發(fā)電廠電氣部分緒論部分60

發(fā)電廠廠電氣氣部分分教材：：《發(fā)電廠廠電氣氣部分分》(第三版版)華中科科技大大學(xué)熊熊信銀銀主編編華北電電力大大學(xué)朱朱永利利副主主編課程內(nèi)容容緒論電氣主接接線廠用電導(dǎo)體的發(fā)發(fā)熱和電電動力電氣設(shè)備備的原理理與選擇擇配電裝置置發(fā)電廠和和變電站站的控制制和信號號第一章緒緒論論§1.1我國電力力工業(yè)發(fā)發(fā)展概況況§1.2發(fā)電廠的的類型§1.3變電站的的類型§1.4電氣設(shè)備備概述§1.1我國電力力工業(yè)發(fā)發(fā)展概況況一、我國國電力工工業(yè)的起起點第一個發(fā)發(fā)電廠：1882年7月26日上上海電氣氣公司12kW以蒸汽機(jī)帶動動的直流發(fā)電電機(jī)從電廠到外灘灘，沿街架線線，供給照明明用電第一個水電廠廠：1912年農(nóng)歷4月12日云南昆昆明附近石龍龍壩水電廠裝有2臺240kW水輪發(fā)電機(jī)組組二、裝機(jī)容量量及發(fā)電量的的增長裝機(jī)容量1856587850013789217223190050841萬kW年發(fā)電量43300639506213100691368524747億kW·h世界排名21/258/643/22/2二、裝機(jī)容量量及發(fā)電量的的增長截至2007年底，總裝機(jī)機(jī)容量為71329萬kW，火電：55442萬kW，占77.73％；水電：14526萬kW，占20.36％；核電：885萬kW，占1.24％；風(fēng)電：403萬kW，占0.56％。全年發(fā)電量為為32559億kW·h。三、最大單機(jī)機(jī)容量最大火電機(jī)組組：1000MW(華電國際鄒縣發(fā)電廠、、華能玉環(huán)電廠廠)最大水電機(jī)組組：700MW(三峽電廠)550MW(二灘水電廠)320MW(葛洲壩水電廠廠)最大核電機(jī)組組：1000MW(百萬千瓦級)(大亞灣、嶺澳澳、田灣)四、最大發(fā)電電廠最大火電廠：鄒縣電廠，4×335+2×600+2×1000=4540MW北侖港電廠，，5×600MW=3000MW最大水電廠：三峽電廠(14+12(+6))×700MW=18200(+4200)MW二灘水電廠6×550MW=3300MW最大核電廠：秦山核電站1×300+2×650+2×700=3000MW最大抽水蓄能能電廠：廣東抽水蓄能能電廠8×300MW=2400MW五、電力系統(tǒng)統(tǒng)的發(fā)展建國初期：大多是大城市市發(fā)、供電系系統(tǒng)；跨地區(qū)的電力力系統(tǒng)有：東北中部和南南部的154、220kV系統(tǒng)；東北東部的110kV系統(tǒng)（以豐滿滿、水豐和鏡鏡泊湖水電廠廠等為中心））；冀北系統(tǒng)。本世紀(jì)初：已形成東北、、華北、華東東、華中、西西北、西南、、華南等七個個跨省區(qū)域性性電力系統(tǒng)。。五、電力系統(tǒng)統(tǒng)的發(fā)展區(qū)域電網(wǎng)構(gòu)成成華北、華東、、華中、南方方電網(wǎng)的裝機(jī)機(jī)容量已超過過1億kW(100GW)東北、西北電電網(wǎng)的裝機(jī)容容量也超過4000萬kW(40GW)五、電力系統(tǒng)統(tǒng)的發(fā)展區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)聯(lián)1989年9月，±500kVDC2001年5月，500kVAC2003年6月，500kVAC2003年9月，500kVAC2004年6月，±500kVDC2005年6月，直流背靠背五、電力系統(tǒng)統(tǒng)的發(fā)展電網(wǎng)電壓等級級第一條500kVAC：1981年12月河南平平頂山-湖北武昌昌。第一條330kVAC：1972年6月甘肅劉劉家峽-天水-陜西關(guān)中中(眉縣)。各電網(wǎng)已已形成500kV或330kV的骨干網(wǎng)網(wǎng)架。第一條±500kVDC：1989年9月，湖北北葛洲壩壩-上海南橋橋。第一條750kVAC：2005年9月青海官亭亭-甘肅蘭州州東。六、電力力工業(yè)發(fā)發(fā)展前景景電力工業(yè)業(yè)的基本本任務(wù)：：為國民民經(jīng)濟(jì)濟(jì)各部部門和和人民民生活活提供供充足足、可可靠、、優(yōu)質(zhì)質(zhì)、廉廉價的的電能能。