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1、目 录 1.电力生产过程概述(319) 2.电力网基本知识(2044) 3.电工学基础知识(4595),第一部分 电力生产过程概述,燃煤发电厂的生产过程简单的说就是通过交流燃烧将燃烧中的化学能转变为热能，从而将水加热成为高温高压的蒸汽，然后利用蒸汽机驱动汽轮机，将热能转化为机械能，汽轮机带动发动机发电，将机械能再进一步为电能。,火电发电厂由三大主要设备 锅炉、汽机、发电机以及相应的辅助设备组成，通过相应的管道或接线构成三大系统燃烧系统、汽水系统和电气系统。,一、燃烧系统,燃烧系统如图所示，包括锅炉的燃烧部分，输煤部分，除灰和烟气排放系统等。 由皮带将煤送到锅炉车间的煤斗，经给煤机进入磨煤机磨成
2、煤枌，然后与经过预热器预热的空气一起喷入炉内燃烧,将煤的化学能转换成热能,烟气经除灰器后,由引风机抽出,炉渣经粉碎机破碎后和除灰器下部的细灰一起由灰渣泵经灰管打至除灰厂。,二、汽水系统,汽水系统包括锅炉、汽轮机、凝汽器及给水泵等组成的汽水循环和水处理系统，冷却水系统。 水在锅炉内加热后蒸发成蒸汽，经过过热器进一步加热，成为具有规定压力和温度的过热蒸汽，再经过主蒸汽管进入汽轮机，在汽轮机中由于蒸汽不断膨胀，高速流动，冲击汽轮机的转子，以额定转速旋转（3000r/min），将热能转化为机械能，带动与汽轮机同轴的发电机发电。,在膨胀的过程中，蒸汽的压力和温度不断降低，蒸汽做功后从汽轮机下部排出，排出
3、的蒸汽称为乏气，它排入凝汽器，在凝汽器中，汽轮机的乏气被准冷却水冷却，凝结成冰。 在凝汽器下部所凝结的水由凝结水泵开压后进入低压加热器和除氧器，提高水温差除去水中的氧（以防水腐蚀炉管等），再由给水泵进一步开压，然后进入高压加热器，回到锅炉，完成水蒸汽水的循环，给水泵以后的水称为给水。,汽水系统中的蒸汽机凝结水在循环过程中总有一些损失，因此，必然不断向给水系统补充经过处理（化学处理）的软化水。外给水进入除氧器，用凝结水一起由给水泵打入锅炉。,三、电气系统,电气系统包括发电机、励磁系统、厂用电系统和升压变电站等。 发电机发出的电，一般经主变压器升高电压后，经变电站高压电气设备和输电线路送经电网和社
4、会，极少部分通过厂用变降压后经过厂用配电装置和电缆供厂内各种辅助设备和照明用电，电厂自用的电称为厂用电。,发电厂的整个生产过程除上述过程以外，还有供水系统、化学水处理系统、输煤系统和热工自动化及进行检修加工的检修车间等各种辅助系统和设施。,第二部分 电力网基本知识,一、电力网及电力系统概述,世界上大部分国家的动力资源和电力负荷中心分布是不一致的。如水力资源集中在江河流域水位较差较大的地方，燃料资源集中在煤、石油、天然气富有的矿区。而大电力负荷中心则多集中在工业区和大城市，因而发电厂和负苛中心往往相隔很远的距离，从而产生了电能输送的问题。水电只能通过高压输电线路把电能送到用户地区才能得到充分利用
5、，长距离输送燃料不如输电经济。,于是就出现了坑口电厂，即把火电厂建在矿区，通过升压变电所、高压输电线、降压变电所（站）把电能送到离电厂较远的用户地区。随着高压输电技术的发展，在地理上相隔一定距离的发电厂为了安全、经济、可靠供电，需将孤立运行的发电厂用电力线路连接起来。首先在一个地区内互相连接，再到地区和地区之间互相连接，这就组成了统一的电力系统。,通常将发电厂、变电所、用电设备之间用电力网和势力网络连接起来的整体，叫做动力系统。 动力系统中的电气部分，即发电机、配电装置、变压器、电力线路及各种用电设备连接在一起组成的统一整体，称为电力系统。 电力系统中由各级电压等级的输本电系统及变电所组成的部
