电力生产浅谈

1电力生产浅谈一、电力发展电力工业素有国民经济“先行官”之称。新中国成立50多年来，电力工业迅速发展。如今，我国电力装机容量、发电量已跃居世界第二位。据统计，1949年，全国电力装机容量只有185万千瓦，年发电量43亿千瓦时，分别位居世界第２１位和２５位。新中国成立后，我国电力工业迅速发展。到1978年，全国电力装机容量已达5712万千瓦，比1949年增长近３０倍；年发电2566亿千瓦时，增长近59倍。改革开放后，我国电力工业连续跃上两个台阶：1987年，电力装机容量达１亿千瓦，1995年突破２亿千瓦，2005年突破5亿千瓦（其中水电装机容量达到1亿千瓦）。2006年，全国累计发电量为28344亿千瓦时，同比增长13.5%。其中，由于来水偏枯，水电发电量4167亿千瓦时，同比仅增长5.1%；火电发电量23573亿千瓦时，同比增长15.3%。从1996年起，我们国家的总装机量，总发电量，总用电量，一直保持世界第二，仅次于美国。电力工业已经成为国民经济和人民文化生活不可缺少的重要产业，二、电力起步1882年，美国的著名发明家爱迪生在纽约主持建造的珍珠街电站。它装有6台直流发电机（总容量约670千瓦），用110伏电压供1300盏电灯照明。19世纪90年代，三相交流输电系统研制成功，并很快取代了直流输电，成为电力系统大发展的里程碑。清光绪五年四月初八（1879年5月28日），上海公共租界工部局电气工程师毕晓浦，在虹口乍浦路的一座仓库里，用7.46千瓦的蒸汽机带动自激式直流发电机，将发出的电能点燃碳极弧光灯。这是中华大地上点亮的第一盏电灯。1882年，英国人在上海南京路创办了上海第一家发电厂，容量12千瓦，这就是中国的第一座发电厂。这座电厂的出现，比全球率先使用弧光灯的巴黎北2火车站电厂晚7年，比伦敦霍尔蓬高架路电厂晚6个月，却比纽约珠街电厂早2个月，比俄国彼得堡电厂早1年，就用电来说，中国也属于最早使用电的国家之一。中国人自办电气事业，约始于1888年。当年7月23日，两广总督张之洞从国外购入1台发电机和100盏电灯，安装在衙门旁发电，供衙门照明。1890年，上海一些官僚、富商家庭开始使用白炽灯照明。电力的发展很快出现了第一波热潮。1903年江苏镇江大照电灯公司成立。1905年北平京师华商电灯有限公司成立。天津、上海南市、济南、汉口、重庆等地的华人也先后开办电力事业。1904年，处于日本殖民统治下的台湾建成中国最早的水电站龟山水电站，装机容量600千瓦。云南石龙坝水电站也在1912年建成发电，随之出现了我国第一条22千伏输电线路。由于历经战乱，旧中国的电力始终缓慢发展三、电力生产的特殊性1、电力产业经济总量大。目前，我国电力行业的资产规模已超过2万多亿，占整个国有资产总量的四分之一，电力生产直接影响着国民经济的健康发展。2、由于电是特殊商品，基本不能存储，是发电、输电、配电（供电）、用电同时完成，互相牵扯大，任何一个环节出问题都会互相影响，所以电力系统的统一调度，安全生产，组织纪律，职业品德等都有严格的要求。3、由于电力生产的特殊性，电力行业与其它行业一个重要的区别在于服务对象不同。电力行业的服务对象是全方位的，涉及到全社会所有人群，电能质量、电价水平与广大电力用户的利益密切相关。四、电力系统电力系统就是由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。电力系统的出现，使高效、无污染、使用方便、易于调控的电能得到广泛应用，推动了社会生产各个领域的变化，开创了电力时代，发生了第二次技术革命。电力系统的规模和技术水准已成为一个国家经济发展水平的标志之一。反映电力系统质量和技术水准的重要参数是频率合格率、电压合格率和供电3可靠率。频率：我国电力系统的标准频率是50HZ。