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发电厂电气部分课程内容1.绪论2.电气主接线3.厂用电4.导体的发热和电动力5.电气设备的原理与选择6.配电装置7.发电厂和变电站的控制和信号第一章绪论§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020000400006000080000100000120000140000装机容量185658785001378921000319005000096,219105576114000124700136000年发电量4330063950621310000136852400041,41346928481885245155000194919801985199019952000200520102011201220132014二、装机容量及发电量的增长2014年总装机容量13.6亿千瓦发电量达到55000亿千瓦时水电30183万千瓦火电91569万千瓦核电1988万千瓦风电9581万千瓦并网光伏2652万千瓦2014年我国6000千瓦及以上电厂供电标准煤耗318克/千瓦时，同比降低3克/千瓦时。二、装机容量及发电量的增长2015年总装机容量**亿千瓦发电量达到55500亿千瓦时水电31900万千瓦火电**万千瓦核电2642.7万千瓦风电12900万千瓦光伏电站3712万千瓦，分布式606万千瓦三、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，上海外高桥电厂)最大水电机组：770MW（溪洛渡水电厂）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)1750MW（广东台山核电站）四、最大发电厂(截至2011年)最大火电厂：上海外高桥电厂4×300+2×900+2×1000=5000MW浙江省宁波北仑港电厂，5×600MW+2×1000=5000MW华电邹县电厂，4×335+2×600+2×1000=4540MW最大水电厂：三峡电厂(14+12(+6))×700MW=18200(+4200)MW溪洛渡13860MW（2015投产）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。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2011年12月，±400kVDC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。晋东南～南阳～荆门1000kV输电线路六、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、水力发电厂水的势能或动能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→发电机发出电能势能或动能→机械能→电能二、水力发电厂天然水能可利用水能旋转机械能电能建筑物和设备水轮机发电机水利系统机电系统二、水力发电厂坝后式水电厂河床式水电厂4.类型(1)堤坝式水电厂：二、水力发电厂4.类型(1)堤坝式水电厂：坝后式水电厂厂房建在坝的后面，不承受上游水压二、水力发电厂三峡水电站坝后厂房二、水力发电厂万家寨坝后式水电站二、水力发电厂4.类型(1)堤坝式水电厂：河床式水电厂厂房代替一部分坝体，也起拦水作用，直接承受上游水压二、水力发电厂河床厂房河床厂房开关站船闸泄洪闸二、水力发电厂葛州坝水电站二、水力发电厂建筑在山区水流湍急的河道上，或河床坡度较陡的地方，由引水渠道造成水头；一般不需修坝或只修低堰。(2)引水式水电厂：4.类型二、水力发电厂二、水力发电厂云南昆明石龙坝水电站是我国大陆的第一座水电站，其装机容量仅为2*240kW，1910年7月开工建设，1912年4月发电。石龙坝水电站二、水力发电厂工作原理：以一定水量作为能量载体，通过能量转换向电力系统提供电能。在电力系统负荷低谷时，抽水，蓄能；在电力系统负荷高峰时，放水，发电。作用：用于电网的调峰、填谷、备用、调频、调相4.类型(3)抽水蓄能式水电厂：二、水力发电厂二、水力发电厂优点：发电成本低，对环境没有污染，运行灵活方便，可防洪、灌溉、航运等。缺点：一次投资大，建设周期长，受水文气象影响，淹没土地、移民搬迁等。5.优缺点三、核能发电厂——核电厂核能（核裂变能）1.一次能源2.主要设备核反应堆、蒸汽发生器、汽轮机、发电机3.生产过程核燃料在核反应堆中裂变产生热能→产生蒸汽→推动汽轮机转子旋转→带动发电机转子旋转→发电机发出电能原子能→热能→机械能→电能三、核能发电厂——核电厂压水堆：4.类型用高压轻水作慢化剂、冷却剂，一回路系统和二回路系统分开三、核能发电厂——核电厂三、核能发电厂——核电厂4.类型沸水堆：用轻水作冷却剂，水会沸腾，汽轮机等设备可能受污染三、核能发电厂——核电厂优点：可节省煤、石油和天然气及运输费用，无需空气助燃，可建在地下、水下、山上。缺点：投资大5.优缺点秦山核电站大亚湾核电站岭澳核电站田湾核电站浙江三门核电站四、其它形式发电1.风力发电：容量小2.地热发电：美国加州旧金山400MW3.潮汐发电：法国240MW4.太阳能发电5.磁流体发电6.垃圾发电7.生物发电8.……§1.3变电所的类型引言电力系统由发电厂、变电所、线路和用户组成。变电所是联系发电厂和用户的中间环节。根据变电所在电力系统中的地位，变电所可分成四类：枢纽变电所中间变电所地区变电所终端变电所一、枢纽变电所位于电力系统的枢纽点，汇集多个电源，电压等级多为330~500kV。全所停电后，将引起系统解列，甚至出现瘫痪。二、中间变电所高压侧以交换潮流为主，起系统交换功率的作用，或使长距离输电线路分段，一般汇集2~3个电源，电压为220~330kV，同时又降压供给当地用户。全所停电后，将引起区域电网解列。三、地区变电所高压侧电压一般为110~220kV，向地区用户供电为主的变电所，这是一个地区或城市的主要变电所。全所停电后，仅使该地区中断供电。四、终端变电所在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压多为110kV，经降压后直接向用户供电的变电所。全所停电后，只是用户受到损失。