6、分，称为电力网。在我国习惯将电力系统称作电网，例如华中电力系统称为华中电网。,电力系统是动力系统的重要组成部分，它担负着输送和分配电能的任务。由电源向电力负荷中心输送电能的任务。由电源向电力负荷中心输送电能的线路，称为输电线路或送电线路。送电线路的电压较高，一般在110KV 及以上。主要担任分配电能任务的线路，称为配电线路，配电电压较低，一般在35KV及以下。,为了研究和计算方便，通常将电力网络分为地方电网和区域网络。电压在110KV及以上、供电范围较广、输送功率较大的电网，称为区域电力网，电压在110KV以下，供电距离较短，输电功率较少的电力网，称为地方电力网。电压在6-10KV的电网，称为
7、配电网。城市电网中35KV的配电电网亦称为中压配电网，电压为380/220V的配电网称为低压配电网。但这种分类方式并没有严格的界限。,根据电力网的结构方式，又分为开式电力网和闭式电力网。凡是用户只能从单方面得到电能的电力网，称为开工电力网；凡用户至少可以从两个或更多方向同时得到电能的电力网，称为闭式电力网。 根据电压等级的高低，电力网还可分为低压、高压、超高压几种。通常把1KV以下的电力网称为低压电网，1-220KV的电力网称为高压电网，330KV及以上称为超高压电网。,二、联合电力系统（又称大电网）,两个或两个以上小型电力系统用电网连接起来并联运行，即可组成地区性电力系统。若干个地区性电力系
8、统用电网连接起来，即组成联合电力系统。联合电力系统在技术上和经济上都有很大的优越性。,1、提高供电可靠性和电能质量 因为大电力系统中备用发电机组较多，容量也比较大，个别机组发生故障对系统影响较小，从而提供了供电可靠性。 此外，由于联合电力系统容量较大，个别负荷变动，即使是较大的冲击负荷，也不会造成电压和频率的明显变化，故可增强抵抗事故能力，提高电网的安全水平，改善电能质量。,2、可减少系统的装机容量，提高设备利用率 大电力系统负荷出现时间不同，综合起来的最大的负荷，也将小于各系统最大负荷的总和，因此系统中总的装机容量可以减少些。同时，备用容量也可以减少些，如果装机容量一定，则可以提高设备的利用
9、率，增加供电量。,3、便于安装大机组、降低造价 由于联合电力系统容量大，按照比例（一般100万-1000万KW电力系统中，最经济的单机容量为系统总容量的6%-10%）可装设容量较大的机组，而大机组每一1KW设备的投资和生产每1KWh电能的燃料消耗以及维修费用都比小机组便宜，从而可以节约投资，降低成本，降低损耗，提高劳动生产率，加快电力建设速度。,4、充分利用各种资源，提高运行的经济性 水电厂发电受季节的影响，在夏季丰水期水量过剩，在冬春枯水期水量短缺，水电厂容量占的比例较大的系统（如湖北省）将造成枯水缺电，丰水期弃水的后果。组成联合电力系统后，水火电联合运行，丰水期水电厂多发电，火电厂少发电并
10、适当安排检修；枯水期火电厂多发电，水电厂少发电并安排检修，这样充分利用水动力资源，减少燃料消耗，从而降低成本，提高运行的经济性。,三、对电力系统的基本要求,（1）保证供电的可靠性。间断供电，将会导致生产停顿、生活混乱甚至危及人身和设备的安全，给国民经济千万极大损失，这种损失远远超出对电力系统本身的损失。运行经验表明，电力系统中的大事故，往往是由小事故扩大引起的；整体性事故往往也是由小事故引起的；整体性事故往往是由局部事故发展扩大而造成的。,因此，要保证对用户供电可靠性，就要对每一发电、变电、输配电设备经常进行监视、维护，并进行定期预防性试验和检修，使设备始终处于完好的运行状态；严格执行规章制度
11、，杜绝事故的发生，不断提高运行人员的技术水平和责任心；同时还要采用现代化的监测、控制设备。,造成对用户中断供电的原因主要有如下几个: 1）电力系统中的元件发生故障。 2）电力系统中的误操作。 3）电力系统保护的误动作。 4）运行管理水平低，维修质量不合格等。,为提高电力系统运行的可靠性，应改善设备质量，提高运行管理水平和技术水平及运行检修人员的责任心。另一方面要完善电力系统的结构，提高抗干扰能力，充分发挥计算机进行监视和控制的优势，不断提高电力系统的自动化水平。,依用户对供电可靠性的要求不同，可将负荷分为以下三级： 一级负荷：凡是因中断供电，将造成人身伤亡，设备损坏、产生废品，使生产秩序长时间
