电力系统概述

1、Add Your Company Slogan电力系统概述电力系统概述中正保险公估中正保险公估 电力系统总纲Contents1火力发电厂系统概述2发电厂变电站电气系统概述3输电线路系统概述41、概述-1.11.1什么是电力系统？数据采集和传输1.1什么是电力系统？ 水水库库G G MM MM 电电力力网网电电力系力系统统动动力系力系统统发电厂发电厂汽汽轮轮机机 发电发电机机变电变电所所升升压变压压变压器器输电线输电线路路变电变电所所降降压变压压变压器器用用户户用用电设备电设备1.1什么是电力系统？电力网电力网：电力系统中各种电压的变电所及输配电线路组成的：电力系统中各种电压的变电所及输配电线路

2、组成的统一体统一体 。 电力系统电力系统：由发电厂中的电气部分、各类变电所及输电、配：由发电厂中的电气部分、各类变电所及输电、配电线路及各种类型的用电设备组成的统一体，称为电线路及各种类型的用电设备组成的统一体，称为电力系统。具体。具体组成如下：如下： 发电厂：生产电能。电力网：变换电压、传送电能。由变电所和电力线路组成。配电系统：将系统的电能传输给电力用户。 电力用户：高压用户额定电压在1kV以上，低压用户额定电压在1kV以下。用电设备：消耗电能。 动力系统动力系统：在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分（例如：在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分（例如火力发电厂的锅炉、汽轮机和水力发电厂

3、的水库、水轮机以火力发电厂的锅炉、汽轮机和水力发电厂的水库、水轮机以及核动力发电厂的反应堆等）包含在内的系统。及核动力发电厂的反应堆等）包含在内的系统。通常，将发电厂电能送到负荷中心的线路叫通常，将发电厂电能送到负荷中心的线路叫输电线路。负荷中心至。负荷中心至各用户的线路叫各用户的线路叫配电线路。负荷中心一般设。负荷中心一般设变电站 。1.1什么是电力系统？ 超高超高压远压远距距离离输电网输电网地方地方电电力力网网区区域域电电力力网网11110 0kVkV 3535kVkV 3535kVkV500500k kV V220220k kV V110110k kV V10 10 kVkV水力水力发电

4、厂发电厂火力火力发电厂发电厂变电变电所所A A：枢纽枢纽变电变电所所C C：地方地方变电变电所所D D：终终端端变电变电所所B B：中中间间1.1什么是电力系统？ 电力网电力网： 按电压等级分类：按电压等级分类：低压网：电压等级在1kV以下；中压网：110kV；高压网：高于10kV、低于330kV；超高压网：低于750kV；特高压网：1000kV及以上。 1.1什么是电力系统？电力网电力网：按电压等级的高低、供电范围的大：按电压等级的高低、供电范围的大小的分类小的分类地方电力网：电压等级在35kV及以下，供电半径在2050km以内区域电力网：电压等级在35kV以上（一般为110kV220kV）

5、，供电半径超过50km，联系较多发电厂的网络超高压远距离输电网：电压等级为330kV500kV的网络，其主要任务是把远处发电厂生产的电能输送到负荷中心，同时还联系若干区域电力网形成跨省、跨地区的大型电力系统1.1什么是电力系统？变电所变电所：按其在电力系统中的地位分类：按其在电力系统中的地位分类枢纽变电所：中间变电所：地区变电所：终端电站所：1.2电力系统的额定电压及电压等级电力系统的额定电压及电压等级电力变压器额定电压电力变压器额定电压/kV电力系统电力系统额定电压额定电压/kV发电机发电机额定电压额定电压/kV一次绕组一次绕组二次绕组二次绕组电气设备电气设备最高电压最高电压/kV33.15

