發(fā)電廠電氣部分緒論部分

發(fā)電廠電氣部分教材：《發(fā)電廠電氣部分》(第三版)華中科技大學(xué)熊信銀主編華北電力大學(xué)朱永利副主編課程內(nèi)容緒論電氣主接線廠用電導(dǎo)體的發(fā)熱和電動力電氣設(shè)備的原理與選擇配電裝置發(fā)電廠和變電站的控制和信號第一章緒論§1.1我國電力工業(yè)發(fā)展概況§1.2發(fā)電廠的類型§1.3變電站的類型§1.4電氣設(shè)備概述§1.1我國電力工業(yè)發(fā)展概況

一、我國電力工業(yè)的起點第一個發(fā)電廠：1882年7月26日上海電氣公司12kW以蒸汽機帶動的直流發(fā)電機從電廠到外灘，沿街架線，供給照明用電第一個水電廠：1912年農(nóng)歷4月12日云南昆明附近石龍壩水電廠裝有2臺240kW水輪發(fā)電機組二、裝機容量及發(fā)電量的增長裝機容量1856587850013789217223190050841萬kW年發(fā)電量433006395062131006913685

24747億kW·h世界排名21/258/643/22/2二、裝機容量及發(fā)電量的增長截至2007年底，總裝機容量為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32559億kW·h。三、最大單機容量最大火電機組：1000MW(華電國際鄒縣發(fā)電廠、華能玉環(huán)電廠)最大水電機組：700MW(三峽電廠)550MW(二灘水電廠)320MW(葛洲壩水電廠)最大核電機組：1000MW(百萬千瓦級)(大亞灣、嶺澳、田灣)四、最大發(fā)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最大抽水蓄能電廠：廣東抽水蓄能電廠8×300MW=2400MW五、電力系統(tǒng)的發(fā)展建國初期：大多是大城市發(fā)、供電系統(tǒng)；跨地區(qū)的電力系統(tǒng)有：東北中部和南部的154、220kV系統(tǒng)；東北東部的110kV系統(tǒng)（以豐滿、水豐和鏡泊湖水電廠等為中心）；冀北系統(tǒng)。本世紀(jì)初：已形成東北、華北、華東、華中、西北、西南、華南等七個跨省區(qū)域性電力系統(tǒng)。五、電力系統(tǒng)的的發(fā)展區(qū)域電網(wǎng)構(gòu)成華北、華東、華華中、南方電網(wǎng)網(wǎng)的裝機容量已已超過1億kW(100GW)東北、西北電網(wǎng)網(wǎng)的裝機容量也也超過4000萬kW(40GW)五、電力系統(tǒng)的的發(fā)展區(qū)域電網(wǎng)互聯(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)的的發(fā)展電網(wǎng)電壓等級第一條500kVAC：1981年12月河南平頂山-湖北武昌。第一條330kVAC：1972年6月甘肅劉家峽-天水-陜西關(guān)中(眉縣)。各電網(wǎng)已形成500kV或330kV的骨干網(wǎng)架。第一條±500kVDC：1989年9月，湖北葛洲壩壩-上海南橋。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)：：為國民經(jīng)經(jīng)濟(jì)各部部門和人人民生活活提供充充足、可可靠、優(yōu)優(yōu)質(zhì)、廉廉價的電電能。電力工業(yè)業(yè)的發(fā)展展方向：：廠網(wǎng)分開開，競價價上網(wǎng)，，實現(xiàn)高高度自動動化，西西電東送送，南北北互供，，走向聯(lián)聯(lián)合電力力系統(tǒng)。。