3000MW及以上的电力系统允许偏差范围是±0.2HZ。3000MW及以下的电力系统允许偏差范围是±0.5HZ。电压：我国35KV及以上电力系统电压监视点的电压允许偏差范围是规定值的±5/100。10千伏以下供电系统监视点的电压允许偏差范围是规定值的+7/100、-10/100。供电可靠率：供电可靠率是指供电系统在用户用电时间内不中断的概率。国家规定城市供电的可靠率99．96/100。五、发电电源主要由发电机产生，目前世界上的发电方式主要有火力发电、水力发电、风力发电和核电等。1、火电：利用煤、石油和天然气等化石燃料所含能量发电的方式统称为火力发电。按发电方式，火力发电分为燃煤汽轮机发电、燃油汽轮机发电、燃气-蒸汽联合循环发电和内燃机发电。火力发电的优势是：早期建设成本低，发电量稳定，一年四季均匀生产，所以在世界各国的电力生产中都占主要地位，一般在70/100左右。火力发电的缺点是：所用的煤、油、气等是不可再生资源,虽然储量多，始终会枯竭，污染严重。火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气或其他燃料的化学能生产电能的工厂。火电厂主要组成为:(1)、锅炉及附属设备，确保燃料的化学能转化为热能。(2)、汽轮机及附属设备，确保热能变为机械能。(3)、发电机及励磁机，确保机械能变为电能。(4)、主变压器，把电能提升为高压电输送给输电线路。4一方面是煤炭资源丰富,二一方面是其它资源转换为油、气、化学能等成本高,我们国家火电是以煤电为主，油、气、化学能等火电是限制性的计划性发展。2、水电：水力发电是利用循环的水资源进行,主要利用阶梯交接、河流落差大的优势,以产生强大的水能动力,用于发电,属于生态环保发电类型。水电最大的优势是：环保、发电成本低、调峰能力强（可以根据负荷随时调整发电量）。水力发电的缺点是前期建设成本高、时间长，年发电量不均匀，所以一般水电发电量只能占总量的30/100左右及以下。水力发电厂根据水力枢纽布置不同,主要可分为堤坝式、引水式、混合式等。主要由挡水建筑物(大坝)、泄洪建筑物(溢洪道或闸)、引水建筑物(引水渠或隧洞，包括调压井)及电站厂房(包括尾水渠、升压站)四大部分组成。3、风电的优缺都和水电差不多，风力发电的前期成本更高，风力也远没有水力稳定，不能建大中型发电厂，所以风力发电发展非常迟缓，到现在全国装机容量仅50万千瓦，最大发电机组仅750千瓦，主要是在西北部边远地区（国家电网没有覆盖的地方）发展。4、核电：核电站只需消耗很少的核燃料，就可以产生大量的电能，每千瓦时电能的成本比火电站要低20%以上。核电站还可以大大减少燃料的运输量。例如，一座100万千瓦的火电站每年耗煤三四百万吨，而相同功率的核电站每年仅需铀燃料三四十吨。核电的另一个优势是干净、无污染，几乎是零排放。用核电取代火电，是世界发展的大趋势。核电的缺点是早期建设成本高，技术要求高，平时故障少，一旦发生大故障（如核泄漏），将是毁灭性的大灾难。从1954年前苏联建成世界上第一座试验核电站、1957年美国建成世界上第一座商用核电站开始，核电产业已经过了几十年的发展，装机容量和发电量稳步提高。截止到2004年底，全世界有31个国家已经建成或正在建造核电机组，其中正在运行的核电机组440台，在建机组26台。2004年世界核发电量26186亿千瓦时，占世界总发电量的16%。各国由于情况不同，核发电量占各自总发电量的比重相差较大：其中法国最大为78.1%，韩国38%，美国19.9%，日本29.3%，5英国19.4%，日本29.3%，印度2.8%。一是核心技术方面方面的问题（容易受外国控制），二是核泄漏的方面的问题，中国对核发电一直是走保守的限制性发展道路，按照规划，即使到2020年，中国的核发电最多也只占总量的4/100。