发电厂电气设备及运行1

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1、发电厂电气设备及运行发电厂电气设备及运行教材：教材：电力系统概论电力系统概论杨淑英杨淑英 编编发电厂电气部分发电厂电气部分( (第四版第四版) )华中科技大学华中科技大学 熊信银主熊信银主 编编华北电力大学华北电力大学 朱永利副主编朱永利副主编课程内容（1）n 电力系统的基本概念 （第一章）n 简单电力网络稳态分析 （第二、三章）n 电力系统的频率调整与电压调整 （第四章）n 电力系统短路 （第五章）n 电力系统稳定性 （第七章）课程内容（2）n 电气设备的原理 （第二章、六 章） n 电气主接线 （第四 章） n 厂用电 （第五 章） n 导体的发热和电动力 （第三 章） n 电气设备的选择

2、 （第六 章） n 配电装置 （第七 章） n 发电厂和变电站的控制和信号 （第八 章） n 同步发电机的运行 （第九 章） n 电力变压器的运行 （第十 章）课程特点：n贴近工程实际（少理论、重工程 ）n内容分散、前后联系不强第第0 0章章 电力系统概述电力系统概述0.1 电力系统的概念和组成0.2 对电力系统运行的基本要求0.3 电力系统的电压等级0.4 电力系统的接线方式和中性点接地0.5 电力系统的负荷0.6 我国电力工业发展概况 0.7 发电厂的类型 0.8 变电站的类型0.1 电力系统的概念和组成一、基本概念n电力系统的组成（1）电力系统：由发电机、变压器、输电线路和用电设备 组成

3、的有机整体。生产、输送、分配与消费电能的系统。（2）电力网：电力系统中输送与分配电能的部分。（3）动力系统：动力部分与电力系统组成的整体。n几个基本参量(1) 总装机容量: 指该系统中实际安装的发电机组额定有 功功率的总和，以千瓦（KW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW） 为单位计。0.1 电力系统的概念和组成年发电量指该系统中所有发电机组全年实 际发出电能的总和，以千瓦时（kWh）、兆瓦时 （MWh）、吉瓦时（GWh）为单位计。最大负荷指规定时间内，电力系统总有功 功率负荷的最大值，以千瓦（kW）、兆瓦（ MW）、吉瓦（GW）为单位计。额定频率按国家标准规定，我国所有交流 电力系统的额定功率为50

4、Hz。最高电压等级是指该系统中最高的电压等 级电力线路的额定电压。0.1 电力系统的概念和组成地理接线图主要显示系统中发电厂、变电 所的地理位置，电力线路的路径，以及它们相 互间的联结。电气接线图主要显示系统中发电机、变压 器、母线、断路器、电力线路等主要电机、电 器、线路之间的电气接线。0.1 电力系统的概念和组成电力系统为什么要互联并网运行呢？1.采用高效率大容量机组减少备用容量2.合理利用动力资源水、火电互补3.提高供电可靠性系统越大，抗干扰能力越强4.提高运行的经济性装高效率大容量机组、合理利用动力资源、合理分配负荷、削峰填谷。0.1 电力系统的概念和组成特点电能不能大量储存过渡过程非

5、常短暂（30万kM/S）与国民经济各部门密切相关基本要求可靠 经济 质优 0.2 电力系统运行特点及基本要求可靠：保证可靠的供电 措施 电源与电网的建设（西电东送全国联 网） SCADA数据采集与监视控制系统（ Supervisory Control And Data Acquisition ） 设备检修（计划检修状态检修） 人员素质0.2 电力系统运行特点及基本要求 负荷（一级 二级 三级）n一级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成 人身事故，经济严重损失，人民生活发生混乱 。n二级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成 大量减产，人民生活受影响。n三级负荷：所有不属于一、二级的负荷。0.2 电力

6、系统运行特点及基本要求质优指标 电压： 35kV 5% 10kV 7% (无功功率）频率： 0.2（3000mw) 0.5Hz(3000MW） （有功功率）波形畸变：谐波（电力电子装置，非线性负荷）0.2 电力系统运行特点及基本要求经济EX:一台600MW火电机组，年利用小时6000h，煤耗率320g/kW.h，煤价：300元 /吨。 Sol：年发电量：600000kW6000h36亿kW.h 需标煤：36亿kW.h320g/kW.h115.2万吨标煤 燃料费：115.2万吨300元/吨34560万元 1%节约：燃料：1.152万吨标煤 燃料费：345.6万元 厂用电率 网损 煤耗率（水耗率）

7、0.2 电力系统运行特点及基本要求1.电力系统的额定电压等级 标称电压经济电压 ：电压高，损耗小绝缘水平高，投资大制定标准电压，以便实现互联最高电压：正常运行时，系统中出现的电压最高值 0.3 电力系统的电压等级系统的额定电压2. 电气设备的额定电压(发电机,变压器,线路，用电设备) 最高电压：考虑设备的绝缘性能确定的最高运行电压值额定电压：电气设备在此电压下长期工作，效率和寿命最好同一标称电压下，不同电气设备的额定电压是不同的 0.3 电力系统的电压等级 0.3 电力系统的电压等级n用电设备:等于系统的额定电压n线路:等于系统的额定电压n发电机：规定比系统的额定电压高5%n变压器n一次侧：相