六、電力力工業(yè)發(fā)發(fā)展前景景相關(guān)技術(shù)術(shù)：做好電力力規(guī)劃，，加強電電網(wǎng)建設(shè)設(shè)電力工業(yè)業(yè)現(xiàn)代化化聯(lián)合電力力系統(tǒng)電力市場場IT技術(shù)諧波治理理潔凈煤發(fā)發(fā)電技術(shù)術(shù)綠色能源源的開發(fā)發(fā)和利用用§1.2發(fā)電廠的的類型引言發(fā)電廠是是把各種種天然能能源，如如煤炭、、水能、、核能等等轉(zhuǎn)換成成電能的的工廠。。根據(jù)所使使用的一一次能源源的不同同，發(fā)電電廠可分分為火力力發(fā)電廠廠、水力力發(fā)電廠廠、核能能發(fā)電廠廠等。一、火力力發(fā)電廠廠主要是煤煤，還有有石油、、天然氣氣。1.一次能源源（燃料料）2.主要設(shè)備備鍋爐、汽汽輪機、、發(fā)電機機及各種種輔機。。3.電能生產(chǎn)產(chǎn)過程燃料在鍋鍋爐里燃燃燒→使水變成成蒸汽→推動汽輪輪機轉(zhuǎn)子子旋轉(zhuǎn)→帶動發(fā)電電機轉(zhuǎn)子子旋轉(zhuǎn)→發(fā)電機產(chǎn)產(chǎn)生電能能化學(xué)能→熱能→機械能→電能一、火力力發(fā)電廠廠電能生產(chǎn)產(chǎn)過程可可分為三三個系統(tǒng)統(tǒng)：燃燒系統(tǒng)統(tǒng)汽水系統(tǒng)統(tǒng)電氣系統(tǒng)統(tǒng)一、火力力發(fā)電廠廠燃料的化化學(xué)能在在鍋爐燃燃燒中轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)闊釤崮?，加加熱鍋爐爐中的水水使之變變?yōu)檎羝Ｈ紵到y(tǒng)統(tǒng)由運煤煤、磨煤煤、燃燒燒、風(fēng)煙煙、灰渣渣等系統(tǒng)統(tǒng)組成。。(1)燃燒系統(tǒng)統(tǒng)一、火力力發(fā)電廠廠由鍋爐、、汽輪機機、凝汽汽器、除除氧器、、加熱器器等設(shè)備備及管道道構(gòu)成，，包括給水水系統(tǒng)、、循環(huán)水水系統(tǒng)和和補充給給水系統(tǒng)統(tǒng)。(2)汽水系統(tǒng)統(tǒng)一、火力力發(fā)電廠廠包括發(fā)電電機、勵勵磁裝置置、廠用用電系統(tǒng)統(tǒng)和升壓壓變電站站等。(3)電氣系統(tǒng)統(tǒng)一、火力力發(fā)電廠廠電能生產(chǎn)產(chǎn)過程燃燒系統(tǒng)統(tǒng)汽水系統(tǒng)統(tǒng)電氣系統(tǒng)統(tǒng)一、火力力發(fā)電廠廠燃煤發(fā)電電廠燃油發(fā)電電廠燃?xì)獍l(fā)電電廠余熱發(fā)電電廠垃圾發(fā)電電廠工業(yè)廢料料發(fā)電廠廠4.類型(1)按燃料分分一、火力力發(fā)電廠廠中低壓發(fā)發(fā)電廠，，PN<25MW；高壓發(fā)電電廠，PN<100MW；超高壓發(fā)發(fā)電廠，，PN<200MW；亞臨界壓壓力發(fā)電電廠，PN=300~1000MW；超臨界壓壓力發(fā)電電廠，PN=600、800MW及以上。。4.類型(2)按蒸汽壓壓力和溫溫度分一、火力力發(fā)電廠廠凝汽式汽汽輪機發(fā)發(fā)電廠燃?xì)廨啓C機發(fā)電廠廠內(nèi)燃機發(fā)發(fā)電廠蒸汽—燃?xì)廨啓C機發(fā)電廠廠4.