6、3 及 3.153.15 及 3.33.666.306 及 6.306.3 及 6.67.21010.5010 及 10.510.5 及 11.012-13.8013.80-15.7515.75-18.018.0-2020.020.0-24-22.022.0-24.024.0-353538.540.560606672.5110110121126220220242252330330363363500500550550750-8002 2.1.1火力火力发电厂发电厂 定义定义n火力发电厂：将煤、油、天然气火力发电厂：将煤、油、天然气或其它燃料的化学能转换成电能或其它燃料的化学能转换成电能的工厂。的

7、工厂。n主要由燃烧、汽水、电气系统三主要由燃烧、汽水、电气系统三部分组成；可分为凝气式火电厂部分组成；可分为凝气式火电厂和热电厂两类和热电厂两类 n通常运行寿命通常运行寿命25年。年。 2 2.1 .1 火力火力发电厂发电厂 流程图流程图 2 2.2 .2 火力火力发电厂发电厂的主要设备的主要设备锅炉设备汽轮机设备发电机设备除尘除灰设备供水和水处理设备电厂自动控制系统2 2.2.1 .2.1 火力火力发电厂发电厂的锅炉设备的锅炉设备锅炉由锅炉本体和辅助设备锅炉由锅炉本体和辅助设备2 2大部分组成。大部分组成。锅炉本体包括：炉膛、汽包、过热器、省煤锅炉本体包括：炉膛、汽包、过热器、省煤器、空气预

8、热器、炉墙和钢架。器、空气预热器、炉墙和钢架。锅炉辅助设备包括：送引风机、给水泵、除锅炉辅助设备包括：送引风机、给水泵、除尘器、制粉设备。尘器、制粉设备。2 2.2.1 .2.1 锅炉主要系统锅炉主要系统汽水系统：锅炉的汽水系统的主要功用是接汽水系统：锅炉的汽水系统的主要功用是接受燃料的热能，提升介质的热势能，增压增受燃料的热能，提升介质的热势能，增压增温，完成介质的状态转换。温，完成介质的状态转换。烟风系统：提供锅炉燃烧的氧气，带动干燥烟风系统：提供锅炉燃烧的氧气，带动干燥的燃料进入炉膛，维持炉膛风压以稳定燃烧的燃料进入炉膛，维持炉膛风压以稳定燃烧。制粉系统：完成燃料的磨碎、干燥。使之形制粉

9、系统：完成燃料的磨碎、干燥。使之形成具有一定细度和干燥度的燃料，并送入炉成具有一定细度和干燥度的燃料，并送入炉膛。膛。其它辅助系统：包括燃油系统、吹灰系统、其它辅助系统：包括燃油系统、吹灰系统、火检系统、除灰除渣系统等，具体功能不做火检系统、除灰除渣系统等，具体功能不做介绍。介绍。2 2.2.1 .2.1 火力火力发电厂发电厂的锅炉的锅炉 锅炉炉膛锅炉炉膛 锅炉汽包锅炉汽包 锅炉过热器锅炉过热器锅炉送引风机锅炉送引风机 一次风机：干燥燃料，将燃料送入炉膛，一一次风机：干燥燃料，将燃料送入炉膛，一般采用离心式风机。般采用离心式风机。送风机：克服空气预热器、风道、燃烧器阻送风机：克服空气预热器、风

10、道、燃烧器阻力，输送燃烧风，维持燃料充分燃烧。力，输送燃烧风，维持燃料充分燃烧。引风机：将烟气排除，维持炉膛压力，形成引风机：将烟气排除，维持炉膛压力，形成流动烟气，完成烟气及空气的热交换。流动烟气，完成烟气及空气的热交换。磨煤机：将原煤磨成需要细度的煤粉，完成磨煤机：将原煤磨成需要细度的煤粉，完成粗细粉分离及干燥。粗细粉分离及干燥。 空预器：空气预热器是利用锅炉尾部烟气热空预器：空气预热器是利用锅炉尾部烟气热量来加热燃烧所需空气的一种热交换装置。量来加热燃烧所需空气的一种热交换装置。提高锅炉效率，提高燃烧空气温度，减少燃提高锅炉效率，提高燃烧空气温度，减少燃料不完全燃烧热损失。空预器分为导热

