第一章 能源和發(fā)電(方)

第一章能源和發(fā)電 方鴿飛eefanggf 電機工程樓308139571389762008 04 主要內(nèi)容 能源和電能火力發(fā)電廠水力發(fā)電廠核能發(fā)電廠變電所的類型 補充 電力系統(tǒng)概述 電力系統(tǒng)的構(gòu)成發(fā)電廠 變電所 輸配電線路 用戶電力網(wǎng)各種不同等級的電力線路和變配電所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)發(fā)電廠將各種天然能源 化學(xué)能 水能 核能等 轉(zhuǎn)化為電能變電站聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié) 起著變換和分配電能的作用 1 1能源和電能 電能和發(fā)電廠火力發(fā)電廠水力發(fā)電廠核能發(fā)電廠新能源發(fā)電風(fēng)力地?zé)岷Ｑ竽芴柲苌镔|(zhì)能磁流體 各類電廠 風(fēng)力發(fā)電廠 地?zé)岚l(fā)電 太陽能光發(fā)電 1 2火力發(fā)電廠 利用煤 石油 天然氣作為燃料生產(chǎn)電能的發(fā)電廠 固體 煤 液體 石油 氣體 天然氣 化學(xué)能 熱能 機械能 電能 燃燒 發(fā)電機 蒸汽 汽輪機 1 2 1火電廠的分類 按燃料分按蒸氣壓力和溫度分按原動機分按輸出能源分按總裝機容量分 火電廠的電能生產(chǎn)過程 燃料的化學(xué)能在鍋爐中燃燒轉(zhuǎn)變成熱能 加熱鍋爐中的水使之變?yōu)檎魵?稱為燃燒系統(tǒng)鍋爐產(chǎn)生的蒸氣進入氣輪機 沖動氣輪機的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn) 將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能 稱為汽水系統(tǒng)由氣輪機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機械能帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn) 機械能變?yōu)殡娔?稱為電氣系統(tǒng) 蒸汽 燃?xì)饴?lián)合循環(huán)機組 火電廠的特點 火電廠布局靈活 裝機容量大小可按需要決定火電廠的一次性建造投資少 建造工期短 發(fā)電設(shè)備年利用小時數(shù)較高 火電廠耗煤量大 單位發(fā)電成本比水電廠高3 4倍動力設(shè)備繁多 控制操作復(fù)雜 火電廠的特點 續(xù) 大型機組停機到開機并帶滿負(fù)荷時間長 附加耗用大量燃料擔(dān)負(fù)急劇升降負(fù)荷時 需要付出附加燃料消耗的代價若擔(dān)任調(diào)峰 調(diào)頻 事故備用 則相應(yīng)事故增多 強迫停運率增高 廠用電率增高 應(yīng)盡可能擔(dān)負(fù)較均勻負(fù)荷對空氣 環(huán)境污染大 1 3水力發(fā)電廠 水的勢能和動能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電廠基本生產(chǎn)過程 從河流較高處或水庫內(nèi)引水 利用水的壓力或流速沖動水輪機旋轉(zhuǎn) 將水能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能 然后由水輪機帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn) 將機械能轉(zhuǎn)換為電能 水電廠的分類 壩式水電站在河流上適當(dāng)位置建筑攔河壩 形成水庫 抬高上游的水位 使上 下游形成水位差 這種水電站稱為壩式水電站 引水式水電站由引水系統(tǒng)將天然河道的落差集中進行發(fā)電的水電站 混合式水電站抽水蓄能水電站 水電廠的特點 可綜合利用水資源發(fā)電成本低 效率高運行靈活可存儲和調(diào)節(jié)不污染環(huán)境投資較大 工期較長受水文條件制約淹沒土地 生態(tài)環(huán)境 抽水蓄能電廠 利用系統(tǒng)低谷負(fù)荷 或豐水期 時的富余電力抽水到上游水庫存儲 在高峰負(fù)荷 或枯水期 時 放水發(fā)電的水電站 填谷調(diào)峰電源在以火電 核電為主的系統(tǒng)中 建設(shè)適當(dāng)比例的抽水蓄能電站可以提高系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性和可靠性 抽水蓄能電廠在系統(tǒng)中的作用 調(diào)峰填谷備用調(diào)頻調(diào)相 抽水蓄能電廠的功能 降低電力系統(tǒng)燃料消耗提高火電設(shè)備利用率可作為發(fā)電成本低的峰荷電源無污染美化環(huán)境蓄能 核能發(fā)電廠 核能發(fā)電是將原子核裂變時產(chǎn)生的核能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?在核電廠中 反應(yīng)堆和蒸汽發(fā)生器代替了火電廠的鍋爐 核電的單機容量比火電廠大 一般為600 900MW 核能發(fā)電廠 核電廠中最多的是輕水堆核電廠 89 壓水堆核電廠沸水堆核電廠 壓水 沸水 核電廠運行 建設(shè)費用高 燃料費用便宜 帶基荷運行 變電所類型 變電所類型 續(xù) 樞紐變電所這類變電所位于電力系統(tǒng)的樞紐點 它連接電力系統(tǒng)高壓和中壓的幾個部分 匯集多個電源 電壓等級較高 如330 500kV等 若樞紐變電所發(fā)生事故出現(xiàn)全所停電時 將導(dǎo)致系統(tǒng)解列 甚至出現(xiàn)全系統(tǒng)崩潰的災(zāi)難局面 瓶窯變 變電所類型 續(xù) 中間變電所高壓側(cè)以穿越功率為主 在系統(tǒng)中起交換功率的作用或使高壓長距離輸電線路分段的變電所 稱為中間變電所 它一般匯集2 3個電源 電壓等級多為220kV 330kV 除供系統(tǒng)交換功率外 同時還降壓供給所在地區(qū)用戶用電 因此 這樣的變電所主要起中間環(huán)節(jié)的作用 并由此而得名中間變電所 有時又稱穿越變電所 當(dāng)全所停電時 將引起區(qū)域網(wǎng)絡(luò)解列 影響較大 古蕩變 變電所類型 續(xù) 地區(qū)變電所對地區(qū)用戶供電 是一個地區(qū)或城市的主要變電所 電壓一般為110 220kV 全所停電時 僅使該地區(qū)停電 變電所類型 續(xù) 終端變電所位于輸電線路的終端 接近負(fù)荷點 高壓例電壓多為110kV或更低 一般經(jīng)降壓后直接向用戶供電 這類變電所若全所停電 影影更小 只是用戶受到損失 求是變 小結(jié) 電力系統(tǒng)概念發(fā)電廠分類 電能生產(chǎn)過程 特點變電所類型 作業(yè) P271 3 1 4