《发电厂电气主系统第3版许珉电子课件第1章绪论》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发电厂电气主系统第3版许珉电子课件第1章绪论（63页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、发电厂电气主系统,机械工业出版社,第3版,“电气”是由词根“电”和词根“气”构成的偏正式合成词，“电气”是指电性质的气； “气”在中国古代哲学中通常是指一种极细微的物质；中国古代的气学说与西方的电流体学说相似； 东汉哲学家王充在论衡中已使用气学说解释电和磁的吸引现象； 1851 年来华传教士玛高温译述的博物通书可能是最早使用汉语术语“电气”的中文文献；,“电气”一词的来源，涵义？英语或日语？,“电气”一词可能是根据中国古代对电的理解，对英语electric fluid的直译，是electricity的意译。,“电气”=“电”，不指设备。,“电气”指electrical，形容“电”或与电有关的事
2、物(本身不带电，近年来有与electric 通用的趋势) 。,“电器”是电路上的负载以及用来切换、变换、控制、检测、保护、调节电路的用具（electric appliance， electric形容带电或有电的）。(具有某种功能，在制造厂内加工，集成),“电气设备”比“电器设备”的范畴大，包括与电有关的设施，导体等。,“器”-器具：用具，工具。,“器”-器物：各种用具的总称。,“设备”-成套的器物 (equipment)。,“电气”用的较少，但形容与电有关的事物常用，例如“电气工程”是研究电磁领域的客观规律及应用的学科，译为英语：Electrical engineering 。,例如：高压电器
3、是一门专讲各种高压电器原理与结构的课程。,1. 本课程的目的和任务,前 言, 从“发电厂电气主系统”说起 ,实现将电能从发电机送到电网的电路称为发电厂电气主系统,”发电厂电气主系统”从建设到发电运行，需要解决的问题： 1) 需要用到哪些电气设备？ 如变压器（变换电压）、断路器（切断电路）、隔离开关（隔离电路）、电压和电流互感器（测量）、导线（汇集电能或连接各设备）等。（开关电器和互感器的原理）,2)这些电气设备如何连接？（电气主接线）,4)发电厂自己也需要用电，如何设计？（厂用电）,7) 电气主系统的运行问题？(发电机、变压器的运行),5)这些电气设备如何安装？（配电装置）,6)这些电气设备如
4、何来控制？（二次接线）,3)这些电气设备如何选择？电气设备会受到发热和电动力的作用，不同型号的设备耐受发热和电动力的能力不一样。 (导体的发热与电动力、电气设备选择),本课程主要学习“发电厂电气部分”从建设到发电，需要解决的理论和技术问题，概括为：发电厂电气主系统(电气一次)的设计方法与运行理论。, “发电厂电气主系统”或“发电厂电气部分”是“电气工程及其自动化”专业的主要专业课程之一，是“电力系统及其自动化”方向的必修课程。 目的和任务：通过课堂讲授、多媒体教学、习题、课程设计以及生产实习等教学环节，使学生树立起工程观点，掌握发电厂和变电所电气主系统的设计方法与运行理论，并在分析、计算和解决
5、实际工程问题能力等方面得到一定的训练。,2. 教材体系,本教材的体系可分为两条线：,(1)发电厂变电所电气主系统的设计方法与计算理论，包括电气主接线设计、厂用电设计、配电装置设计、电气设备发热电动力和选择计算理论。,(2)发电厂变电所电气主系统的运行理论，包括电力变压器的运行、同步发电机的运行等。,3. 本课程的特点,内容杂乱，涉及的知识多；理论与实际联系紧密，涉及许多工程概念和电气设备，对于缺少工程实践的学生，学习感觉困难。,4. 课程内容说明,近几年专业课学时大幅度压缩，为解决课时限制的矛盾，本教材的部分内容，如 “同步发电机的运行”在电机学课程中已涉及，本章内容建议不讲授；“电气主接线的
6、可靠性计算”、“大电流封闭母线的发热和电动力” 等章节内容可作为选学内容，课件中未涉及。本课程的主要教学内容是发电厂电气一次部分设计与变压器、发电机的运行，少学时可以不讲授二次接线内容。本课件尽量覆盖电气部分课的主要内容，让学生掌握完整的知识体系，适合50学时左右教学计划使用。 采用多媒体教学，是解决课时限制矛盾的有效途径，可以有效地提高本课程的教学质量，图文并茂也深受学生欢迎。,第一章 2学时 第二章 6学时 第三章 10学时 第四章 6学时 第五章 6学时 第六章 10学时 第七章 2学时 第九章 6学时,5.各章参考学时（4048学时）,第一章 绪 论,第一节 我国电力工业发展概况,第三