11、式和料不完全燃烧热损失。空预器分为导热式和回转式。回转式是将烟气热量传导给蓄热元回转式。回转式是将烟气热量传导给蓄热元件，蓄热元件将热量传导给一、二次风，回件，蓄热元件将热量传导给一、二次风，回转式空气预热器的漏风系数在转式空气预热器的漏风系数在810。炉水循环泵：建立和维持锅炉内部介质的循炉水循环泵：建立和维持锅炉内部介质的循环，完成介质循环加热的过程。环，完成介质循环加热的过程。 燃烧器：将携带煤粉的一次风和助燃的二次燃烧器：将携带煤粉的一次风和助燃的二次风送入炉膛，并组织一定的气流结构，使煤风送入炉膛，并组织一定的气流结构，使煤粉能迅速稳定的着火，同时使煤粉和空气合粉能迅速稳定的着火，同

12、时使煤粉和空气合理混合，达到煤粉在炉内迅速完全燃烧。煤理混合，达到煤粉在炉内迅速完全燃烧。煤粉燃烧器可分为直流燃烧器和旋流燃烧器两粉燃烧器可分为直流燃烧器和旋流燃烧器两大类大类锅炉空预器锅炉空预器锅炉燃烧器锅炉燃烧器 2 2.2.2 .2.2 火力火力发电厂发电厂的的汽轮机设备汽轮机设备汽轮机本体汽轮机本体：汽轮机本体（汽轮机本体（steam turbine steam turbine properproper）是完成蒸汽热能转换为机械能的汽）是完成蒸汽热能转换为机械能的汽轮机组的基本部分，即汽轮机本身。它与回轮机组的基本部分，即汽轮机本身。它与回热加热系统、调节保安系统、油系统、凝汽热加热系

13、统、调节保安系统、油系统、凝汽系统以及其他辅助设备共同组成汽轮机组。系统以及其他辅助设备共同组成汽轮机组。汽轮机本体由固定部分（静子）和转动部分汽轮机本体由固定部分（静子）和转动部分（转子）组成。（转子）组成。 固定部分包括汽缸、隔板、喷嘴、汽封、紧固固定部分包括汽缸、隔板、喷嘴、汽封、紧固件和轴承等。转动部分包括主轴、叶轮或轮件和轴承等。转动部分包括主轴、叶轮或轮鼓、叶片和联轴器等。固定部分的喷嘴、隔鼓、叶片和联轴器等。固定部分的喷嘴、隔板与转动部分的叶轮、叶片组成蒸汽热能转板与转动部分的叶轮、叶片组成蒸汽热能转换为机械能的通流部分。汽缸是约束高压蒸换为机械能的通流部分。汽缸是约束高压蒸汽不

14、得外泄的外壳。汽轮机本体还设有汽封汽不得外泄的外壳。汽轮机本体还设有汽封系统。系统。 汽机主要系统汽机主要系统主蒸汽系统：吹动汽轮机旋转，带动发电机做功，是发电主蒸汽系统：吹动汽轮机旋转，带动发电机做功，是发电厂主要的做功介质通过的系统。厂主要的做功介质通过的系统。再热蒸汽系统：辅助主蒸汽系统做功，提高机组热效率。再热蒸汽系统：辅助主蒸汽系统做功，提高机组热效率。回热抽汽系统：尽量减少进入凝汽器的无用能量，提高机回热抽汽系统：尽量减少进入凝汽器的无用能量，提高机组热效率。组热效率。轴封系统：防止汽轮机内部高压蒸汽向外泄露，保证汽轮机效率，保轴封系统：防止汽轮机内部高压蒸汽向外泄露，保证汽轮机效