電力工工業(yè)的的發(fā)展展方向向：廠網(wǎng)分分開，，競價價上網(wǎng)網(wǎng)，實實現(xiàn)高高度自自動化化，西西電東東送，，南北北互供供，走走向聯(lián)聯(lián)合電電力系系統(tǒng)。。六、電電力工工業(yè)發(fā)發(fā)展前前景相關(guān)技技術(shù)：：做好電電力規(guī)規(guī)劃，，加強(qiáng)強(qiáng)電網(wǎng)網(wǎng)建設(shè)設(shè)電力工工業(yè)現(xiàn)現(xiàn)代化化聯(lián)合電電力系系統(tǒng)電力市市場IT技術(shù)諧波治治理潔凈煤煤發(fā)電電技術(shù)術(shù)綠色能能源的的開發(fā)發(fā)和利利用§1.2發(fā)電廠廠的類類型引言發(fā)電廠廠是把把各種種天然然能源源，如如煤炭炭、水水能、、核能能等轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成成電能能的工工廠。。根據(jù)所所使用用的一一次能能源的的不同同，發(fā)發(fā)電廠廠可分分為火火力發(fā)發(fā)電廠廠、水水力發(fā)發(fā)電廠廠、核核能發(fā)發(fā)電廠廠等。。一、火火力發(fā)發(fā)電廠廠主要是是煤，，還有有石油油、天天然氣氣。1.一次能能源（（燃料料）2.主要設(shè)設(shè)備鍋爐、、汽輪輪機(jī)、、發(fā)電電機(jī)及及各種種輔機(jī)機(jī)。3.電能生生產(chǎn)過過程燃料在在鍋爐爐里燃燃燒→使水變變成蒸蒸汽→推動汽汽輪機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)子子旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)→帶動發(fā)發(fā)電機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)子子旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)→發(fā)電機(jī)機(jī)產(chǎn)生生電能能化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能一、火力發(fā)發(fā)電廠電能生產(chǎn)過過程可分為為三個系統(tǒng)統(tǒng)：燃燒系統(tǒng)汽水系統(tǒng)電氣系統(tǒng)一、火力發(fā)發(fā)電廠燃料的化學(xué)學(xué)能在鍋爐爐燃燒中轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苣?，加熱鍋鍋爐中的水水使之變?yōu)闉檎羝?。燃燒系統(tǒng)由由運煤、磨磨煤、燃燒燒、風(fēng)煙、、灰渣等系系統(tǒng)組成。。(1)燃燒系統(tǒng)一、火力發(fā)發(fā)電廠由鍋爐、汽汽輪機(jī)、凝凝汽器、除除氧器、加加熱器等設(shè)設(shè)備及管道道構(gòu)成，包括給水系系統(tǒng)、循環(huán)環(huán)水系統(tǒng)和和補充給水水系統(tǒng)。(2)汽水系統(tǒng)一、火力發(fā)發(fā)電廠包括發(fā)電機(jī)機(jī)、勵磁裝裝置、廠用用電系統(tǒng)和和升壓變電電站等。(3)電氣系統(tǒng)一、火力發(fā)發(fā)電廠電能生產(chǎn)過過程燃燒系統(tǒng)汽水系統(tǒng)電氣系統(tǒng)一、火力發(fā)發(fā)電廠燃煤發(fā)電廠廠燃油發(fā)電廠廠燃?xì)獍l(fā)電廠廠余熱發(fā)電廠廠垃圾發(fā)電廠廠工業(yè)廢料發(fā)發(fā)電廠4.類型(1)按燃料分一、火力發(fā)發(fā)電廠中低壓發(fā)電電廠，PN<25MW；高壓發(fā)電廠廠，PN<100MW；超高壓發(fā)電電廠，PN<200MW；亞臨界壓力力發(fā)電廠，，PN=300~1000MW；超臨界壓力力發(fā)電廠，，PN=600、800MW及以上。4.類型(2)按蒸汽壓力力和溫度分分一、火力發(fā)發(fā)電廠凝汽式汽輪輪機(jī)發(fā)電廠廠燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)發(fā)電廠內(nèi)燃機(jī)發(fā)電電廠蒸汽—燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)發(fā)電廠4.