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第一章绪论§1.1我国电力工业发展概况§1.2发电厂的类型§1.3变电站的类型§1.4电气设备概述§1.1我国电力工业发展概况电力工业起步人类在开发能源中不断前进，继17世纪广泛利用蒸汽机后，18世纪发现了电能，19世纪中叶制成了发电机。从19世纪末开始，电力应用得到了迅猛发展。1875年1878年1879年1882年世界上最早的发电厂―巴黎北火车站电厂建成，用于照明供电法国建成第一座水电厂美国旧金山实验电厂开始发电，成为世界上最早出售电力的电厂法国开始进行远距离高压直流输电，同时，英国、日本、俄罗斯相继修建了发电厂一、我国电力工业的起点第一个发电厂：1882年7月26日上海电气公司12kW以蒸汽机带动的直流发电机从电厂到外滩，沿街架线，供给照明用电第一个水电厂：1912年农历4月12日云南昆明附近石龙坝水电厂装有2台240kW水轮发电机组二、装机容量及发电量的增长050001000015000200002500030000350004000045000500001949198019851990199520002005装机容量年发电量装机容量1856587850013789217223190050841万kW年发电量43300639506213100691368524747亿kW·h世界排名21/258/643/22/2二、装机容量及发电量的增长截至2007年底，总装机容量为71329万kW，火电：55442万kW，占77.73％；水电：14526万kW，占20.36％；核电：885万kW，占1.24％；风电：403万kW，占0.56％。全年发电量为32559亿kW·h。三、最大单机容量最大火电机组：1000MW(华电国际邹县发电厂、华能玉环电厂)最大水电机组：700MW(三峡电厂)550MW(二滩水电厂)320MW(葛洲坝水电厂)最大核电机组：1000MW(百万千瓦级)(大亚湾、岭澳、田湾)四、最大发电厂最大火电厂：邹县电厂，4×335+2×600+2×1000=4540MW北仑港电厂，5×600MW=3000MW最大水电厂：三峡电厂(14+12(+6))×700MW=18200(+4200)MW二滩水电厂6×550MW=3300MW最大核电厂：秦山核电站1×300+2×650+2×700=3000MW最大抽水蓄能电厂：广东抽水蓄能电厂8×300MW=2400MW五、电力系统的发展建国初期：大多是大城市发、供电系统；跨地区的电力系统有：东北中部和南部的154、220kV系统；东北东部的110kV系统（以丰满、水丰和镜泊湖水电厂等为中心）；冀北系统。本世纪初：已形成东北、华北、华东、华中、西北、西南、华南等七个跨省区域性电力系统。“十一五”期间我国电力工业发展的基本方针是：1.大力开发水电2.优化发展煤电3.积极发展核电4.适当发展天然气发电5.加快新能源发电6.加强电网发展五、电力系统的发展1.大力开发水电水能资源是可再生的、清洁的能源；水电站的发电成本低，水库可以综合利用；在电力系统中，有一定比重的水电装机容量对系统调峰和安全经济运行极为有利。我国大陆水利资源理论蕴藏量和可开发装机容量均居世界首位，理论蕴藏量在1万kW及以上的河流共3886条，技术可开发装机容量54164万kW，经济可开发装机容量40180万kW。优先并加快开发水电，是我国电力发展的基本方针，也是西部开发、西电东送的主要内容。我国水电建设将按照流域梯级滚动开发方式，重点开发黄河上游、长江中上游及其干支流、红水河、澜沧江中下游和乌江等流域。在东北、华北、华东等火电比重较大的电力系统，为适应系统调峰要求，将要建设相当规模的抽水蓄能电站。我国近期在建和拟建的大型水电站有十几座。近10～15年我国将新增50万kW机组120多台，到2020年，水电装机容量将增加到25000万kW。