六、变电和输电系统可用于大规模发电的能源基地在地理分布以及社会经济发展的历史又形成了电源和电力负荷地理分布上的不平衡。在电力负荷中心地区，由于经济发展较快，导致用电需求增长也快，但是在这些地区却往往缺乏一次能源。而在一次能源丰富的地区，如矿物燃料、水力资源的地区，其经济发展相对较慢，用电增长相对较低或人均用电水平较低。这种一次能源分布和需求的不平衡情况增加了远距离、大容量输电和电网互联的需求。当电阻一定时输送功率与输电电压的平方成正比。如果输电电压提高1倍，输送功率将提高4倍。电网的发展历史表明，各国在选择更高一个电压等级时，通常使相邻两个输电电压之比等于2，多数是大于2。这样做可以使输电系统的输送功率提高4倍以上。从电网的发展过程看，输电电压等级大约也是以两倍的关系增长的。当发电量增至4倍左右时，即出现一个新的更高的电压等级。实践证明，以这样的电压等级差构成的电网才可能经济合理，并适应电网的发展和服务区域范围的扩大。(提高电压输送的意义，用基础电工知识就可以清楚的解释这个问题：我们知道：（1）、电功率S和电压U电流I之间的关系是S=UI,显然,在同等功率中,电压提高,电流就会减少,提高电压只要提高绝缘水平就行,容易实现,提高电压就减少了电流,减少电流就减少了通过电流的载体导线的截面积，就可以节约大量的导线，也减轻了支持导线的电杆、构件、铁塔等的支撑力，节约大量钢材。（2）、在线路损耗中P耗＝I2/R，当导线不变，电压不变，功率增加电流就要增加，电流的增加就意味着损耗的增加，当电流增加两倍时，损耗将增加4倍。所以当距离远，输送功率大时，就要提高电压输送。（3）、电功率S和电压U电阻R之间还存在如下关系S=U2/R，这样就更容易理解了，在导线不变（导线电阻不变）6的情况下，只要把电压提高原来两倍以上，同样的导线（线损不变）就可以输送原来4倍的功率。)高压输电系统的发展原则是：1、在遵守国家电压标准、依照电网电压序列和考虑电网发展的前提下，选择有利于提高全电网经济效益的适当的电压等级；②要从全电网出发，权衡全电网的经济效益，而不是仅仅局限于某输电线路工程的经济效益；③要兼顾规模效益和时间效益。输电线路虽然是电压越高，损失越小，但电压高，就要增加绝缘，变压器和线路造价就要增加，要根据具体情况，经济合理的选择输电线路，输电线路电压等级一般设计时按送电容量和距离选择：容量10——50MW距离50——150公里选择110KV输电；容量100——500MW距离100——300公里选择220KV输电；容量200——800MW距离200——600公里选择330KV输电；容量1000——1500MW距离150——800公里选择500KV输电（包括直流输电）；容量2000——25000MW距离500公里以上选择765KV输电（包括直流输电）。七、供电部门（配电系统）配电系统就是将来自高压电网的电能以不同的供电电压分配给各个电力用户。电力用户根据不同的能量需求来选择电压等级，用户直接选择的电压一般有35KV、10KV、380V和220V，遍布全国各地的供电部门就是在做配电系统的工作。比较110KV及以上的输电系统,35KV及以下的配电系统网络更加庞大,不同电压等级，不同容量的变压器把遍布全国城乡的35KV线路、10KV线路、380V线路等连接在一起，组合成强大的供电网络，满足城乡工农业生产和人民文化生活需要。电不同于其它商品，稍微的闪失，短时的停电，都会给国民经济带来重大损7失，到晚上那怕是很短的停电，所有的用户所有的人都会知道，而且极为不便，电已经和国民经济，和人民群众的文化生活紧紧的联系在一起。不断的提高配电系统的技术含量，提高设备安全可靠供电的能力，提高电力工人的政治思想、文化技术水平，服务质量、精神风貌，职业道德等，是供电部门的主要任务。