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发电厂电气部分 张旭Zxtemper 1 问题1 电气的定义 问题2 电气和电器的区别 家用电器 2 思考题 我们为什么要学习这门课程 本课程讲述的内容 学习本课程对于学习和工作的帮助 作业 为什么电气化程度成为衡量一个国家进步程度的标准 使用电能驱动比使用其它能源驱动有什么样的好处 3 图示电力系统 4 5 6 7 基本要求一 看符号识电气设备 熟悉电气接线图 问题1 什么是电气设备 问题2 什么是电气主接线 P195对于图6 14的认知 8 人类对电能的认识和利用 自然现象 划破天空的闪电 9 Leyden瓶18世纪1746年发明 莱顿瓶是第一台能储存电的装置 今天已演化成电容 它是一系列新的实验成为可能 摩擦生电现象 10 著名的富兰克林风筝试验 它证明了天空中的闪电和此前所认识的静电是一会事 伏特电堆 1800年AllesandroVolta发明了电堆 电池的前身 电堆由一组锌片和铜片垂直叠成 中间以湿的织物隔开 这是第一个能产生稳定电流且能长时间工作的设备 11 奥斯特在1820年4月的一次演讲中 碰巧在南北方向的导线下面放置了一枚小磁针 当电源接通时 小磁针发生了转动 说明电流对小磁针产生了作用 证明电流在其周围产生了磁场 1821年法拉第发明了一种简单的装置 在装置内 只要有电流通过线路 线路就会绕着一块磁铁不停地转动 事实上法拉第发明的是第一台电动机 是第一台使用电流将物体运动的装置 虽然装置简陋 但它却是今天世界上使用的所有电动机的祖先 12 1831年8月29日 法拉第终于发现了电磁感应现象 他把两个线圈绕到同一个铁环上 如图所示 一个线圈接电源 一个线圈接 电流表 在给线圈通电和断电的瞬间 令一个线圈中就出现电流 之后他又做了大量的实验都取得了成功 他认为成功的 秘诀 是 磁生电 是一种在变化 运动的过程中才能出现的效应 13 1875年 比利时Z T 格拉姆将改造后的发电机安装在法国巴黎北火车站发电厂 该厂是世界第一座火电厂 专供弧光灯用电 14 1882年 世界上出现第一个电力系统 原动机是蒸气机 电压为1 5 2kV 功率1 5kW 法国人德普勒将水电厂发出的电输送到57公里外的慕尼黑 以驱动水泵 15 第一个完整电力系统 直流系统 包括发电机 电缆 熔丝 电表和负荷组成 由爱迪生在纽约城历史上有名的皮埃尔大街站建成 1882年9月投入运行 由1台蒸汽机拖动直流发电机经过110V地下电缆供给半径约1 5km面积内的59盏白炽灯 16 1891年第一条三相交流高压输电线路在德国运行 这个系统从拉芬镇到法兰克福全长178公里 由1台230kVA的水轮发电机发电 电压为95V 经1台升压变升压至25000V 电功率经4毫米的铜线送到法兰克福 在经2台13800 112V降压变降112V 其中一台变压器供给一步电动机 电动机驱动75W水泵 另一个供电给照明 17 初期直流 1886年后 其无法远距离送电的局限性显露出来 输电要高电压 而发用电不接受高电压 需要基于交流的变压技术 19世纪90年代交直流标准之争 爱迪生主张直流 西屋偏好交流 激烈辩论 1893年 南加州一条长12公里的2300V电力线路投入运行 这是北美第一条三相电力线路 同年 尼亚加拉瀑布选择交流 因为直流不可能将电送往30km以外的布法罗 结束了交直流争论 18 19 作业 综述 电力系统的产生 发展和现状 对于交流直流对于技术和设备的要求 论述为什么交流最终取代直流成为现代电力系统的标准 20 发电厂 产品 电能 二次能源 即由一次能源转换成的能源 交流 正弦波 通过电器设备后波形基本还是正弦波 50 60HZ 过低 闪烁 过高 干扰 损耗三相 21 发电厂 用户要求的电能质量 电压 10 无功调节 频率 0 2 有功调节 低周减载 谐波 由大功率直流电器产生 