五、电力系统的发展水电实行改革开放以来，我国规划并建设了葛洲坝、白山、龙羊峡、漫湾、广蓄、天生桥、五强溪、小浪底、二滩、天荒坪、三峡、龙滩、瀑布沟等一批巨型水电厂，迈入世界水电建设前列。至2006年底，全国水电装机达到12857万kW，约占总容量20.67％；水电发电量4167亿kW.h，约占全部发电量14.70％。目前我国是世界上水电在建规模最大、发展速度最快的国家。2.优化发展煤电火电厂的厂址不受限制，建设周期短，能较快发挥效益，燃煤火电仍是发电装机容量的主要组成部分。我国有丰富的煤炭、石油和天燃气资源。煤电发展的重点是建设大型高效、低污染燃煤火电机组，鼓励建设超临界、超超临界大容量机组，新建燃煤机组的单机容量要在60万kW及以上。预计2020年燃煤火电装机将达7.1亿～7.85亿kW。五、电力系统的发展火电2000年以前，我国的火电厂是以30万kW机组为主，2000年以后，主要建设30万kW及以上高参数、高效率、调峰性能好的机组，引进和发展超临界机组。至2006年底，全国火电装机达到48405万kW，约占总容量77.82％；火电发电量23573亿kW.h，约占全部发电量83.17％。3.积极发展核电核电是一种“安全、可靠、高效、经济、清洁”的能源。发展核电是实施电力可持续发展战略的长远大计。加快核电发展有利于电力结构调整，是解决我国能源资源不足的一项重要战略措施。根据我国电力工业发展规划，未来20年我国将成为全世界最大的新核电厂建设基地。到2020年，核电容量将要达到4000万kW，即还要新建31台百万kW级核电机组。五、电力系统的发展核电1994年浙江秦山电站一期30万kW国产机组和广东大亚湾电站（装机容量2×90万kW，法国机组）的投产运行实现了我国核能发电零的突破。到2006年底全国核电装机670万kW，约占总容量1.08％；核电发电量543亿kW.h，约占全部发电量1.92％。4.适当发展天然气发电天然气发电是燃气轮机联合循环的主要应用领域。利用天然气发电的地区将主要是华南、华东、华北等经济发达、能源贫乏地区以及产气的西北、川、渝地区。预测，2010年天然气发电装机约2800万～3000万kW，2020年天然气发电装机约6000万～7000万kW。五、电力系统的发展5.加快新能源发电新能源发电主要包括风力发电、潮汐发电和太阳能发电，也包括地热发电和垃圾、生物质能发电等。在新能源发电中，以风力发电为主。预计到2010年，新能源发电将占全国装机容量1％以上。五、电力系统的发展新能源从1992到2001年，我国的新能源发电装机容量以年均44.55％的速度发展，至2001年底，装机容量已达37万kW。2003年底我国太阳电池的累计装机已经达到5万kW。2004年底，我国已建风电场43个(除台湾省)，1292台机组，累计装机容量76.4万kW。6.加强电网发展在继续大力发展电源的同时，只有高度重视电网的建设，才能促进煤电就地转化和水电大规模开发。我国将加强各跨省区电网建设，不断扩大跨大区的联网送电，提高资源使用效率和优化配置。重点建设西北与川渝联网，华中与西北、华北加强联网，华北与西北、华东联网，以及东北与华北加强联网等项目，形成北、中、南三大输电通道，实现全国主要大区电力系统之间的联网。电网将主要建设±500kV交直流系统、750kV交流系统，重点研制800kV直流和交流百万伏级输变电系统。五、电力系统的发展五、电力系统的发展区域电网构成华北、华东、华中、南方电网的装机容量已超过1亿kW(100GW)东北、西北电网的装机容量也超过4000万kW(40GW)五、电力系统的发展区域电网互联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、电力系统的发展电网电压等级第一条500kVAC：1981年12月河南平顶山-湖北武昌。