發(fā)電廠電氣部分 第1章 緒論

發(fā)電廠電氣部分

第1章緒論教學(xué)要求了解我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展概況掌握電力系統(tǒng)的基本概念了解發(fā)電廠、變電站的常見(jiàn)類型了解常用電氣設(shè)備了解電氣主接線和配電裝置的概念電力工業(yè)發(fā)展概況

①易于轉(zhuǎn)化②便于遠(yuǎn)距離輸送（輸電線路、電纜）③電能集中，分配自由④速度快（30萬(wàn)km/s），能量大，能做到約時(shí)停送電電能的優(yōu)點(diǎn)全國(guó)各大區(qū)電網(wǎng)分布圖1972年建成第一條330kV輸電線路（劉家峽－陜西關(guān)中，全長(zhǎng)534km）。1981年建成第一條500kV輸電線路（河南平頂山－武漢，全長(zhǎng)595km）。1989年建成第一條500kV直流輸電線路（葛洲壩－上海，全長(zhǎng)1046km）2005年建成第一條750kV輸電線路（青海官亭－甘肅蘭州，全長(zhǎng)140km）2007年開(kāi)工建設(shè)第一條1000kV輸電線路（晉東南―南陽(yáng)―荊門(mén)，全長(zhǎng)645km）電網(wǎng)電壓等級(jí)

一、電力系統(tǒng)及電力網(wǎng)

1.1發(fā)電廠和變電所的類型

GMM發(fā)電廠升壓變電所降壓變電所輸電線路用戶電力網(wǎng)電力系統(tǒng)電力網(wǎng)及電力系統(tǒng)圖示電力系統(tǒng)=發(fā)電廠+升、降壓變電所+輸電線路+用戶電力網(wǎng)=升、降壓變電所+輸電線路

1.基本概念2.電力系統(tǒng)應(yīng)滿足的基本要求（1）保證可靠地持續(xù)供電，完成年發(fā)電量計(jì)劃。供電的中斷將使生產(chǎn)停頓，生活混亂，甚至威脅人身和設(shè)備安全，形成十分嚴(yán)重的后果。停電給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成的損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)電力系統(tǒng)本身的損失。因此電力系統(tǒng)運(yùn)行要滿足可靠持續(xù)的供電。（2）保證良好的電能質(zhì)量①電壓：允許偏移范圍：35kV及以上：±5％；10kV及以下：±7％；低壓照明及農(nóng)業(yè)用電：－10％～＋5％。②頻率：大容量系統(tǒng)：±0.2Hz；小容量系統(tǒng)：±0.5Hz。③波形：以畸變率是否超過(guò)給定的值來(lái)衡量。所謂畸變率是指各次諧波有效值的平方和的方根值與基波有效值的百分比。給定的畸變率常因供電的電壓等級(jí)而異。如：380/220V電壓等級(jí)為5％，10kV為4％。

1、火電廠（總裝機(jī)：60132萬(wàn)千瓦，約占75.87

％）

（煤、石油、天然氣）燃燒使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能分為：凝汽式發(fā)電廠（專供發(fā)電）

熱電廠（發(fā)電兼供熱）

發(fā)電廠凝汽式火電廠工作原理圖（1）凝汽式火電廠生產(chǎn)過(guò)程：煤粉在鍋爐中燃燒，使鍋爐中的水加熱變成過(guò)熱蒸汽，經(jīng)管道送往氣輪機(jī)。氣輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，再將機(jī)械能變?yōu)殡娔?。在氣輪機(jī)做過(guò)功的蒸汽排入凝汽器，循環(huán)水將排汽迅速冷卻凝結(jié)，由凝結(jié)水泵將凝結(jié)水送入除氧器，除去水中的氣體，而后由給水泵重新送回鍋爐。由于在凝汽器中大量的熱量被循環(huán)水帶走，因此，凝汽式電廠的效率低，只有30％～40％。（2）熱電廠熱電廠與凝汽式電廠不同之處是：氣輪機(jī)中部分做過(guò)功的蒸汽從中段抽出來(lái)直接給用戶供熱，或經(jīng)過(guò)熱交換器將水加熱后，把熱水供給給用戶。這樣便可減少被循環(huán)水帶走的熱量，提高效率?，F(xiàn)代熱電廠的效率達(dá)60％～70％。但是運(yùn)行方式不如凝汽式電廠靈活。2、水電廠（總裝機(jī)17152萬(wàn)千瓦，約占21.64