類型(3)按原動機(jī)機(jī)分一、火力力發(fā)電廠廠凝汽式火火力發(fā)電電廠—火電廠只生產(chǎn)電電能效率較低低，30%~40%供熱式火火力發(fā)電電廠—熱電廠既生產(chǎn)電電能又供供應(yīng)熱能能效率較高高，60%~70%4.類型(4)按輸出能能源分一、火力力發(fā)電廠廠優(yōu)點：布局靈活活，裝機(jī)機(jī)容量的的大小可可按需要要決定；；一次投資資較小，，建設(shè)周周期較短短。缺點：耗煤量大大，發(fā)電電成本高高；動力設(shè)備備繁多，，控制操操作復(fù)雜雜，運行行費用高高；啟動時間間長(幾小時到到十幾小小時)，啟啟停停費費用用高高；；擔(dān)負(fù)負(fù)調(diào)調(diào)峰峰、、調(diào)調(diào)頻頻時時，，煤煤耗耗增增加加、、事事故故增增多多；；對空空氣氣和和環(huán)環(huán)境境的的污污染染大大。。5.優(yōu)缺缺點點二、、水水力力發(fā)發(fā)電電廠廠水的的位位能能或或動動能能1.一次次能能源源2.主要要設(shè)設(shè)備備壓力力水水管管、、水水輪輪機(jī)機(jī)、、發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)3.生產(chǎn)產(chǎn)過過程程高處處的的水水經(jīng)經(jīng)壓壓力力水水管管→推動動水水輪輪機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)→帶動動發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)→發(fā)電電機(jī)機(jī)發(fā)發(fā)出出電電能能位能或動能→機(jī)械能→電能二、水力發(fā)電電廠壩后式水電廠廠河床式水電廠廠4.類型(1)堤壩式水電廠廠：二、水力發(fā)電電廠4.類型(1)堤壩式水電廠廠：壩后式水電廠廠廠房建在壩的的后面，不承承受上游水壓壓二、水力發(fā)電電廠4.類型(1)堤壩式水電廠廠：河床式水電廠廠廠房代替一部部分壩體，也也起攔水作用用，直接承受受上游水壓二、水力發(fā)電電廠建筑在山區(qū)水水流湍急的河河道上，或河河床坡度較陡陡的地方，由由引水渠道造造成水頭；一般不需修壩壩或只修低堰堰。(2)引水式水電廠廠：4.類型二、水力發(fā)電電廠工作原理：以一定水量作作為能量載體體，通過能量量轉(zhuǎn)換向電力力系統(tǒng)提供電電能。在電力系統(tǒng)負(fù)負(fù)荷低谷時，，抽水，蓄能能；在電力系統(tǒng)負(fù)負(fù)荷高峰時，，放水，發(fā)電電。作用：用于電網(wǎng)的調(diào)調(diào)峰、填谷、、備用、調(diào)頻頻、調(diào)相4.類型(3)抽水蓄能式水水電廠：二、水力發(fā)電電廠優(yōu)點：發(fā)電成本低，，對環(huán)境沒有污污染，運行靈活方便便，可防洪、灌溉溉、航運等。。缺點：一次投資大，，建設(shè)周期長，，受水文氣象影影響，淹沒土地、移移民搬遷等。。5.優(yōu)缺點三、核能發(fā)電電廠——核電廠核能（核裂變變能）1.一次能源2.主要設(shè)備核反應(yīng)堆、蒸蒸汽發(fā)生器、、汽輪機(jī)、發(fā)發(fā)電機(jī)3.生產(chǎn)過程核燃料在核反反應(yīng)堆中裂變變產(chǎn)生熱能→產(chǎn)生蒸汽→推動汽輪機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)→帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)→發(fā)電機(jī)發(fā)出電電能原子能→熱能→機(jī)械能→電能三、核能發(fā)電電廠——核電廠壓水堆：4.類型用高壓輕水作作慢化劑、冷冷卻劑，一回回路系統(tǒng)和二二回路系統(tǒng)分分開三、核能發(fā)電電廠——核電廠4.類型沸水堆（重水水堆）：用重水作冷卻卻劑，水會沸沸騰，汽輪機(jī)機(jī)等設(shè)備可能能受污染三、核能發(fā)電電廠——核電廠優(yōu)點：可節(jié)省煤、石石油和天然氣氣及運輸費用用，無需空氣助燃燃，可建在地地下、水下、、山上。缺點：投資大5.