第一条330kVAC：1972年6月甘肃刘家峡-天水-陕西关中(眉县)。各电网已形成500kV或330kV的骨干网架。第一条±500kVDC：1989年9月，湖北葛洲坝-上海南桥。第一条750kVAC：2005年9月青海官亭-甘肃兰州东。2006年，1000kV交流特高压试验示范工程和云南至广东±800kV特高压直流输电示范工程奠基仪式已分别举行，标志着交、直流特高压试验示范工程建设已拉开帷幕。六、电力工业发展前景电力工业的基本任务：为国民经济各部门和人民生活提供充足、可靠、优质、廉价的电能。电力工业的发展方向：厂网分开，竞价上网，实现高度自动化，西电东送，南北互供，走向联合电力系统。六、电力工业发展前景相关技术：做好电力规划，加强电网建设电力工业现代化联合电力系统电力市场IT技术谐波治理洁净煤发电技术绿色能源的开发和利用§1.2发电厂的类型引言发电厂是把各种天然能源，如煤炭、水能、核能等转换成电能的工厂。根据所使用的一次能源的不同，发电厂可分为火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂等。一、火力发电厂主要是煤，还有石油、天然气。1.一次能源（燃料）2.主要设备锅炉、汽轮机、发电机及各种辅机。3.电能生产过程燃料在锅炉里燃烧→使水变成蒸汽→推动汽轮机转子旋转→带动发电机转子旋转→发电机产生电能化学能→热能→机械能→电能一、火力发电厂电能生产过程可分为三个系统：燃烧系统汽水系统电气系统一、火力发电厂燃料的化学能在锅炉燃烧中转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽。燃烧系统由运煤、磨煤、燃烧、风烟、灰渣等系统组成。(1)燃烧系统一、火力发电厂由锅炉、汽轮机、凝汽器、除氧器、加热器等设备及管道构成，包括给水系统、循环水系统和补充给水系统。(2)汽水系统一、火力发电厂包括发电机、励磁装置、厂用电系统和升压变电站等。(3)电气系统一、火力发电厂电能生产过程燃烧系统汽水系统电气系统一、火力发电厂燃煤发电厂燃油发电厂燃气发电厂余热发电厂垃圾发电厂工业废料发电厂4.类型(1)按燃料分一、火力发电厂中低压发电厂，PN25MW；高压发电厂，PN100MW；超高压发电厂，PN200MW；亚临界压力发电厂，PN=300~1000MW；超临界压力发电厂，PN=600、800MW及以上。4.类型(2)按蒸汽压力和温度分一、火力发电厂凝汽式汽轮机发电厂燃气轮机发电厂内燃机发电厂蒸汽—燃气轮机发电厂4.类型(3)按原动机分一、火力发电厂凝汽式火力发电厂—火电厂只生产电能效率较低，30%~40%供热式火力发电厂—热电厂既生产电能又供应热能效率较高，60%~70%4.类型(4)按输出能源分一、火力发电厂优点：布局灵活，装机容量的大小可按需要决定；一次投资较小，建设周期较短。缺点：耗煤量大，发电成本高；动力设备繁多，控制操作复杂，运行费用高；启动时间长(几小时到十几小时)，启停费用高；担负调峰、调频时，煤耗增加、事故增多；对空气和环境的污染大。5.优缺点二、水力发电厂水的位能或动能1.一次能源2.主要设备压力水管、水轮机、发电机3.生产过程高处的水经压力水管→推动水轮机转子旋转→带动发电机转子旋转→发电机发出电能位能或动能→机械能→电能4.类型水电厂坝式水电站引水式电站抽水蓄能电站坝后式溢流式岸边式地下式坝内式河床式二、水力发电厂二、水力发电厂4.类型(1)堤坝式水电厂：在河流上的适当地方建筑拦河坝，形成水库，抬高上游水位，使坝的上、下游形成大的水位差，这种水电站称为坝式水电站。坝式水电站适宜建在河道坡降较缓且流量较大的河段。这类水电站按厂房与坝的相对位置又可为以下几种。坝后式厂房溢流式厂房岸边式厂房地下式厂房坝内式厂房河床式厂房二、水力发电厂(1)堤坝式水电厂：坝后式水电厂厂房建在拦河坝非溢流坝段的后面，不承受上游水压压力管道通过坝体，适用于高、中水头。坝