发电厂电气部分绪论部分60

发电厂电气部分教材：《发电厂电气部分》(第三版)华中科技大学熊信银主编华北电力大学朱永利副主编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§1.1我国电力工业发展概况

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水轮发电机组二、装机容量及发电量的增长装机容量1856587850013789217223190050841万kW年发电量433006395062131006913685

24747亿kW·h世界排名21/258/643/22/2二、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。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)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。五、电电力系系统的的发展展区域电电网构构成华北、、华东东、华华中、、南方方电网网的装装机容容量已已超过过1亿kW(100GW)东北、、西北北电网网的装装机容容量也也超过过4000万kW(40GW)五、电电力系系统的的发展展区域电电网互互联1989年9月，±500kVDC2001年5月，500kVAC2003年6月，500kVAC2003年9月，500kVAC2004年6月，±500kVDC2005年6月，直流流背背靠靠背背五、、电电力力系系统统的的发发展展电网网电电压压等等级级第一一条条500kVAC：1981年12月河河南南平平顶顶山山-湖北北武武昌昌。。第一一条条330kVAC：1972年6月甘甘肃肃刘刘家家峡峡-天水水-陕西西关关中中(眉县县)。各电电网网已已形形成成500kV或330kV的骨骨干干网网架架。。第一一条条±500kVDC：1989年9月，，湖湖北北葛葛洲洲坝坝-上海海南南桥桥。。第一一条条750kVAC：2005年9月青海海官官亭亭-甘肃肃兰兰州州东东。六、、电电力力工工业业发发展展前前景景电力力工工业业的的基基本本任任务务：：为国国民民经经济济各各部部门门和和人人民民生生活活提提供供充充足足、、可可靠靠、、优优质质、、廉廉价价的的电电能能。。电力力工工业业的的发发展展方方向向：：厂网网分分开开，，竞竞价价上上网网，，实实现现高高度度自自动动化化，，西西电电东东送送，，南南北北互互供供，，走走向向联联合合电电力力系系统统。。六、、电电力力工工业业发发展展前前景景相关关技技术术：：做好好电电力力规规划划，，加加强强电电网网建建设设电力工业业现代化化联合电力力系统电力市场场IT技术谐波治理理洁净煤发发电技术术绿色能源源的开发发和利用用§1.2发电厂的的类型引言发电厂是是把各种种天然能能源，如如煤炭、、水能、、核能等等转换成成电能的的工厂。。根据所使使用的一一次能源源的不同同，发电电厂可分分为火力力发电厂厂、水力力发电厂厂、核能能发电厂厂等。一、火力力发电厂厂主要是煤煤，还有有石油、、天然气气。1.一次能源源（燃料料）2.主要设备备锅炉、汽汽轮机、、发电机机及各种种辅机。。3.电能生产产过程燃料在锅锅炉里燃燃烧→使水变成成蒸汽→推动汽轮轮机转子子旋转→带动发电电机转子子旋转→发电机产产生电能能化学能→热能→机械能→电能一、火力力发电厂厂电能生产产过程可可分为三三个系统统：燃烧系统统汽水系统统电气系统统一、火力力发电厂厂燃料的化化学能在在锅炉燃燃烧中转转变为热热能，加加热锅炉炉中的水水使之变变为蒸汽汽。燃烧系统统由运煤煤、磨煤煤、燃烧烧、风烟烟、灰渣渣等系统统组成。。(1)燃烧系统统一、火力力发电厂厂由锅炉、、汽轮机机、凝汽汽器、除除氧器、、加热器器等设备备及管道道构成，，包括给水水系统、、循环水水系统和和补充给给水系统统。(2)汽水系统统一、火力力发电厂厂包括发电电机、励励磁装置置、厂用用电系统统和升压压变电站站等。(3)电气系统统一、火力力发电厂厂电能生产产过程燃烧系统统汽水系统统电气系统统一、火力力发电厂厂燃煤发电电厂燃油发电电厂燃气发电电厂余热发电电厂垃圾发电电厂工业废料料发电厂厂4.类型(1)按燃料分分一、火力力发电厂厂中低压发发电厂，，PN<25MW；高压发电电厂，PN<100MW；超高压发发电厂，，PN<200MW；亚临界压压力发电电厂，PN=300~1000MW；超临界压压力发电电厂，PN=600、800MW及以上。。4.类型(2)按蒸汽压压力和温温度分一、火力力发电厂厂凝汽式汽汽轮机发发电厂燃气轮机机发电厂厂内燃机发发电厂蒸汽—燃气轮机发电电厂4.类型(3)按原动机分一、火力发电电厂凝汽式火力发发电厂—火电厂只生产电能效率较低，30%~40%供热式火力发发电厂—热电厂既生产电能又又供应热能效率较高，60%~70%4.类型(4)按输出能源分分一、火力发电电厂优点：布局灵活，装装机容量的大大小可按需要要决定；一次投资较小小，建设周期期较短。