類型(3)按原動機機分一、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，裝機機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)，啟停費費用高；；擔(dān)負(fù)調(diào)峰峰、調(diào)頻頻時，煤煤耗增加加、事故故增多；；對空氣和和環(huán)境的的污染大大。5.優(yōu)缺點二、水力力發(fā)電廠廠水的位能能或動能能1.一次能源源2.主要設(shè)備備壓力水管管、水輪輪機、發(fā)發(fā)電機3.生產(chǎn)過程程高處的水水經(jīng)壓力力水管→推動水輪輪機轉(zhuǎn)子子旋轉(zhuǎn)→帶動發(fā)電電機轉(zhuǎn)子子旋轉(zhuǎn)→發(fā)電機發(fā)發(fā)出電能能位能或動動能→機械能→電能二、水力力發(fā)電廠廠壩后式水水電廠河床式水水電廠4.類型(1)堤壩式水水電廠：：二、水力力發(fā)電廠廠4.類型(1)堤壩式水水電廠：：壩后式水水電廠廠房建在在壩的后后面，不不承受上上游水壓壓二、水力力發(fā)電廠廠4.類型(1)堤壩式水水電廠：：河床式水水電廠廠房代替替一部分分壩體，，也起攔攔水作用用，直接接承受上上游水壓壓二、水力力發(fā)電廠廠建筑在山山區(qū)水流流湍急的的河道上上，或河河床坡度度較陡的的地方，，由引水水渠道造造成水頭頭；一般不需需修壩或或只修低低堰。(2)引水式水水電廠：：4.類型二、水力力發(fā)電廠廠工作原理理：以一定水水量作為為能量載載體，通通過能量量轉(zhuǎn)換向向電力系系統(tǒng)提供供電能。。在電力系系統(tǒng)負(fù)荷荷低谷時時，抽水水，蓄能能；在電力系系統(tǒng)負(fù)荷荷高峰時時，放水水，發(fā)電電。作用：用于電網(wǎng)網(wǎng)的調(diào)峰峰、填谷谷、備用用、調(diào)頻頻、調(diào)相相4.類型(3)抽水蓄能能式水電電廠：二、水力力發(fā)電廠廠優(yōu)點：發(fā)電成本本低，對環(huán)境沒沒有污染染，運行靈活活方便，，可防洪、、灌溉、、航運等等。缺點：一次投資資大，建設(shè)周期期長，受水文氣氣象影響響，淹沒土地地、移民民搬遷等等。5.優(yōu)缺點三、核能能發(fā)電廠廠——核電廠核能（核核裂變能能）1.一次能源源2.主要設(shè)備備核反應(yīng)堆堆、蒸汽汽發(fā)生器器、汽輪輪機、發(fā)發(fā)電機3.生產(chǎn)過程程核燃料在在核反應(yīng)應(yīng)堆中裂裂變產(chǎn)生生熱能→產(chǎn)生蒸汽汽→推動汽輪輪機轉(zhuǎn)子子旋轉(zhuǎn)→帶動發(fā)電電機轉(zhuǎn)子子旋轉(zhuǎn)→發(fā)電機發(fā)發(fā)出電能能原子能→熱能→機械能→電能三、核能能發(fā)電廠廠——核電廠壓水堆：：4.類型用高壓輕輕水作慢慢化劑、、冷卻劑劑，一回回路系統(tǒng)統(tǒng)和二回回路系統(tǒng)統(tǒng)分開三、核能能發(fā)電廠廠——核電廠4.類型沸水堆（（重水堆堆）：用重水作作冷卻劑劑，水會會沸騰，，汽輪機機等設(shè)備備可能受受污染三、核能能發(fā)電廠廠——核電廠優(yōu)點：可節(jié)省煤煤、石油油和天然然氣及運運輸費用用，無需空氣氣助燃，，可建在在地下、、水下、、山上。。缺點：投資大5.優(yōu)缺點四、其它它形式發(fā)發(fā)電風(fēng)力發(fā)電電：容量小地?zé)岚l(fā)電電：美國加州州舊舊金山400MW潮汐發(fā)電電：法國240MW太陽能發(fā)發(fā)電磁流體發(fā)發(fā)電垃圾發(fā)電電生物發(fā)電電……§1.3變電所的的類型引言電力系統(tǒng)統(tǒng)由發(fā)電電廠、變變電所、、線路和和用戶組組成。