污染电源 使其它电器发热 闪变 电压瞬时波动 影响电子产品工作 如计算机芯片生产 三相不平衡 22 发电厂 发电厂分类 P13 根据一次能源的不同 可分为 火电厂 矿物燃料 锅炉 汽轮机 发电机 热能 机械能 电能 23 华能北京热电厂 安徽平圩发电厂 24 发电厂 水电厂 水库水势能 水轮机 机械能 发电机 电能 核电厂 25 三峡左岸厂房外部全貌 三峡左岸电站厂房全貌 26 大亚湾核电站 2 90万千瓦 葛洲坝水电厂 27 发电厂 风力发电站太阳能电站潮汐发电站地热发电站生物质能 28 浙江江厦潮汐电站 装机3200千瓦 西藏羊八井地热二分场 青海天峻县生格乡7千瓦太阳能光伏电站 浙江临海括苍山风电场33台600千瓦风电机组 29 作业 通过能量转换方式对比水电厂和火电厂的特点 30 变电站 对比开关站 同样实现电能的分配 不同的是变电站中有变压器进行电压变换 变电站分类 枢纽变电站 汇集多个大电源和大容量联络线 在系统中处于枢纽位置 高压侧交换系统间巨大功率潮流 并向中压侧传送大量电能 全所停电后 将使系统稳定破坏 电网瓦解 造成大面积停电 31 变电站 地区重要变电站 位于地区网络的枢纽点上 高压侧以交换和接受功率为住 供电给地区的中亚侧和附近的低压侧负荷 全所停电后 将引起地区电网的瓦解 影响整个地区的供电 一般变电所 多位终端和分支变电所 降压供电给附近用户或一个企业 全所停电后 只影响附近用户或一个企业的供电 32 发电厂的主要电气设备和电气主接线 发电厂的主要电气设备的作用和图形符号一次设备 发电机 机械能转换为电能 电动机 电能转化为机械能 变压器 电压升高或降低 满足输配电需要 生产和分配电能的设备 33 发电厂的主要电气设备和电气主接线 接通或断开电路的开关电器 正常或事故时 将电路闭合或断开 断路器 切断电流 隔离开关 隔离电压 熔断器 保护电器 过流熔断 34 作业 联想生活实际 叙述生活中你所见过的开关电器以及其作用 35 发电厂的主要电气设备和电气主接线 限制故障电流和防御过电压的电器 电抗器 限制短路电流 维持母线残压 避雷器 防御过电压 接地装置 包括工作接地和保护接地 36 载流导体 将电气设备连接起来 发电厂的主要电气设备和电气主接线 母线 接受和分配电能的装置 架空线 电缆 37 发电厂的主要电气设备和电气主接线 二次设备 对一次设备进行测量 控制 监视和保护 仪用互感器 将电路中的电压或电流降至较低值 供给仪表和保护装置使用 电压互感器PT 电流互感器CT 38 发电厂的主要电气设备和电气主接线 测量表计 测量电路中的参量值 电压表 电流表 功率表 A V W 39 发电厂的主要电气设备和电气主接线 继电保护及自动装置 迅速反应不正常情况并进行监控和调节 直流电源设备 供给保护和事故照明的直流用电 包括 直流发电机组 蓄电池 40 发电厂的主要电气设备和电气主接线 电气主接线各种电气设备根据工作的要求和它们的作用 依一定次序用导线连接成的电路 称为电气接线 其中一次设备连接成的电路成为电气主接线 二次设备连成的电路称为二次电路 其中主接线常按规定的图形符号画成单线图的形式 41 简单电气接线演示 42 基本要求二 依据实际情况 独立完成电气接线设计独立选择电气设备 43 思考题 你是否可以设计一个发电厂 变电站的电气部分 你是否可以设计一座大楼的电气部分 你是否可以为你家 宿舍设计电气接线 44 45 二次回路原理图 46 二次回路展开图 47 QFS双水内冷系列50 310MW汽轮发电机 小型柴油发电机 正在组装风力发电机机身 48 49 750kV单相变压器 50 220kV三相变压器 51 10kV杆上变压器 52 各类电动机 53 54 220kV高压断路器 55 10kV高压开关柜及手车式真空断路器 56 安装于10kV高压开关柜中的真空断路器 57 三柱式隔离开关 两柱式隔离开关 58 高压跌落式熔断器