发电厂电气部分绪论PPT课件.ppt

课程内容 绪论电气主接线厂用电导体的发热和电动力电气设备的原理与选择配电装置发电厂和变电站的控制和信号 1 第一章绪论 1 1我国电力工业发展概况 1 2发电厂的类型 1 3变电站的类型 1 4电气设备概述 2 1 1我国电力工业发展概况 3 一 我国电力工业的起点 第一个发电厂 1882年7月26日上海电气公司12kW以蒸汽机带动的直流发电机从电厂到外滩 沿街架线 供给照明用电第一个水电厂 1912年农历4月12日云南昆明附近石龙坝水电厂装有2台240kW水轮发电机组 4 二 装机容量及发电量的增长 装机容量1856587850013789217223190050841万kW年发电量43300639506213100691368524747亿kW h 世界排名21 258 643 22 2 5 二 装机容量及发电量的增长 截至2007年底 总装机容量为71329万kW 火电 55442万kW 占77 73 水电 14526万kW 占20 36 核电 885万kW 占1 24 风电 403万kW 占0 56 全年发电量为32559亿kW h 6 三 最大单机容量 最大火电机组 1000MW 华电国际邹县发电厂 华能玉环电厂 最大水电机组 700MW 三峡电厂 550MW 二滩水电厂 320MW 葛洲坝水电厂 最大核电机组 1000MW 百万千瓦级 大亚湾 岭澳 田湾 7 四 最大发电厂 最大火电厂 邹县电厂 4 335 2 600 2 1000 4540MW北仑港电厂 5 600MW 3000MW最大水电厂 三峡电厂 14 12 6 700MW 18200 4200 MW二滩水电厂6 550MW 3300MW最大核电厂 秦山核电站1 300 2 650 2 700 3000MW最大抽水蓄能电厂 广东抽水蓄能电厂8 300MW 2400MW 8 五 电力系统的发展 建国初期 大多是大城市发 供电系统 跨地区的电力系统有 东北中部和南部的154 220kV系统 东北东部的110kV系统 以丰满 水丰和镜泊湖水电厂等为中心 冀北系统 本世纪初 已形成东北 华北 华东 华中 西北 西南 华南等七个跨省区域性电力系统 9 五 电力系统的发展 区域电网构成 华北 华东 华中 南方电网的装机容量已超过1亿kW 100GW 东北 西北电网的装机容量也超过4000万kW 40GW 10 五 电力系统的发展 区域电网互联 1989年9月 500kVDC 2001年5月 500kVAC 2003年6月 500kVAC 2003年9月 500kVAC 2004年6月 500kVDC 2005年6月 直流背靠背 11 五 电力系统的发展 电网电压等级 第一条500kVAC 1981年12月河南平顶山 湖北武昌 第一条330kVAC 1972年6月甘肃刘家峡 天水 陕西关中 眉县 各电网已形成500kV或330kV的骨干网架 第一条 500kVDC 1989年9月 湖北葛洲坝 上海南桥 第一条750kVAC 2005年9月青海官亭 甘肃兰州东 12 六 电力工业发展前景 电力工业的基本任务 为国民经济各部门和人民生活提供充足 可靠 优质 廉价的电能 电力工业的发展方向 厂网分开 竞价上网 实现高度自动化 西电东送 南北互供 走向联合电力系统 13 六 电力工业发展前景 相关技术 做好电力规划 加强电网建设电力工业现代化联合电力系统电力市场IT技术谐波治理洁净煤发电技术绿色能源的开发和利用 14 1 2发电厂的类型 15 引言 发电厂是把各种天然能源 如煤炭 水能 核能等转换成电能的工厂 根据所使用的一次能源的不同 发电厂可分为火力发电厂 水力发电厂 核能发电厂等 16 一 火力发电厂 主要是煤 还有石油 天然气 1 一次能源 燃料 2 主要设备 锅炉 汽轮机 发电机及各种辅机 3 电能生产过程 燃料在锅炉里燃烧 使水变成蒸汽 推动汽轮机转子旋转 带动发电机转子旋转 发电机产生电能化学能 热能 机械能 电能 17 一 火力发电厂 电能生产过程可分为三个系统 燃烧系统汽水系统电气系统 18 一 火力发电厂 燃料的化学能在锅炉燃烧中转变为热能 加热锅炉中的水使之变为蒸汽 燃烧系统由运煤 磨煤 燃烧 风烟 灰渣等系统组成 1 燃烧系统 19 一 火力发电厂 由锅炉 汽轮机 凝汽器 除氧器 加热器等设备及管道构成 包括给水系统 循环水系统和补充给水系统 2 汽水系统 20 一 火力发电厂 包括发电机 励磁装置 厂用电系统和升压变电站等 3 电气系统 21 一 火力发电厂 电能生产过程 燃烧系统 汽水系统 电气系统 22 一 火力发电厂 燃煤发电厂燃油发电厂燃气发电厂余热发电厂垃圾发电厂工业废料发电厂 4 类型 1 按燃料分 23 一 火力发电厂 中低压发电厂 PN 25MW 高压发电厂 PN 100MW 超高压发电厂 PN 200MW 亚临界压力发电厂 PN 300 1000MW 超临界压力发电厂 PN 600 800MW及以上 4 类型 2 按蒸汽压力和温度分 24 一 火力发电厂 凝汽式汽轮机发电厂燃气轮机发电厂内燃机发电厂蒸汽 