15、率，保持真空系统严密性。持真空系统严密性。真空系统：维持汽轮机的低背压和凝汽器真空。真空系统：维持汽轮机的低背压和凝汽器真空。凝结水系统：将凝结水输送到除氧器，完成加热、除氧、化学处理和凝结水系统：将凝结水输送到除氧器，完成加热、除氧、化学处理和剔除杂质。剔除杂质。给水系统：提高给水压力，加热后为锅炉提供给水。给水系统：提高给水压力，加热后为锅炉提供给水。主机油系统：包括润滑油系统、顶轴油系统、调节、保安系统。主机油系统：包括润滑油系统、顶轴油系统、调节、保安系统。汽轮机调节、保安系统：协调各系统同步地按照要求进行工作。汽轮机调节、保安系统：协调各系统同步地按照要求进行工作。润滑油系统：为汽轮

16、机提供润滑、冷却用油。润滑油系统：为汽轮机提供润滑、冷却用油。发电机冷却系统和密封系统：冷却系统的功能是冷却发电机，带走发发电机冷却系统和密封系统：冷却系统的功能是冷却发电机，带走发电机工作时的热量。密封系统的功能是密封冷却介质的外泄。电机工作时的热量。密封系统的功能是密封冷却介质的外泄。工业水系统：提供冷却介质。冷却各种辅助设备。工业水系统：提供冷却介质。冷却各种辅助设备。顶轴油系统由于不是所有机组都有，所以不做介绍。液压油系统划归顶轴油系统由于不是所有机组都有，所以不做介绍。液压油系统划归调节、保安系统，所以不做介绍。调节、保安系统，所以不做介绍。其它系统：压缩空气系统、旁路系统、减温水系

17、统、精处理系统、胶其它系统：压缩空气系统、旁路系统、减温水系统、精处理系统、胶球系统等。球系统等。2 2.3.3火力火力发电厂发电厂发电机发电机在发电厂中，同步发电机是将机械能转变成电在发电厂中，同步发电机是将机械能转变成电能的唯一电气设备。因而将一次能源（水力能的唯一电气设备。因而将一次能源（水力、煤、煤、 油、风力、原子能等）转换为二次油、风力、原子能等）转换为二次能源的发电机，现在几乎都是采用三相交流能源的发电机，现在几乎都是采用三相交流同步发电机。在发电厂中的交流同步发电机同步发电机。在发电厂中的交流同步发电机，电枢是静止的，磁极由原动机拖动旋转。，电枢是静止的，磁极由原动机拖动旋转。

18、其励磁方式为发电机的励磁线圈其励磁方式为发电机的励磁线圈FLQFLQ（即转（即转子绕组）由同轴的并激直流励磁机经电刷及子绕组）由同轴的并激直流励磁机经电刷及滑环来供电。同步发电机由定子（固定部分滑环来供电。同步发电机由定子（固定部分）和转子（转动部分）两部分组成。定子由）和转子（转动部分）两部分组成。定子由定子铁心、定子线圈、机座、端盖、风道等定子铁心、定子线圈、机座、端盖、风道等组成。定子铁心和线圈是磁和电通过的部分组成。定子铁心和线圈是磁和电通过的部分，其他部分起着固定、支持和冷却的作用。，其他部分起着固定、支持和冷却的作用。 转子由转子本体、护环、心环、转子线圈转子由转子本体、护环、心环

19、、转子线圈、滑环、同轴激磁机电枢组成。、滑环、同轴激磁机电枢组成。 火力发电厂其它系统介绍输煤系统：运输燃料进入厂房，进行初步加输煤系统：运输燃料进入厂房，进行初步加工和燃料筛选工作，同时完成外加物质的混工和燃料筛选工作，同时完成外加物质的混合工作。所包涵的主要设备有斗轮机、碎煤合工作。所包涵的主要设备有斗轮机、碎煤机、翻车机、输煤皮带等。机、翻车机、输煤皮带等。化学水系统：将天然水在进入汽水系统前先化学水系统：将天然水在进入汽水系统前先除去杂质。其流程一般为：天然水除去杂质。其流程一般为：天然水混凝混凝沉淀沉淀过滤过滤离子交换离子交换补给水。混补给水。混凝沉淀是加入混凝剂，产生絮凝体。过滤处