8、当于用电设备，其额定电压与系统相同；与发电机直接相连时，则与发电机相同n二次侧：相当于电源，其额定电压应比系统高5%，考虑变压器内部的电压损耗（5%），实际应定为比线路高10;漏抗很小、与电动机直接相连时或电压特别高时，比线路高5。 0.3 电力系统的电压等级用线电压表示的抽头额定电压220kV升压变压器降压变压器3. 电力输送中电压与输送容量的关 系 各级电压架空线路的输送能力 0.3 电力系统的电压等级典型例题 : ( 1)确定各设备额定电压;(2)若T1工作于+2.5%抽头, T2工 作于主抽头,T3工作于-5%抽头,求个变压器变比.10.5kV10.5kV121kV38.5kV110k

9、V11kV35kV1、无备用图1-5 无备用接线方式 （a）放射式 （b）干线式样 （c） 链式 0.4 电力系统的接线方式和中性点接地一.电力系统的接线方式优点：简单、经济、运行方便 缺点：供电可靠性差 适用范围：二级负荷2、有 备用图1-6 有备用接线方式 （a） 放射式样 （b） 干线式 （c） 链式 （d） 环式 （e） 两端供电网络优点：供电可靠性和电压质量高 缺点：不经济 适用范围：电压等级较高或重要的负荷 0.4 电力系统的接线方式和中性点接地二、三相电力系统中性点运行方式 n不接地，1035kV系统多属这类情况。n消弧线圈接地，即经过一个线性电抗线 圈接地，1060kV系统有这

10、种方式。n直接接地，110kV及以上电压系统和380220V三相四线低压系统都属这类情况。 0.4 电力系统的接线方式和中性点接地电力系统的中性点一般指星形连接的变压器或发电机的中性点。中性点接地方式 ：1.中性点不接地系统n正常运行分析： （1）线电压与相电压关系；（2）中性点电位；（3）对地电容电流与相电压关系1.中性点不接地系统n单相（C相）接地分析：（1）中性点对地电位；（2）非接地相对地电位；（3）对地电容电流（3）对地电容电流分析2.中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接地的应用n3-6kV 电力网 (接地电流 30A) n10kV 电力网 (接地电流 20A)n35-60kV 电

11、力网 (接地电流 10A) 补偿方式过补（ILIc），一般采用这种方式欠补（ILIc）全补（IL=Ic），不允许，容易谐振3.中性点直接接地系统优点:非故障相电 压不变.缺点:单相短路电流大.0.5 电力系统的负荷一电力系统的负荷 1、负荷：系统中所有电力用户的用电设备所消耗的电功率总和。也称电力系统的综合用电负荷。是所有用户的负荷总加。2、负荷分类（按负荷性质分类）：工业、农业、交通运输业、商业、生活等。3、电力系统的供电负荷：综合用电负荷加上电力网的功率损耗。4、电力系统的发电负荷：供电负荷加上发电厂厂用电消耗的功率。二负荷曲线：用曲线描述某一时间段内负荷随 时间变化的规律1. 日负荷曲线

12、:制定发电计划的依据 一天的总耗电量 日平均负荷 0.5 电力系统的负荷负荷率km 最小负荷系数 (a）钢铁工业负荷；(b) 食品工业负荷；(c) 农村加工负荷；(d) 市政生活负荷 2. 年最大负荷曲线：描述一年内每月（或每日）最大有功功率负 荷变化的情况 3. 年持续负荷曲线：按一年中系统负荷的数值大小及其持续小时 数顺序排列绘制而成 t1PPmaxP1P2P3tt3t28760 Tmax全年耗电量 最大负荷利用小时数 Tmax 0.5 电力系统的负荷和负荷曲线年最大负荷曲线：为安装新机组、安排检修计 划提供依据A=PmaxTmax 各类用户的年最大负荷利用小时数负 荷 类 型Tmax/h

13、户内照明及生活用电20003000一班制企业用电15002200二班制企业用电30004500三班制企业用电60007000农 灌 用 电100015000.6 我国电力工业发展概况 一、我国电力工业的起点n1879年5月28日，中国上海公共租界，以1台 10马力(7.46kW)蒸汽机为动力，带动自激式 直流发电机，发出的电力点亮了第一盏电灯 。n1882年7月26日 ，中国第一家电业公司 上海电气公司成立，创办了中国第一家发电 厂，安装1台16马力(11.93kW)蒸汽发电机组 ，沿外滩架设6.4km的电线，沿线串接15盏 弧光灯，供给照明用电。n同年9月25日，坐落在黄浦江外滩的上海俱 乐部等装接电灯，成为第一批电灯用户。一、我国电力工业的起点n这家电厂比全球率先使用弧光灯的法国巴黎 北火车站电厂晚建 7 年，比英国伦敦霍而蓬 高架路电厂晚建 6 个月，但比美国纽约珠街 电厂早建 2 个月，比日本东京电灯公司早建 5 年。n1897年，清政府上海南市马路工程善后局创 办南市电灯厂。该厂于当年除夕建成供电， 点亮中国地界上的第一盏电灯。n到1911年中华民国成立前夕，上海电力工业 已初具规模， 4 家中外电力公司共拥有发电 设备容量8750kW。二、装机容量及发电量的增长装机容量 185 6587