12、不能恢复，人民生活发生混乱的负荷。这类负荷必须保证不间断供电。 二级负荷：凡是中断供电，将造成大量减产，使人民生活受到影响的负荷，称为二级负荷。这类负荷，如有可能，也要保证不间断供电。 三级负荷：所有不属于一、二级负荷的负荷，如工厂的附属车间、小城镇等，称为三级负荷。,（2）保证良好的电能质量。所谓电能质量，是指电压、频率、波形三个技术指标，尤其前两个最重要。用电设备是按额定电压设计的，实际供电电压过高过低都会使设备的运行技术经济指标下降，甚至不能工作。我国规定的电气设备允许电压偏移一般不应超过额定电压的5%，频率偏差不超过0.20.5Hz，频率的变化同样影响用电设备的正常工作，以电动机为例，
13、频率的变化可能引起转速下降，因而影响产品质量，而且对电力系统本身也有严重危害。,我国规定，电力系统的标准频率是50Hz， 允许偏差值：300万kW以下的系统，不得超过0.5Hz。正弦交流电的波形质量一般以波形的畸变率衡量。所谓波形的畸变率指的是各次谐波有值的平方和的方根值与基波有效值的百分比。其畸变率的允许值随电压等级的不同而不同。如10kV供电时大约为4%，380/220V供电时为5%。,（3）保证系统运行的经济性。节约能源是当今世界上所关注的一个重要问题。电能生产的规模之大，电力生产消耗的一次能源在国民经济一次能源消耗中的比重约为1/3，且电能在传输过程中的损耗也是相当可观的。因此，一方面
14、，在电能生产的过程中，力求节约，减少能源消耗，最大程度地降低发电成本有非常大的意义。另一方面，合理发展电网，优化电网结构和运行方式，降低电能传输过程中的损耗，也是一个不可忽视的问题。,提高电力系统运行的经济性，就是使系统运行中做到多供、少损、降低煤耗。主要有以下3个考核指标。 1）燃料消耗。生产每1kWh电能的燃料消耗量越低越好，这对降低发电成本、提高能源利用率有极重要的意义。 2）厂用电率。发电厂发电设备在生产过程中所消耗的电量与其发电量之比称为厂用电率。目前我国火电厂的厂用电率在6%-10%之间，是个电能消耗大户，应努力降低厂用电率。,3）线损率（网损率）。电网在供电局环节中所损耗的电量占
15、所输送的电量之比称为线损率。目前我国各级电网的线损率在3%-105，是一个不可以忽视的能源损失，应力争降低线损率。 4）为提高电力系统运行的经济性，可采取的措施有：采用高效节能的发电设备；合理调度各发电厂所承担的负荷；优化电网结构，合理发展电网。,第三部分 电工学基础知识,一、什么是电流、电流密度、电场、电场强度、电位、电阻、电阻率、电导、电导率？,电流：体里的电子在电场的作用下有规则地向一个方向移动，就形成了电流，单位：安培，简称：安，用A表示。,电流密度：通过单位面积的电流大小，称为电流密度，单位：安/毫米，用A/mm2表示。,电场：带电物体周围存在对另一带电体相斥或者相吸作用力的范围叫做
16、电场。,电场强度：简称场强。从力的角度描述电场特性的一个矢量，其方向为该点正电荷受力的方向，其大小为该点电荷受力与其电量的比值，单位：伏特/米，用v/m表示。,电位：亦称电动势，是从功的角度描述电场特性的一个标量。电场力将单位正电荷从电场中某点移到参考点（参考点的电位规定为零）所做的功，叫做该点的电位，单位：伏特，简称，伏，用v表示。,电压：静电场或电路中两点的电位差称为电压。其数值等于单位正电荷从一点移动到另一点做的功，单位：伏特，简称：伏，用v表示。,电阻：电子在物体内移动所遇到的阻力叫电阻，单位：欧姆，简称：欧，用表示。,电阻率：截面为mm2，长为m的导体在温度。C时的电阻值，称为该导体的电阻率，单位：欧姆米，用m表示，工程上常用的单位为（欧姆毫米2）/米，用（mm2）/m表示。,电导：电阻的倒数为电导，它表示导体传导电流的本领。 单位：西门子，用G表示。,电导率：电阻率的倒数为电导率。,二、导体、绝缘体、半导体的区别是什么？,导体：带电质电（电子
