华电-发电厂电气部分第一讲PPT课件.ppt

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1、发电厂电气部分 主讲人 卢大姐 1 课程介绍 发电厂电气部分 一次系统 电气设备结构和工作原理 一次系统接线和布置 电气设备的运行 一次系统的设计二次系统 断路器控制 中央信号系统 2 本课程的主要任务和目的 通过课堂讲授 课程设计及生产实习等教学环节 树立工程观念 掌握发电厂电气主系统的设计方法 并在分析 计算和解决实际工程能力方面得到训练 3 第一章绪论 我国电力工业发展概况1 中国电力工业的起点第一个发电厂 1882年7月26日上海12kW以蒸汽机带动的直流发电机 比世界上最早的发电厂仅晚六个月 第一个水电厂 1912年5月28日 农历4月12 云南昆明附近石龙坝水电厂装有2台240kW

2、水轮发电机组 4 2 装机容量及发电量的增长 5 3 美国和日本装机容量及发电量 美国装机容量和发电量美国拥有世界上规模最大的电力工业 1997年全国装机容量为79162 0万kW 年发电量为34831 1亿kW h 均居世界首位 日本装机容量和发电量1998年日本电力工业的规模居世界第三位 1998年 指财政年 截至次年3月31日 以下同 全国的总发电量为1 046 3TWh 其中火电 包括地热 为611 3TWh 占58 4 水电为102 6TWh 占9 8 核电为332 3TWh 占31 8 1998年全国的总装机容量为250 1GW 其中火电为159 6GW 占63 8 水电为45 4

3、GW 占18 2 核电45 2GW 占18 1 6 水电装机容量及发电量 三峡电站共安装26台70万kW水轮发电机组 总装机容量1820万kW 年均发电量847亿kW h 建设规模仅次于三峡水电站的我国第二大水电工程 华能澜沧江水电有限公司小湾水电站项目 华能云南小湾水电站总装机规模420万千瓦 电站最大坝高292米 是世界已建和拟建的最高拱坝 工程动态投资277亿元 总工期11年 电站的主体工程已于2002年1月开工 计划在2004年12月截流 2010年首台机组发电投产 2012年全部建成 7 4 最大单机容量 最大火电机组 900MW 上海外高桥第二发电厂 最大水电机组 700MW 三峡

4、电厂 葛洲坝水电厂320MW 最大核电机组 1000MW 岭澳核电厂 大亚湾核电厂900MW 8 5 最大发电厂 最大火电厂 北仑港电厂 5 600MW最大水电厂 二滩水电厂6 550MW 三峡电厂14 12 6 700MW 最大核电厂 岭澳核电厂2 1000MW最大抽水蓄能电厂 广东抽水蓄能电厂8 300MW 9 6 电力系统 已形成华东 华北 东北 华中 西北 西南 华南等七个跨省区域性电力系统 前四个电力系统的装机容量均超过40GW 40000MW 各电网已基本形成500kV和330kV的骨干网架 独立的省属电力系统有福建 海南和台湾 此外 跨省系统之间也出现了互联 如华中与华东 华北与

5、东北 华北与华东 西南与华南 华北与华中 10 我国电网基本框架 新疆 西藏 11 2003年9月四大区域电网互联 超大型同步电网 跨14省 市 自治区装机容量超1 4亿千瓦 距离超4600公里 12 华中电网 东北电网 华北电网 川渝电网 伊敏电厂 二滩电厂 华东电网 西北电网 13 2020 2010 年我国电力装机预测 到2020年时 由于环保和煤炭供应 运输的压力 能源结构不合理和过于依赖煤炭的状况有所改善 但煤电62 的比例仍然很大 单位 万kW 14 2020年西电东送方案 京津唐 长江三角洲 珠江三角洲 传输功率1 2亿千瓦 15 3000MW 2500MW 7200MW 300

6、0MW 9000MW 10000MW 1800MW 2000MW HydroPowerBase ThermalBase AC RegionalGridsInterconnectionin2005 DC 16 3000MW 2500MW 7200MW 3000MW 9000MW 10000MW 1800MW 2000MW HydroPowerBase ThermalBase AC RegionalGridsInterconnectionin2010 DC PossibleInternationalconnection AC 17 3000MW 2500MW 7200MW 3000MW 9000M

7、W 10000MW 1800MW 2000MW HydroPowerBase ThermalBase AC RegionalGridsInterconnectionin2015 2020 DC PossibleInternationalconnection 18 我国目前电力工业发展的相关技术 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 19 1 2 4发电厂和变电所的类型 发电厂 把各种天然能源转换成电能的工厂 发电厂的类型 火力发电厂水力发电厂核电厂其它形式的发电厂 20 火力发电厂 1 一次能源 燃料 主要是煤 还有石油

