發(fā)電廠變電所電氣部分

1、發(fā)電廠變電所電氣部分第1頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二第一章 緒 論本章主要講授內(nèi)容發(fā)電廠的類型變電所的類型發(fā)電廠變電所電氣設(shè)備概述本課程的目的和任務(wù)第2頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二第一節(jié) 發(fā)電廠的類型一. 火力發(fā)電廠二. 水力發(fā)電廠三. 核電廠 四. 新能源發(fā)電第3頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二火 力 發(fā) 電 廠 把化石燃料(煤、油、天然氣、油頁(yè)巖等)的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的工廠。 分類：凝汽式火力發(fā)電廠 熱電廠 燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠 第4頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二凝汽式火力發(fā)電廠生產(chǎn)過程 整

2、個(gè)生產(chǎn)過程可分為三個(gè)系統(tǒng)：燃燒系統(tǒng)汽水系統(tǒng)電氣系統(tǒng)第5頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二第6頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二燃燒系統(tǒng)的作用及組成 作 用： 把燃料的化學(xué)能通過在鍋爐內(nèi)燃燒過程中轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，加熱鍋爐中的水使之變?yōu)檎羝?組 成： 由運(yùn)煤、磨煤、燃燒、風(fēng)煙、灰渣等系統(tǒng)組成 。 第7頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二火力發(fā)電廠燃燒系統(tǒng)流程示意圖 第8頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二汽水系統(tǒng)的作用及組成作 用： 把鍋爐產(chǎn)生的蒸汽送入汽輪機(jī)沖動(dòng)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。組 成： 由鍋爐

3、、汽輪機(jī)、凝汽器、除氧器、加熱器等設(shè)備及管道構(gòu)成，包括給水系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)和補(bǔ)充給水系統(tǒng)。 第9頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二火力發(fā)電廠汽水系統(tǒng)流程示意圖 第10頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二電氣系統(tǒng)的作用及組成 作 用： 把由汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能利用發(fā)電機(jī)變成電能。 組 成： 包括發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁裝置、廠用電系統(tǒng)和升壓變電站等。 第11頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二火力發(fā)電廠電氣系統(tǒng)示意圖 第12頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二二、熱電廠 熱電廠與凝汽式火力發(fā)電廠的不同之處： 將汽輪機(jī)中一部分

4、做過功的蒸汽從中段抽出來直接供給熱用戶，或經(jīng)熱交換器將水加熱后，把熱水供給用戶。 第13頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二熱電廠生產(chǎn)過程的示意圖 第14頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二三、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠用燃?xì)廨啓C(jī)或燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)中的燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的發(fā)電廠 ?？扇加靡后w燃料或氣體燃料。 燃?xì)廨啓C(jī)的工作原理與汽輪機(jī)相似，不同的是其工質(zhì)不是蒸汽，而是高溫高壓氣體 。 第15頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二燃?xì)廨啓C(jī)基本循環(huán)示意圖第16頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二電、熱、冷三聯(lián)供模式 燃?xì)廨?/p>

5、機(jī)的排氣進(jìn)入余熱鍋爐，加熱其中的給水并產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，送到汽輪機(jī)中去做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)再次發(fā)電；從汽輪機(jī)中抽取低壓蒸汽(發(fā)電機(jī)停止發(fā)電時(shí)起動(dòng)備用燃?xì)忮仩t提供汽源)，通過蒸汽型溴冷機(jī)(溴化鋰作為吸收劑)或汽水熱交換器7制取冷、熱水。 第17頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)系統(tǒng) 第18頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二水力發(fā)電廠 把水的位能和動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能的工廠水電站的原動(dòng)機(jī)為水輪機(jī)，通過水輪機(jī)將水能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再由水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。 按照是否建造攔河壩劃分，水電站可分為壩式水電站、引水式水電站和抽水蓄能電站。第1

6、9頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二1)壩式水電站在河流上的適當(dāng)?shù)胤浇ㄖr河壩，形成水庫(kù)，抬高上游水位，使壩的上、下游形成大的水位差。按廠房與壩的相對(duì)位置又可分為： 壩后式廠房、溢流式廠房、岸邊式廠房、地下式廠房、壩內(nèi)式廠房和河床式廠房等。第20頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二電、熱、冷三聯(lián)供模式 燃?xì)廨啓C(jī)的排氣進(jìn)入余熱鍋爐，加熱其中的給水并產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，送到汽輪機(jī)中去做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)再次發(fā)電；從汽輪機(jī)中抽取低壓蒸汽(發(fā)電機(jī)停止發(fā)電時(shí)起動(dòng)備用燃?xì)忮仩t提供汽源)，通過蒸汽型溴冷機(jī)(溴化鋰作為吸收劑)或汽水熱交換器7制取冷、熱水。 第21頁(yè)，共46

7、頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二 壩后式水電站斷面圖 第22頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二引水式水電站由引水系統(tǒng)將天然河道的落差集中進(jìn)行發(fā)電的水電站 。第23頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二抽水蓄能電站利用電力系統(tǒng)低谷負(fù)荷時(shí)的剩余電力抽水到高處蓄存，在高峰負(fù)荷時(shí)放水發(fā)電的水電站 。第24頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二核電廠 核電廠是將原子核的裂變能轉(zhuǎn)換為電能，燃料主要是U235。按所使用的慢化劑和冷卻劑不同，核反應(yīng)堆可分為以下幾種 ：輕水堆 重水堆 石墨氣冷堆及石墨沸水堆 液態(tài)金屬冷卻快中子堆 第25頁(yè)，