燃气轮机发电厂 4 类型 3 按原动机分 25 一 火力发电厂 凝汽式火力发电厂 火电厂只生产电能效率较低 30 40 供热式火力发电厂 热电厂既生产电能又供应热能效率较高 60 70 4 类型 4 按输出能源分 26 一 火力发电厂 优点 布局灵活 装机容量的大小可按需要决定 一次投资较小 建设周期较短 缺点 耗煤量大 发电成本高 动力设备繁多 控制操作复杂 运行费用高 启动时间长 几小时到十几小时 启停费用高 担负调峰 调频时 煤耗增加 事故增多 对空气和环境的污染大 5 优缺点 27 二 水力发电厂 水的位能或动能 1 一次能源 2 主要设备 压力水管 水轮机 发电机 3 生产过程 高处的水经压力水管 推动水轮机转子旋转 带动发电机转子旋转 发电机发出电能位能或动能 机械能 电能 28 二 水力发电厂 坝后式水电厂河床式水电厂 4 类型 1 堤坝式水电厂 29 二 水力发电厂 4 类型 1 堤坝式水电厂 坝后式水电厂 厂房建在坝的后面 不承受上游水压 31 二 水力发电厂 4 类型 1 堤坝式水电厂 河床式水电厂 厂房代替一部分坝体 也起拦水作用 直接承受上游水压 32 二 水力发电厂 建筑在山区水流湍急的河道上 或河床坡度较陡的地方 由引水渠道造成水头 一般不需修坝或只修低堰 2 引水式水电厂 4 类型 33 二 水力发电厂 工作原理 以一定水量作为能量载体 通过能量转换向电力系统提供电能 在电力系统负荷低谷时 抽水 蓄能 在电力系统负荷高峰时 放水 发电 作用 用于电网的调峰 填谷 备用 调频 调相 4 类型 3 抽水蓄能式水电厂 34 二 水力发电厂 优点 发电成本低 对环境没有污染 运行灵活方便 可防洪 灌溉 航运等 缺点 一次投资大 建设周期长 受水文气象影响 淹没土地 移民搬迁等 5 优缺点 35 三 核能发电厂 核电厂 核能 核裂变能 1 一次能源 2 主要设备 核反应堆 蒸汽发生器 汽轮机 发电机 3 生产过程 核燃料在核反应堆中裂变产生热能 产生蒸汽 推动汽轮机转子旋转 带动发电机转子旋转 发电机发出电能原子能 热能 机械能 电能 36 三 核能发电厂 核电厂 压水堆 4 类型 用高压轻水作慢化剂 冷却剂 一回路系统和二回路系统分开 37 三 核能发电厂 核电厂 4 类型 沸水堆 重水堆 用重水作冷却剂 水会沸腾 汽轮机等设备可能受污染 38 三 核能发电厂 核电厂 优点 可节省煤 石油和天然气及运输费用 无需空气助燃 可建在地下 水下 山上 缺点 投资大 5 优缺点 39 四 其它形式发电 风力发电 容量小地热发电 美国加州旧金山400MW潮汐发电 法国240MW太阳能发电磁流体发电垃圾发电生物发电 40 1 3变电所的类型 41 引言 电力系统由发电厂 变电所 线路和用户组成 变电所是联系发电厂和用户的中间环节 根据变电所在电力系统中的地位 变电所可分成四类 枢纽变电所中间变电所地区变电所终端变电所 42 一 枢纽变电所 位于电力系统的枢纽点 汇集多个电源 电压等级多为330 500kV 全所停电后 将引起系统解列 甚至出现瘫痪 43 二 中间变电所 高压侧以交换潮流为主 起系统交换功率的作用 或使长距离输电线路分段 一般汇集2 3个电源 电压为220 330kV 同时又降压供给当地用户 全所停电后 将引起区域电网解列 44 三 地区变电所 高压侧电压一般为110 220kV 向地区用户供电为主的变电所 这是一个地区或城市的主要变电所 全所停电后 仅使该地区中断供电 45 四 终端变电所 在输电线路的终端 接近负荷点 高压侧电压多为110kV 经降压后直接向用户供电的变电所 全所停电后 只是用户受到损失 46 1 4电气设备概述 47 一 电气设备 为了满足电力生产和保证电力系统运行的安全稳定性和经济性 发电厂和变电站中安装有各种电气设备 根据电气设备的作用不同 可将电气设备分为一次设备和二次设备 48 一 电气设备 生产 变换 输送 分配和使用电能的设备 1 一次设备 49 一 电气设备 1 一次设备 发电机将机械能转换成电能 电动机将电能转换成机械能 变压器将电压升高或降低以满足输配电需要 生产和转换电能的设备 如发电机 电动机 变压器等 50 一 电气设备 如断路器 隔离开关 负荷开关 熔断器 接触器等 它们用于正常或事故时 将电路闭合或断开 1 一次设备 接通或断开电路的开关电器 51 一 电气设备 如电抗器和避雷器等 1 一次设备 限制故障电流和防御过电压的保护电器 电抗器用于限制短路电流 避雷器用于防御过电压 52 一 电气设备 如裸导体 电缆等 用于传输电能或连接电气设备 1 一次设备 载流导体 53 一 电气设备 由埋入土中的金属接地体 角钢 扁钢 钢管等 和连接用的接地线构成 无论是电力系统中性点的工作接地 还是保护人身安全的保护接地 以及为了稳定电位 防止干扰的仪控接地 均同接地装置相连 1 一次设备 接地装置 54 一 电气设备 对一次设备和系统的运行状态进行测量 控制 监视和保护的设备 2 二次设备 55 一 电气设备 如电压互感器和电流互感器 用于将高电压 大电流转换成低电压 小