變變電所是是聯(lián)系發(fā)發(fā)電廠和和用戶的的中間環(huán)環(huán)節(jié)。根據(jù)變電電所在電電力系統(tǒng)統(tǒng)中的地地位，變變電所可可分成四四類：樞紐變電電所中間變電電所地區(qū)變電電所終端變電電所一、樞紐紐變電所所位于電力力系統(tǒng)的的樞紐點點，匯集集多個電電源，電電壓等級級多為330~500kV。全所停電電后，將將引起系系統(tǒng)解列列，甚至至出現(xiàn)癱癱瘓。二、中間間變電所所高壓側(cè)以以交換潮潮流為主主，起系系統(tǒng)交換換功率的的作用，，或使長長距離輸輸電線路路分段，，一般匯匯集2~3個電源，，電壓為為220~330kV，同時又又降壓供供給當(dāng)?shù)氐赜脩?。。全所停電電后，將將引起區(qū)區(qū)域電網(wǎng)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)備為了滿足電力力生產(chǎn)和保證證電力系統(tǒng)運運行的安全穩(wěn)穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)濟(jì)性，發(fā)電廠廠和變電站中中安裝有各種種電氣設(shè)備。。根據(jù)電氣設(shè)備備的作用不同同，可將電氣氣設(shè)備分為一一次設(shè)備和二二次設(shè)備。一、電氣設(shè)備備生產(chǎn)、變換、、輸送、分配配和使用電能能的設(shè)備1.一次設(shè)備一、電氣設(shè)備備1.一次設(shè)備發(fā)電機將機械械能轉(zhuǎn)換成電電能，電動機將電能能轉(zhuǎn)換成機械械能，變壓器將電壓壓升高或降低低以滿足輸配配電需要。①生產(chǎn)和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換電能的設(shè)設(shè)備如發(fā)電機、電電動機、變壓壓器等。一、電氣設(shè)備備如斷路器、隔隔離開關(guān)、負(fù)負(fù)荷開關(guān)、熔熔斷器、接觸觸器等。它們用于正常?；蚴鹿蕰r，，將電路閉合合或斷開。1.一次設(shè)備②接通或斷斷開電路的開開關(guān)電器一、電氣設(shè)備備如電抗器和避避雷器等。1.一次設(shè)備③限制故障障電流和防御御過電壓的保保護(hù)電器電抗器用于限限制短路電流流，避雷器用于防防御過電壓。。一、電氣設(shè)備備如裸導(dǎo)體、電電纜等。用于傳輸電能能或連接電氣氣設(shè)備。1.一次設(shè)備④載流導(dǎo)體體一、電氣設(shè)備備由埋入土中的的金屬接地體體（角鋼、扁扁鋼、鋼管等等）和連接用用的接地線構(gòu)構(gòu)成。無論是電力系系統(tǒng)中性點的的工作接地，，還是保護(hù)人人身安全的保保護(hù)接地，以以及為了穩(wěn)定定電位、防止止干擾的儀控控接地，均同同接地裝置相相連。1.一次設(shè)備⑤接地裝置置一、電氣設(shè)備備對一次設(shè)備和和系統(tǒng)的運行行狀態(tài)進(jìn)行測測量、控制、、監(jiān)視和保護(hù)護(hù)的設(shè)備2.二次設(shè)備一、電氣設(shè)備備如電壓互感器器和電流互感感器。用于將高電壓壓、大電流轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成低電壓壓、小電流，，供給測量儀儀表和保護(hù)裝裝置使用。2.二次設(shè)備①儀用互感感器一、電氣設(shè)備備如電壓表、電電流表、功率率表和