第一章 能源和发电(方)

第一章能源和发电 方鸽飞eefanggf 电机工程楼308139571389762008 04 主要内容 能源和电能火力发电厂水力发电厂核能发电厂变电所的类型 补充 电力系统概述 电力系统的构成发电厂 变电所 输配电线路 用户电力网各种不同等级的电力线路和变配电所构成的网络发电厂将各种天然能源 化学能 水能 核能等 转化为电能变电站联系发电厂和用户的中间环节 起着变换和分配电能的作用 1 1能源和电能 电能和发电厂火力发电厂水力发电厂核能发电厂新能源发电风力地热海洋能太阳能生物质能磁流体 各类电厂 风力发电厂 地热发电 太阳能光发电 1 2火力发电厂 利用煤 石油 天然气作为燃料生产电能的发电厂 固体 煤 液体 石油 气体 天然气 化学能 热能 机械能 电能 燃烧 发电机 蒸汽 汽轮机 1 2 1火电厂的分类 按燃料分按蒸气压力和温度分按原动机分按输出能源分按总装机容量分 火电厂的电能生产过程 燃料的化学能在锅炉中燃烧转变成热能 加热锅炉中的水使之变为蒸气 称为燃烧系统锅炉产生的蒸气进入气轮机 冲动气轮机的转子旋转 将热能转变为机械能 称为汽水系统由气轮机转子旋转的机械能带动发电机旋转 机械能变为电能 称为电气系统 蒸汽 燃气联合循环机组 火电厂的特点 火电厂布局灵活 装机容量大小可按需要决定火电厂的一次性建造投资少 建造工期短 发电设备年利用小时数较高 火电厂耗煤量大 单位发电成本比水电厂高3 4倍动力设备繁多 控制操作复杂 火电厂的特点 续 大型机组停机到开机并带满负荷时间长 附加耗用大量燃料担负急剧升降负荷时 需要付出附加燃料消耗的代价若担任调峰 调频 事故备用 则相应事故增多 强迫停运率增高 厂用电率增高 应尽可能担负较均匀负荷对空气 环境污染大 1 3水力发电厂 水的势能和动能转换为电能的发电厂基本生产过程 从河流较高处或水库内引水 利用水的压力或流速冲动水轮机旋转 将水能转变为机械能 然后由水轮机带动发电机旋转 将机械能转换为电能 水电厂的分类 坝式水电站在河流上适当位置建筑拦河坝 形成水库 抬高上游的水位 使上 下游形成水位差 这种水电站称为坝式水电站 引水式水电站由引水系统将天然河道的落差集中进行发电的水电站 混合式水电站抽水蓄能水电站 水电厂的特点 可综合利用水资源发电成本低 效率高运行灵活可存储和调节不污染环境投资较大 工期较长受水文条件制约淹没土地 生态环境 抽水蓄能电厂 利用系统低谷负荷 或丰水期 时的富余电力抽水到上游水库存储 在高峰负荷 或枯水期 时 放水发电的水电站 填谷调峰电源在以火电 核电为主的系统中 建设适当比例的抽水蓄能电站可以提高系统运行的经济性和可靠性 抽水蓄能电厂在系统中的作用 调峰填谷备用调频调相 抽水蓄能电厂的功能 降低电力系统燃料消耗提高火电设备利用率可作为发电成本低的峰荷电源无污染美化环境蓄能 核能发电厂 核能发电是将原子核裂变时产生的核能转变为电能 在核电厂中 反应堆和蒸汽发生器代替了火电厂的锅炉 核电的单机容量比火电厂大 一般为600 900MW 核能发电厂 核电厂中最多的是轻水堆核电厂 89 压水堆核电厂沸水堆核电厂 压水 沸水 核电厂运行 建设费用高 燃料费用便宜 带基荷运行 变电所类型 变电所类型 续 枢纽变电所这类变电所位于电力系统的枢纽点 它连接电力系统高压和中压的几个部分 汇集多个电源 电压等级较高 如330 500kV等 若枢纽变电所发生事故出现全所停电时 将导致系统解列 甚至出现全系统崩溃的灾难局面 瓶窑变 变电所类型 续 中间变电所高压侧以穿越功率为主 在系统中起交换功率的作用或使高压长距离输电线路分段的变电所 称为中间变电所 它一般汇集2 3个电源 电压等级多为220kV 330kV 除供系统交换功率外 同时还降压供给所在地区用户用电 因此 这样的变电所主要起中间环节的作用 并由此而得名中间变电所 有时又称穿越变电所 当全所停电时 将引起区域网络解列 影响较大 古荡变 变电所类型 续 地区变电所对地区用户供电 是一个地区或城市的主要变电所 电压一般为110 220kV 全所停电时 仅使该地区停电 变电所类型 续 终端变电所位于输电线路的终端 接近负荷点 高压例电压多为110kV或更低 一般经降压后直接向用户供电 这类变电所若全所停电 影影更小 只是用户受到损失 求是变 小结 电力系统概念发电厂分类 电能生产过程 特点变电所类型 作业 P271 3 1 4