8、共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二壓水堆核電廠的示意圖 第26頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二壓水堆核電廠的特點(diǎn)整個(gè)系統(tǒng)分成一回路系統(tǒng)和二回路系統(tǒng)。 一回路系統(tǒng)中壓力為15MPa的高壓水被冷卻劑主泵送進(jìn)反應(yīng)堆，吸收燃料元件的釋熱后，進(jìn)入蒸汽發(fā)生器下部的U形管內(nèi)，將熱量傳給二回路系統(tǒng)的水，再返回冷卻劑主泵入口，形成一個(gè)閉合回路。 第27頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二壓水堆核電廠的特點(diǎn)二回路系統(tǒng)的水在U形管外部流過，吸收一回路系統(tǒng)的水的熱量后沸騰，產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)的高壓缸做功；高壓缸的排汽經(jīng)再熱器再熱提高溫度后，再進(jìn)入汽輪機(jī)的

9、低壓缸做功；膨脹做功后的蒸汽在凝汽器中被凝結(jié)成水，再送回蒸汽發(fā)生器，形成一個(gè)閉合回路。第28頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二沸水堆核電廠的示意圖 第29頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二沸水堆核電廠堆芯產(chǎn)生的飽和蒸汽經(jīng)分離器和干燥器除去水分后直接送入汽輪機(jī)做功。 沸水堆的控制棒是從堆芯下部插入。在沸水堆核電廠中反應(yīng)堆的功率主要由堆芯的含汽量來控制。在沸水堆中配備一組噴射泵，通過改變堆芯水的再循環(huán)率來控制反應(yīng)堆的功率。 第30頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二新能源發(fā)電 風(fēng)力發(fā)電 海洋能發(fā)電 地?zé)岚l(fā)電 太陽(yáng)能發(fā)電 生物質(zhì)能發(fā)電

10、磁流體發(fā)電 第31頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二(1)風(fēng)力發(fā)電 風(fēng)力機(jī)1將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能(屬于低速旋轉(zhuǎn)機(jī)械)，升速齒輪箱2將風(fēng)力機(jī)軸上的低速旋轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚傩D(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)3發(fā)出電能；經(jīng)電纜線路10引至配電裝置11，然后送入電網(wǎng) 第32頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二 (2)海洋能發(fā)電 在潮差大的海灣入口或河口筑堤構(gòu)成水庫(kù)，在壩內(nèi)或壩側(cè)安裝水輪發(fā)電機(jī)組，利用堤壩兩側(cè)的潮差驅(qū)動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。通常分為單庫(kù)單向式和單庫(kù)雙向式兩種。第33頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二單庫(kù)單向式潮汐電站 電站只建一個(gè)水庫(kù)，安裝單向水輪發(fā)電機(jī)組

11、，在落潮時(shí)發(fā)電。當(dāng)漲潮至庫(kù)內(nèi)水位時(shí)，開閘向水庫(kù)充水，至庫(kù)內(nèi)外在更高的水位齊平時(shí)關(guān)閘，等待潮水逐漸下降；當(dāng)庫(kù)內(nèi)外水位差達(dá)機(jī)組啟動(dòng)水頭時(shí)開閘發(fā)電，直到庫(kù)內(nèi)外水位差小于機(jī)組發(fā)電所需的最低水頭，再次關(guān)閘等待，轉(zhuǎn)入下一周期。第34頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二單庫(kù)單向式潮汐電站 第35頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二(3)地?zé)岚l(fā)電 利用地下蒸汽或熱水等地球內(nèi)部熱能資源發(fā)電，稱為地?zé)岚l(fā)電。利用地下熱水發(fā)電，分為閃蒸地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)和雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)兩種類型。第36頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二閃蒸地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng) 第37頁(yè)，共46頁(yè)，2

12、022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二(4)太陽(yáng)能發(fā)電 1)太陽(yáng)能熱發(fā)電 將吸收的太陽(yáng)輻射熱能轉(zhuǎn)換成電能分集中式和分散式兩類 第38頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二集中式太陽(yáng)能熱發(fā)電 塔式太陽(yáng)能電站熱力系統(tǒng)流程第39頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二變電所的類型 樞紐變電所中間變電所地區(qū)變電所 終端變電所 第40頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二發(fā)電廠變電所電氣設(shè)備簡(jiǎn)述 一次設(shè)備 直接生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換和輸配電能的設(shè)備 。 1生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備 包括：同步發(fā)電機(jī) 、變壓器 、電動(dòng)機(jī) 2開關(guān)電器包括：斷路器、隔離開關(guān) 、熔斷器 、負(fù)

13、荷開關(guān)、重合器、分段器等 3限流電器包括：普通電抗器和分裂電抗器 第41頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二發(fā)電廠變電所電氣設(shè)備簡(jiǎn)述 4載流導(dǎo)體 包括：母線、架空線、電纜線 5補(bǔ)償設(shè)備 包括：調(diào)相機(jī) 、電力電容器、消弧線圈、 并聯(lián)電抗器 6儀用互感器包括：電流互感器 、電壓互感器 第42頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二發(fā)電廠變電所電氣設(shè)備簡(jiǎn)述 7防御過電壓設(shè)備包括：避雷線(架空地線) 、避雷器 、避雷針 8絕緣子 包括：針式絕緣子、懸垂絕緣子、棒式絕緣子9接地裝置第43頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，星期二 二次設(shè)備：對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)察、測(cè)量、控制、保護(hù)、調(diào)節(jié)的輔助設(shè)備 。 包括：測(cè)量表計(jì) 、絕緣監(jiān)察裝置 、控制和信號(hào)裝置 、繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置 、)直流電源設(shè)備 、高頻阻波器 發(fā)電廠變電所電氣設(shè)備簡(jiǎn)述第44頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)40分，