％）（利用水的落差、流量）水能→機(jī)械能→電能

優(yōu)點(diǎn)：其生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單、污染小、發(fā)電成本低缺點(diǎn)：建設(shè)投資大、工期長(zhǎng)、受氣候、水文條件影響大，分豐水期和枯水期。水電廠工作原理圖（1）壩式水電廠在河上游選擇地質(zhì)條件較好的適當(dāng)位置，修建攔河壩，形成水庫(kù)，抬高上游水位，使壩的上下游水位形成較大的落差，引水發(fā)電。壩后式水電廠河床式水電廠（2）徑流式水電廠由引水系統(tǒng)將天然河道的落差集中進(jìn)行發(fā)電的水電站。適宜建在河道多彎曲或河道坡降較陡的河段。避免建造過(guò)高的攔水建筑物。徑流式水電廠（3）抽水蓄能電廠

一種特殊的水電廠，當(dāng)電力系統(tǒng)低谷負(fù)荷時(shí)，發(fā)電機(jī)變電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，將下游水庫(kù)的水抽到上游，當(dāng)電力系統(tǒng)高峰負(fù)荷時(shí)，上游水庫(kù)放水，電動(dòng)機(jī)變發(fā)電機(jī)運(yùn)行發(fā)電。3、核電廠（總裝機(jī)885萬(wàn)千瓦，約占1.24％）利用鈾(或钚）在反應(yīng)堆核裂變

熱能→（汽輪機(jī)）機(jī)械能→電能

如：浙江秦山核電站（2X60萬(wàn)kw）大亞灣核電站（2X90萬(wàn)kw）陽(yáng)江核電站（2X90萬(wàn)kw）特點(diǎn)：a.消耗燃燒少--如容量為50萬(wàn)kw的大電廠，需燃燒150萬(wàn)噸/年;而容量為50萬(wàn)kw的大電廠，需鈾燃料20噸/年。

b.燃燒時(shí)不需要空氣助燃

c.容量越大越經(jīng)濟(jì)

