力向煤炭轉(zhuǎn)變．由煤炭向石油轉(zhuǎn)變．變化的根本原因是動(dòng)力機(jī)器的升級(jí)，由蒸汽機(jī)取代水利機(jī)器和由內(nèi)燃機(jī)取代蒸汽機(jī)