20、凝沉淀是加入混凝剂，产生絮凝体。过滤处理是使用石英砂等滤料除去细小悬浮物。化理是使用石英砂等滤料除去细小悬浮物。化学除盐是使用混床除去金属离子和酸根，常学除盐是使用混床除去金属离子和酸根，常使用树脂除盐。使用树脂除盐。 循环水系统：为机组提供冷却水源。工业生循环水系统：为机组提供冷却水源。工业生产过程中产生的废热，一般要用冷却水来导产过程中产生的废热，一般要用冷却水来导走。从江、河、湖、海等天然水体中吸取一走。从江、河、湖、海等天然水体中吸取一定量的水作为冷却水，冷却工艺设备吸取废定量的水作为冷却水，冷却工艺设备吸取废热使水温升高，再排入江、河、湖、海，这热使水温升高，再排入江、河、湖、海，这

21、种冷却方式称为直流冷却。当不具备直流冷种冷却方式称为直流冷却。当不具备直流冷却条件时，则需要用冷却塔来冷却。冷却塔却条件时，则需要用冷却塔来冷却。冷却塔的作用是将挟带废热的冷却水在塔内与空气的作用是将挟带废热的冷却水在塔内与空气进行热交换，使废热传输给空气并散人大气进行热交换，使废热传输给空气并散人大气。火力发电厂变电站电气系统一次设备一次设备直接生产、变换、输送、分配和用电的设备直接生产、变换、输送、分配和用电的设备二次设备二次设备对一次设备和系统运行状态进行测量、控制、监视和对一次设备和系统运行状态进行测量、控制、监视和保护的设备保护的设备 火力发电厂电气系统一次设备一次设备发电机发电机

22、火力发电厂变电站电气系统一次设备一次设备变压器变压器 电压升高或降低以满足输配电的需电压升高或降低以满足输配电的需要要 火力发电厂变电站电气系统一次设备一次设备断路器断路器 ：接通或断开电路的开关电器：接通或断开电路的开关电器 火力发电厂变电站电气系统一次设备一次设备隔离开关隔离开关：接通或断开电路的开关电器：接通或断开电路的开关电器火力发电厂变电站电气系统一次设备一次设备熔断器熔断器；接通或断开电路的开关电器，防过；接通或断开电路的开关电器，防过电流。电流。火力发电厂变电站电气系统一次设备一次设备电抗器电抗器：限流电器和防御过电压设备：限流电器和防御过电压设备火力发电厂变电站电气系统一次设备

23、一次设备避雷器避雷器：限流电器和防御过电压设备：限流电器和防御过电压设备火力发电厂变电站电气系统一次设备一次设备裸导体母线，电缆等裸导体母线，电缆等火力发电厂变电站电气系统一次设备一次设备接地装置接地装置：保证电力系统正常运行或保护人：保证电力系统正常运行或保护人身安全身安全火力发电厂变电站电气系统一次设备一次设备绝缘子绝缘子及电缆头及电缆头二次设备：对一次设备的工作状况进行监视、测量、控制、保护、调节所必需的电气设备，如监控装置、继电保护装置、自动装置、信号器具等。通常还包括电流互感器、电压互感器的二次绕组引出线和站用直流电源。这些二次设备按一定要求连接在一起构成的电路，称为二次接线或二次回

24、路。描述二次接线的图纸称为二次接线图或二次回路图。1.控制系统2.信号系统3.测量与监察系统4.继电保护及自动装置系统5.操作电源系统发电厂变电站发电厂变电站的二次的二次系统及设备系统及设备控制系统控制系统的作用：对变电站的开关设备进行就地或远方跳、合闸操作，以满足改变主系统运行方式及处理故障的要求。控制系统的构成:由控制器具(装置)、控制对象及控制网络构成。在实现了综合自动化的变电站中，控制系统控制方式包括远方控制和就地控制。远方控制有变电站端控制和调度(或集控中心)端控制方式。就地控制有操动机构处和保护(或监控)屏处控制方式。 发电厂控制系统设备发电厂控制系统设备 变电站变电站的的控制系统

