第一章发电厂w.ppt

1、发电厂电气部分第一章 能源和发电,电气与信息工程学院,第一节 能源和电能,一、电能及其优点 1) 便于大规模生产和远距离输送 2) 方便转换和易于控制 3) 损耗小 4) 效率高 5) 无气体和噪声污染 二、发电厂 将各种一次能源转变为电能的工厂。,发电厂类型,火电厂：凝汽式火电厂、热电厂 水电厂：堤坝式水电厂、引水式水电厂、抽水蓄能电站 核电厂：最多是轻水堆核电厂，即压水堆、沸水堆核电厂 新能源发电：风力发电、海洋能发电、地热发电、太阳能发电、磁流体发电,1. 能量转换过程 燃料的化学能热能机械能电能 2. 火力发电厂分类 燃料：燃煤、燃油、燃气、余热、垃圾等 蒸汽压力和温度：中低压发电厂、

2、高压发电厂、超高压发电厂、 亚临界压力发电厂、超临界压力发电厂、超超临界压力发电厂 输出能源：凝汽式火力发电厂、热电厂 发电厂总装机容量：小容量、中容量、大中容量、大容量发电厂,第二节 火力发电厂,3. 火力发电厂三大主机及电能生产过程,汽轮机：汽水系统（热能-机械能转换） 含给水系统、补充给水系统、循环水系统,锅 炉： 燃烧系统（化学能-热能转换） 含运煤系统、磨煤系统、燃烧系统、风烟系统、 灰渣系统,发电机：电气系统（机械能-电能转换） 含发电机、励磁系统、厂用电系统、升压站, 火力发电厂 凝汽式火电厂生产过程示意图,(1) 凝汽式电厂（200MW及以上机组）,2. 水循环使用，即在汽轮机

3、内作功后，蒸汽全部排入凝汽器冷却成水，又重新送回锅炉。蒸汽中含有的大量热量被浪费；,1. 容量大，电能经高压或超高压线路送往负荷中心，单纯供电；,3. 效率低，只有30%40%。,(2) 热电厂（几十到几百MW的机组）,2. 在汽轮机中段抽出已作功蒸汽，或直接供给热用户（化工、纺织、造纸、制药、公用事业和居民取暖等），或送给水加热器将水加热供给用户；,1. 容量小，靠近城市和负荷中心，电能在满足地方需求后，送入电网。既供电又供热；,3. 效率高，可达60%70%，但运行方式不如凝汽式电厂灵活，因为要根据热需求调整出力。,4. 火电厂的特点,布局灵活，装机容量的大小可按需要决定。 一次性建造投资

4、少，建造工期短。 煤耗量大，单位电量发电成本较高。 动力设备繁多，机组控制操作复杂，运行费用高。 机组启动慢，附加耗用大量燃料。 担负急剧升降负荷时，附加燃料消耗大。 担负调峰、调频或事故备用，相应事故增多，厂用电率增高。适合担负较均匀的负荷。 对空气和环境污染大。,第三节 水力发电厂,1. 能量转换过程 水能（势能）机械能（动能）电能 2. 水力发电厂分类 （1）根据集中落差的方式： 堤坝式 (坝后式、河床式) 引水式 混合式 （2）根据径流调节的方式： 无调节水电厂 有调节水电厂 （3）抽水蓄能电厂：调峰、填谷、备用、调频、调相,水力发电厂组成,水电厂的主要设施包括：水工建筑物、厂房、水轮

5、发电机组、变电所和送电设备。(1)水工建筑物包括大坝、引水建筑物和泄水建筑物等。大坝的作用是挡水并汇集水流、提高水位，形成上、下游河段的落差;引水建筑物由进水口、拦污栅、闸门、渠道、隧洞、压力管道等组成;泄水建筑物主要包括溢流坝、泄水闸、泄洪道及底孔等。(2)厂房是安装水轮机组及其配套设备的建筑物，类型有地面厂房、地下厂房和坝内厂房等几种。(3)水轮发电机组由水轮机、发电机、主轴及控制系统等组成，水流冲击水轮机转轮带动整个机组旋转，从而将水流的动能和势能通过发电机转化为电能。(4)变电所主要由变压器、各种开关及控制设备组成，在电力系统中担负着变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压等

6、任务。,坝后式水电厂： 当水电站水头较高，建坝挡水，厂房建在坝的后面，不承受水压，水库的水流经坝体内的压力水管引入厂房推动水轮机发电机发电。,丹江口水电站,三峡水电站,河床式水电厂：当水头较低，单机容量又较大时，厂房与整个进水建筑物连成一体，厂房本身起挡水作用。,葛洲坝水利枢纽,广西西津水电站,湖南省凤滩水电站,坝内式厂房：当洪水量很大，河谷狭窄时，为减少开挖量，将厂房布置在坝体内，而在坝顶设溢洪道。,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。,3. 水电厂的特点,可综合利用水能资源。 发电成本低，效率较高。 运行灵活。 水能可储存和调节。 不污染环境。 建设投资大，工期长

7、。 建设和生产都受到河流的地形、水量及季节气象条件限制，发电不均衡。 水库兴建，淹没土地，移民搬迁，给农业生产带来不利，还可能在一定程度破坏自然界的生态平衡。,4. 抽水蓄能电厂利用电力系统低谷负荷时的剩余电力抽水到高处蓄存，在高峰负荷时放水发电的水电厂。,抽水蓄能电厂的作用,调峰 填谷 备用 调频 调相,核电厂是利用核能发电的电厂，一般建在自然资源匮乏的缺电地区。其利用反应堆中核燃料裂变链式反应产生的热能，再按火电厂的发电模式，将热能转换为机械能，再转换为电能。 核电机组与普通火力发电机组不同的是以核反应堆和蒸汽发生器替代了锅炉设备，而汽轮机和发电机部分则基本相同。 原子核反应堆是核电厂的核

8、心部分，它是一个可以被控制的核裂变装置，常以铀235为燃料。 我国已建成发电的核电厂有大亚湾、秦山核电厂、广东岭澳核电厂等。 核电厂分类：压水堆核电厂和沸水堆核电厂。,第四节 核能发电厂,第五节 变电所类型,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，起变换和分配电能的作用。 1. 按作用分 升压变电所：一般设于发电厂内或电厂附近，把发电机电压经升压变压器升高后，由高压输电线路将电能送出，与电力系统直接相连。 降压变电所：一般位于负荷中心或网路中心，一方面连接电力系统各部分，同时将电压降低，供给地区负荷用电。 开关站（开闭所）：仅连接电力系统的各部分，可以进行

9、输电线路的断开或接入，而无变压器进行电压变换，一般是为了电力系统的稳定而设置的。,2. 按地位分：,（1）枢纽变电所 枢纽变电所位于电力系统的枢纽点，汇集多个电源，连接电力系统高压和中压的几个部分，电压等级一般为330500kV。这种变电所一旦停电，将造成大范围停电，引起系统解列，甚至整个系统瘫痪。因此，枢纽变电所对电力系统运行的稳定和可靠性起着重要作用。,（2）中间变电所 中间变电所的电压等级一般为220330kV，汇集23个电源和若干线路，高压侧起交换功率的作用，或使长距离输电线路分段，同时降压对一个区域供电。 这样的变电所在系统中主要起中间环节的作用，故称中间变电所。全所停电后，将引起区域电网的解列。,（3）地区变电所 地区变电所的电压等级一般为110220kV，主要向一个地区用户供电