優(yōu)缺點四、其它形式式發(fā)電風(fēng)力發(fā)電：容量小地?zé)岚l(fā)電：美國加州舊舊金山400MW潮汐發(fā)電：法國240MW太陽能發(fā)電磁流體發(fā)電垃圾發(fā)電生物發(fā)電……§1.3變電所的類型型引言電力系統(tǒng)由發(fā)發(fā)電廠、變電電所、線路和和用戶組成。。變電所是聯(lián)聯(lián)系發(fā)電廠和和用戶的中間間環(huán)節(jié)。根據(jù)變電所在在電力系統(tǒng)中中的地位，變變電所可分成成四類：樞紐變電所中間變電所地區(qū)變電所終端變電所一、樞紐變電電所位于電力系統(tǒng)統(tǒng)的樞紐點，，匯集多個電電源，電壓等等級多為330~500kV。全所停電后，，將引起系統(tǒng)統(tǒng)解列，甚至至出現(xiàn)癱瘓。。二、中間變電電所高壓側(cè)以交換換潮流為主，，起系統(tǒng)交換換功率的作用用，或使長距距離輸電線路路分段，一般般匯集2~3個電源，電壓壓為220~330kV，同時又降壓壓供給當(dāng)?shù)赜糜脩?。全所停電后，，將引起區(qū)域域電網(wǎng)解列。。三、地區(qū)區(qū)變電所所高壓側(cè)電電壓一般般為110~220kV，向地區(qū)區(qū)用戶供供電為主主的變電電所，這這是一個個地區(qū)或或城市的的主要變變電所。。全所停電電后，僅僅使該地地區(qū)中斷斷供電。。四、終端端變電所所在輸電線線路的終終端，接接近負(fù)荷荷點，高高壓側(cè)電電壓多為為110kV，經(jīng)降壓壓后直接接向用戶戶供電的的變電所所。全所停電電后，只只是用戶戶受到損損失?！?.4電氣設(shè)備備概述一、電氣氣設(shè)備為了滿足足電力生生產(chǎn)和保保證電力力系統(tǒng)運運行的安安全穩(wěn)定定性和經(jīng)經(jīng)濟(jì)性，，發(fā)電廠廠和變電電站中安安裝有各各種電氣氣設(shè)備。。根據(jù)電氣氣設(shè)備的的作用不不同，可可將電氣氣設(shè)備分分為一次次設(shè)備和和二次設(shè)設(shè)備。一、電氣氣設(shè)備生產(chǎn)、變變換、輸輸送、分分配和使使用電能能的設(shè)備備1.一次設(shè)備備一、電氣氣設(shè)備1.一次設(shè)備備發(fā)電機(jī)將將機(jī)械能能轉(zhuǎn)換成成電能，，電動機(jī)將將電能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成機(jī)機(jī)械能，，變壓器將將電壓升升高或降降低以滿滿足輸配配電需要要。①生產(chǎn)產(chǎn)和轉(zhuǎn)換換電能的的設(shè)備如發(fā)電機(jī)機(jī)、電動動機(jī)、變變壓器等等。一、電氣氣設(shè)備如斷路器器、隔離離開關(guān)、、負(fù)荷開開關(guān)、熔熔斷器、、接觸器器等。它們用于于正?；蚧蚴鹿蕰r時，將電電路閉合合或斷開開。1.一次設(shè)備備②接通通或斷開開電路的的開關(guān)電電器一、電氣氣設(shè)備如電抗器器和避雷雷器等。。1.一次設(shè)備備③限制制故障電電流和防防御過電電壓的保保護(hù)電器器電抗器用用于限制制短路電電流，避雷器用于于防御過電電壓。一、電氣設(shè)設(shè)備如裸導(dǎo)體、、電纜等。。用于傳輸電電能或連接接電氣設(shè)備備。1.一次設(shè)備④載流導(dǎo)導(dǎo)體一、電氣設(shè)設(shè)備由埋入土中中的金屬接接地體（角角鋼、扁鋼鋼、鋼管等等）和連接接用的接地地線構(gòu)成。。無論是電力力系統(tǒng)中性性點的工作作接地，還還是保護(hù)人人身安全的的保護(hù)接地地，以及為為了穩(wěn)定電電位、防止止干擾的儀儀控接地，，均同接地地裝置相連連。1.一次設(shè)備⑤接地裝裝置一、電氣設(shè)設(shè)備對一次設(shè)備備和系統(tǒng)的的運行狀態(tài)態(tài)進(jìn)行測量量、控制、、監(jiān)視和保保護(hù)的設(shè)備備2.二次設(shè)備一、電氣設(shè)設(shè)備如電壓互感感器和電流流互感器。。用于將高電電壓、大電電流轉(zhuǎn)換成成低電壓、、小電流，，供給測量量儀表和保保護(hù)裝置使使用。2.二次設(shè)備①儀用互互感器一、電氣設(shè)設(shè)備如電壓表、、電流表、、功率表和和電能表等等。用于測量電電路中的電電氣參數(shù)。。2.二次設(shè)備②