25、及设备控制系统及设备 信号系统作用：准确及时的显示出相应一次设备的运行工作状态，为运行人员提供操作、调节和处理故障的可靠依据。组成：信号发送机构、信号接受显示元件(装置)及其网络构成。状态信号实时登录信号瞬时动作信号延时动作信号自动复归信号手动复归信号断路器位置信号、各种其它开关位置信号、变压器档位信号等保护动作信号、装置故障信号、断路器监视的各种异常信号等发电厂信号系统设备发电厂信号系统设备 变电站信号系统设备变电站信号系统设备 输电线路系统概述一、输电线路的任务一、输电线路的任务二、二、输配电线路分类输配电线路分类三、输电线路的组成部分三、输电线路的组成部分输电线路的任务输电线路的任务输电

26、线路的任务就是输送电能并联接各发电厂、变输电线路的任务就是输送电能并联接各发电厂、变电所并使之并列运行，实现电力系统联网。高压输电所并使之并列运行，实现电力系统联网。高压输电线路是电力工业的大动脉，是电力系统的重要组电线路是电力工业的大动脉，是电力系统的重要组成部分。成部分。输配电线路分类输配电线路分类由发电厂向电力负荷中心输送电能的线路及由发电厂向电力负荷中心输送电能的线路及电力系统之间的联络线路称为输（送）电线电力系统之间的联络线路称为输（送）电线路，路，由电力负荷中心向各个电力用户送电的线路由电力负荷中心向各个电力用户送电的线路称为配电线路。称为配电线路。 输电线路的组成部分输电线路的组

27、成部分架空输电线路主要有导线、地线、绝缘子（架空输电线路主要有导线、地线、绝缘子（串）串）、线路金具、杆塔和拉线、基础及接地线路金具、杆塔和拉线、基础及接地装置等部分组成。装置等部分组成。导线导线导线；导线用于传导电流、输送电能、通过绝缘子导线；导线用于传导电流、输送电能、通过绝缘子串悬挂在杆塔上，导线常年在大气中运行，长期受串悬挂在杆塔上，导线常年在大气中运行，长期受风、冰雪和温度变化影响，承受拉力变化的作用。风、冰雪和温度变化影响，承受拉力变化的作用。同时受到空气中污染物的侵蚀。因此，导线应具备同时受到空气中污染物的侵蚀。因此，导线应具备有良好的导电性能外、还必须有足够的机械强度和有良好的

28、导电性能外、还必须有足够的机械强度和及腐蚀性能，并要质轻价廉。及腐蚀性能，并要质轻价廉。 导线导线 地线地线地线；地线又称架空地线、悬挂在导线之上，主要地线；地线又称架空地线、悬挂在导线之上，主要作用是防止雷电直击导线，同时在雷击杆塔时起到作用是防止雷电直击导线，同时在雷击杆塔时起到分流用，对导线起耦合屏蔽作用。降低导线上的感分流用，对导线起耦合屏蔽作用。降低导线上的感应过电压。近年来新建线路增加了光缆通讯，架空应过电压。近年来新建线路增加了光缆通讯，架空地线其中有一根线是光缆通讯线。其他线路也在新地线其中有一根线是光缆通讯线。其他线路也在新增改造。增改造。地线地线 绝缘子（串）绝缘子（串）绝缘子用来支持或悬挂导线和地线，保证导线和杆绝缘子用来支持或悬挂导线和地线，保证导线和杆塔之间不发生闪络，保证地线与杆塔之间的绝缘。塔之间不发生闪络，保证地线与杆塔之间的绝缘。绝缘子长期暴露在自然环境中，经受风雨冰霜及气绝缘子长期暴露在自然环境中，经受风雨冰霜及气温突变等恶劣天气的影响。同时还受到有害气体的温突变等恶劣天气的影响。同时还受到有害气体的影响，因此绝缘子应有足够的电气绝缘强度和机械影响，因此绝缘子应有足够的电气绝缘强度