d.有放射性污染變電所一、作用：變換電能電壓、接受和分配電能。二、分類：根據(jù)其在系統(tǒng)中的地位和作用分為以下幾類：（1）樞紐變電所：一般為500kV或220～330kV，變電所容量特別大，出線數(shù)目多，全所停電將引起系統(tǒng)解列，造成大面積停電。（2）中間變電所：一般為220kV，起連接作用，一般出線數(shù)目不多。（3）地區(qū)變電所：主要給所屬地區(qū)供電，一般為220kV。（4）終端變電所：接線簡(jiǎn)單，位于負(fù)荷點(diǎn)附近，電壓一般為35kV及以下。1.2發(fā)電廠變電所電氣設(shè)備概述名詞解釋：1．一次設(shè)備：直接生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換和輸配電能的設(shè)備。2．二次設(shè)備：對(duì)一次設(shè)備的工作進(jìn)行監(jiān)察測(cè)量、操作控制和保護(hù)等的輔助設(shè)備。3．電氣接線：各種電氣設(shè)備根據(jù)工作要求和他們的作用，依一定的順序用導(dǎo)線連接成的電路。4．額定電壓：電氣設(shè)備長(zhǎng)期工作時(shí)，其技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性能最佳時(shí)的電壓。5．額定電流：在一定的基準(zhǔn)環(huán)境溫度下，允許長(zhǎng)期通過(guò)設(shè)備的最大電流，并且此時(shí)設(shè)備的絕緣和載流部分被長(zhǎng)期加熱的最高溫度不超過(guò)所規(guī)定的允許值。一、一次設(shè)備1.生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備變壓器發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)2.開(kāi)關(guān)電器斷路器隔離開(kāi)關(guān)熔斷器3.限流電器4.載流導(dǎo)體母線架空線電力電纜5.補(bǔ)償設(shè)備調(diào)相機(jī)電力電容器消弧線圈并聯(lián)電抗器6.互感器電流互感器電壓互感器7.防御過(guò)電壓設(shè)備避雷線避雷器避雷針8.絕緣子9.接地裝置返回二、二次設(shè)備測(cè)量?jī)x表繼電器WBH-800微機(jī)變壓器保護(hù)裝置硅整流設(shè)備高頻阻波器三、電氣接線和裝置1．電力工程技術(shù)中表示電氣接線的方法：（1）電路圖：用圖形符號(hào)按工作順序排列，詳細(xì)表示電路、設(shè)備等的全部基本組成和連接關(guān)系。不考慮實(shí)際位置。目的：理解原理，分析和計(jì)算電路特性。表示一次電路的圖叫一次電路圖，表示二次電路的圖叫二次電路圖。（2）接線圖：所表示的設(shè)備與實(shí)際布置一致。目的：進(jìn)行接線和檢查，其圖形符號(hào)如書(shū)圖所示。2．畫(huà)法：（1）單線圖：用一相圖表示三相交流電路。應(yīng)用：設(shè)計(jì)、運(yùn)行、安裝工作中。（2）多線圖：詳細(xì)的表明每一相接線的圖。應(yīng)用：表示局部電路的具體情況。電氣工作人員對(duì)所有電氣設(shè)備的監(jiān)視和操作控制在專門(mén)的控制室內(nèi)進(jìn)行。在控制室裝有測(cè)量、監(jiān)察、保護(hù)、操作、信號(hào)等必要的二次設(shè)備。某火電廠的電氣主接線圖返回1.3電氣設(shè)備的額定電壓和額定電流1、額定電壓電力網(wǎng)的額定標(biāo)準(zhǔn)電壓(kV)：0.22、0.38（低壓）3、6、10、35、60、110、220（高壓）330、500、750（超高壓）1000（特高壓）

額定電壓的確定方法用電設(shè)備的額定電壓=電力網(wǎng)的額定電壓發(fā)電機(jī)的額定電壓=1.05電力網(wǎng)額定電壓變壓器的額定電壓：一次側(cè)相當(dāng)于用戶，其額定電壓=電力網(wǎng)的額定電壓，但與發(fā)電機(jī)直接相連的=1.05電力網(wǎng)的額定電壓二次側(cè)相當(dāng)于電源，其額定電壓=1.1電力網(wǎng)的額定電壓，但35kV及以下阻抗電壓小于7.5%）=1.05電力網(wǎng)的額定電壓我國(guó)交流電力網(wǎng)和電氣設(shè)備的額定電壓（kV）用電設(shè)備額定電壓與電力網(wǎng)額定電壓發(fā)電機(jī)額定電壓變壓器額定電壓原邊繞組副邊繞組接電力網(wǎng)接發(fā)電機(jī)0.220.230.220.230.230.380.400.380.400.4033.1533.153.15及3.366.366.36.3及6.61010.51010.510.5及11353538.5606066110110121220220242330330363500500550750750825返回2、額定電流

我國(guó)的基準(zhǔn)環(huán)境溫度如下：電力變壓器和電器（周?chē)諝鉁囟龋?0℃發(fā)電機(jī)（冷卻空氣溫度）35～40℃裸導(dǎo)線、絕緣導(dǎo)線、裸母線（周?chē)諝鉁囟龋?5℃電力電纜：空氣中敷設(shè)30℃