8、 天然气 2 主要设备 锅炉 汽轮机 发电机及各种辅机 3 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 21 发电厂类型 1 按燃料分 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 22 发电厂类型 2 按蒸汽压力和温度分 中低压发电厂高压发电厂超高压发电厂亚临界压力发电厂超临界压力发电厂 23 发电厂类型 3 按原动机分 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 24 发电厂类型 4 按输出能源分 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

9、电厂 热电厂既生产电能又供应热能 效率较高 60 70 25 火力发电厂的优缺点 优点 一次投资较小 建设周期较短 缺点 发电成本高 对环境有污染 26 水力发电厂 水电厂 1 一次能源 水的位能或动能2 主要设备 压力水管 水轮机 发电机3 生产过程 高处的水 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 位能或势能 机械能 电能 经压力水管 27 水力发电厂类型 1 堤坝式水电厂 在河流中拦河筑坝 将水积蓄起来 抬高上游水位 形成水头坝后式水电厂厂房建在坝的后面 不承受上游水压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 2 引水式水电厂 一般不需修坝或只修低堰

10、 由引水渠道造成水头 3 抽水蓄能式水电厂 用于电网的调峰 填谷 备用 调频 调相 28 水力发电厂的优缺点 优点 发电成本低 对环境没有污染 运行灵活方便 还可防洪 灌溉 航运等 缺点 一次投资大 建设周期长 受水文气象影响 还有淹没土地 移民搬迁等 29 水电厂优缺点 优点 发电成本低 对环境没有污染 运行灵活方便 还可防洪 灌溉 航运等 缺点 一次投资大 建设周期长 受水文气象影响 还有淹没土地 移民搬迁等 30 核电厂 1 一次能源 核能 核裂变能 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

11、子旋转 发电机发出电能 原子能 热能 机械能 电能 31 反应堆类型 1 压水堆 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 2 沸水堆 重水堆 用重水作冷却剂 水会沸腾 汽轮机等设备可能受污染 32 核电厂优缺点 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 33 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 34 变电所的类型 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

12、所可分成四类 枢纽变电所 中间变电所 地区变电所和终端变电所 35 1 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 36 2 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 37 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 38 4 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

13、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 39 2 1电气设备与电气接线概述 一 电气设备为了满足电力生产和保证电力系统运行的安全稳定性和经济性 发电厂和变电站中安装有各种电气设备 根据电气设备的作用不同 可将电气设备分为一次设备和二次设备 40 1 一次设备 通常把生产 变换 输送 分配和使用电能的设备 称为一次设备 它们包括 生产和转换电能的设备 如发电机 电动机 变压器等 发电机将机械能转换成电能 电动机将电能转换成机械能 变压器将电压升高或降低以满足输配电需要 接通或断开电路的开关电器 如断路器 隔离开关 负荷开关 熔断器 接触器等 它们用于正常或事故时

14、 将电路闭合或断开 限制故障电流和防御过电压的保护电器 如电抗器和避雷器等 电抗器用于限制短路电流 避雷器用于防御过电压 载流导体 如裸导体 电缆等 用于传输电能或连接电气设备 接地装置 由埋入土中的金属接地体 角钢 扁钢 钢管等 和连接用的接地线构成 无论是电力系统中性点的工作接地 还是保护人身安全的保护接地 以及为了稳定电位 防止干扰的仪控接地 均同接地装置相连 41 2 二次设备 对一次设备和系统的运行状态进行测量 控制 监视和保护的设备 称为二次设备 它们包括 仪用互感器 如电压互感器和电流互感器 用于将高电压 大电流转换成低电压 小电流 供给测量仪表和保护装置使用 测量表计 如电压表

15、 电流表 功率表和电能表等 用于测量电路中的电气参数 继电保护及自动装置 这些装置能反应系统不正常情况并进行监控和调节 或作用于断路器跳闸 将故障切除 直流电源设备 包括直流发电机组 蓄电池组和硅整流装置等 供给控制 保护用的直流电源和厂用直流负荷 事故照明用电等 操作电器 信号设备及控制电缆 如各种类型的操作把手 按钮等操作电器实现对电路的操作控制 信号设备给出信号或显示运行状态标志 控制电缆用于连接二次设备 42 电气接线 1 在发电厂和变电所中 根据各种电气设备的作用和要求 按一定的方式用导体连接起来所形成的电路称为电气接线 其中 由一次设备所连成的电路称为一次电路 或称电气主接线 由二次设备所连成的电路称为二次电路 或称二次接线 43 电气接线 2 电气主接线表明电能汇集和分配的关系以及各种运行方式 电气主接线通常用电气主接线图来表示 电气主接线图是用规定的图形符号和文字符号表示电气设备连接关系的一种图 电气主接线图通常采用单线图表示 只有需要时才绘制三线图 44 电气接线图 45 参考书目 1发电厂电气部分熊信银主编2发电厂电气部分姚春球主编3发电厂电气部分范锡普主编 46