缺点：耗煤量大，发发电成本高；；动力设备繁多多，控制操作作复杂，运行行费用高；启动时间长(几小时到十几几小时)，启停费用高高；担负调峰、调调频时，煤耗耗增加、事故故增多；对空气和环境境的污染大。。5.优缺点二、水力发电电厂水的位能或动动能1.一次能源2.主要设备压力水管、水水轮机、发电电机3.生产过程高处的水经压压力水管→推动水轮机转转子旋转→带动发电机转转子旋转→发电机发出电电能位能或动能→机械能→电能二、水力发电电厂坝后式水电厂厂河床式水电厂厂4.类型(1)堤坝式水电厂厂：二、水力发电电厂4.类型(1)堤坝式水电厂厂：坝后式水电厂厂厂房建在坝的的后面，不承承受上游水压压二、水力发电电厂4.类型(1)堤坝式水电厂厂：河床式水电厂厂厂房代替一部部分坝体，也也起拦水作用用，直接承受受上游水压二、水力发电电厂建筑在山区水水流湍急的河河道上，或河河床坡度较陡陡的地方，由由引水渠道造造成水头；一般不需修坝坝或只修低堰堰。(2)引水式水电厂厂：4.类型二、水力发发电厂工作原理：：以一定水量量作为能量量载体，通通过能量转转换向电力力系统提供供电能。在电力系统统负荷低谷谷时，抽水水，蓄能；；在电力系统统负荷高峰峰时，放水水，发电。。作用：用于电网的的调峰、填填谷、备用用、调频、、调相4.类型(3)抽水蓄能式式水电厂：：二、水力发发电厂优点：发电成本低低，对环境没有有污染，运行灵活方方便，可防洪、灌灌溉、航运运等。缺点：一次投资大大，建设周期长长，受水文气象象影响，淹没土地、、移民搬迁迁等。5.优缺点三、核能发发电厂——核电厂核能（核裂裂变能）1.一次能源2.主要设备核反应堆、、蒸汽发生生器、汽轮轮机、发电电机3.生产过程核燃料在核核反应堆中中裂变产生生热能→产生蒸汽→推动汽轮机机转子旋转转→带动发电机机转子旋转转→发电机发出出电能原子能→热能→机械能→电能三、核能发发电厂——核电厂压水堆：4.类型用高压轻水水作慢化剂剂、冷却剂剂，一回路路系统和二二回路系统统分开三、核能发发电厂——核电厂4.类型沸水堆（重重水堆）：：用重水作冷冷却剂，水水会沸腾，，汽轮机等等设备可能能受污染三、核能发发电厂——核电厂优点：可节省煤、、石油和天天然气及运运输费用，，无需空气助助燃，可建建在地下、、水下、山山上。缺点：投资大5.优缺点四、其它形形式发电风力发电：：容量小地热发电：：美国加州旧旧金山山400MW潮汐发电：：法国240MW太阳能发电电磁流体发电电垃圾发电生物发电……§1.3变电所的类类型引言电力系统由由发电厂、、变电所、、线路和用用户组成。。变电所是是联系发电电厂和用户户的中间环环节。根据变电所所在电力系系统中的地地位，变电电所可分成成四类：枢纽变电所所中间变电所所地区变电所所终端变电所所一、枢纽变变电所位于电力系系统的枢纽纽点，汇集集多个电源源，电压等等级多为330~500kV。全所停电后后，将引起起系统解列列，甚至出出现瘫痪。。二、中间变变电所高压侧以交交换潮流为为主，起系系统交换功功率的作用用，或使长长距离输电电线路分段段，一般汇汇集2~3个电源，电电压为220~330kV，同时又降降压供给当当地用户。。全所停电后后，将引起起区域电网网解列。三、地区变变电所高压侧电压一一般为110~220kV，向地区用户户供电为主的的变电所，这这是一个地区区或城市的主主要变电所。。全所停电后，，仅使该地区区中断供电。。四、终端变电电所在输电线路的的终端，接近近负荷点，高高压侧电压多多为110kV，经降压后直直接向用户供供电的变电所所。全所停电后，，只是用户受受到损失。§1.4电气设备概述述一、电气设备备为了满足电力力生产和保证证电力系统运运行的安全稳稳定性和经济济性，发电厂厂和变电站中中安装有各种种电气设备。。根据电气设备备的作用不同同，可将电气气设备分为一一次设备和二二次设备。一、电气设备备生产、变换、、输送、分配配和使用电能能的设备1.一次设备一、电气设备备1.一次设备发电机将机械械能转换成电电能，电动机将电能能转换成机械械能，变压器将电压压升高或降低低以满足输配配电需要。①生产和转转换电能的设设备如发电机、电电动机、变压压器等。一、电气设备备如断路器、隔隔离开关、负负荷开关、熔熔断器、接触触器等。它们用于正常常或事故时，，将电路闭合合或断开。1.一次设备②接通或断断开电路的开开关电器一、电气设备备如电抗器和避避雷器等。1.一次设备③限制故障障电流和防御御过电压的保保护电器电抗器用于限限制短路电流流，避雷器用于防防御过电压。。一、电气设备备如裸导体、电电缆等。用于传输电能能或连接电气气设备。1.一次设备④载流导体体一、电气设备备由埋入土中的的金属接地体体（角钢、扁扁钢、钢管等等）和连接用用的接地线构构成。无论是电力系系统中性点的的工作接地，，还是保护人人身安全的保保护接地，以以及为了稳定定电位、防止止干扰的仪控控接地，均同同接地装置相相连。1.一次设备⑤接地装置置一、电气设备备对一次设备和和系统的运行行状态进行测测量、控制、、监视和保护护的设备2.二次设备一、电气设备备如电压互感器器和电流互感感器。用于将高电压压、大电流转转换成低电压压、小电流，，供给测量仪仪表和保护装装置使用。2.二次设备①仪用互感感器一、电气设备备如电压表、电