7、节 发电厂和变电所电气设备简述,第二节 发电厂和变电所的基本类型,本章计划学时：2 3学时,第一章 绪 论,总装机容量和年发电量:,我国自1882年有电力以来至1949年底，经过67 年的发展，装机容量只达到185万kW，年发电量 43 亿 kWh，分别居世界第 21 位和第 25 位。,电力发展和应用的程度，是衡量国民经济发展水平和社会现代化水平高低的重要标志之一。电力发展必须超前国民经济的增长。,第一节 我国电力工业发展概况,目前我国最大的汽轮发电机组容量为110万kW，安装在新疆农六师煤电有限公司(世界最大135万kW)； 最大的水轮发电机组容量为80万kW，安装在向家坝水电站(世界最大
8、80万kW) ； 最大的核电发电机组容量为175万kW，安装在广东台山核电站(世界最大175万kW) 。,最高交流输电电压为1000kV (世界上最高为1000kV )，如山西长治晋东南1000kV变电站河南南阳1000kV变电站-湖北荆门1000kV变电站特高压试验示范工程，第一期1000kV输电线路一回，全长645km，晋东南和荆门各一组3100万kVA变压器,可以输送5台60万kW发电机的发出的功率300万kW。晋东南变电站最终变压器容量3 3100万kVA。,我国电力工业的之最 (技术水平)：,荆门变电站最终变压器容量2 3100万kVA。电压等级为1000kV/500kV/110kV
9、。1000kV为双母线双断路器接线，出线10回，500kV为3/2接线，出线10回，110kV为单母线接线，接无功补偿装置。南阳1000kV开关站装设并联高压电抗器，容量为3240Mvar。 1000kV特高压的优点：可以节省占地面积，钢材，线路损耗为500kV线路损耗的1/4。输送距离在同样容量下是500kV的4倍。改运煤为输电，降低发电成本，缓解电煤运输紧张的局面。,我国最大的水力发电厂，也是世界上最大的水力发电厂是三峡水力发电厂，装有26台单机容量为70万kW的水轮发电机组，另有地下6台单机容量为70万kW，厂用2台单机容量为5万kW的水轮发电机组，总装机容量2250万kW，年均发电量
10、847亿 kWh的水轮发电机组。三峡大坝采用混凝重力坝，坝高185m，坝长(轴线长)2309m，坝顶总长3035m，总投资约2039亿。,我国最大的火力发电厂是内蒙古大唐托克托火电厂，装机容量540万kW（230 +860万kW） 。,我国最大的核能发电厂是岭澳核电厂，装机容量398万kW（299+2100万kW）。,最高直流输电电压为800kV, 我国第一条800kV直流输电线路是云南楚雄-广东广州的800kV直流输电线路。,这些都说明我国电力工业已进入大机组、大电厂、大电网、超高压、高度自动化的发展时期和向跨大区联网、进入全国联网的新阶段。,东北:东三省及部分内蒙,华中:河南、湖北、湖南、
11、江西,华北:北京、天津、山西、河北及部分内蒙,华东:上海、江苏、浙江、安徽,西北:陕西、甘肃、青海、宁夏,川渝:四川、重庆,南方电网:广东、广西、云南、贵州,山东、福建、海南、乌鲁木齐和拉萨 5 个独立的省级电网,我国电力体制的改革:建立电力市场,实行厂网分开、主辅分离、输配分开、竞价上网。,大型发电企业（厂）有： 主要的大型发电公司有中国华能集团公司（华能国际）、中国华电集团公司（华电国际）、中国大唐集团公司（大唐发电）、中国国电集团公司（国电电力）、国家（原中国）电力投资集团公司（国家电投）等 。,大型供电企业（网）有： 国家电网公司和南方电网公司（广东、广西、云南、贵州） 。,辅业公司有
12、： 中国电力工程顾问集团公司、中国水电工程顾问集团公司、中国水利水电建设集团公司和中国葛洲坝集团公司等四家。,第二节 发电厂和变电所的基本类型,一次能源是指直接由自然界采用的能源，如：煤、石油、天然气、水利资源、核原料等。 二次能源是由一次能源经加工转换而获得的另一种形态的能源，如电力、煤气、蒸汽、焦碳等。,一、发电厂的基本类型,发电厂是把各种一次能源转换成二次能源，即电能的场所。按照发电厂所消耗一次能源的不同，发电厂有：,1. 火力发电厂：以煤炭、石油、天然气等为燃料。, 凝汽式火电厂 :只生产电能，热效率低，仅为30 40%。,浙江玉环4100万kW火电厂, 热电厂 :既生产电能又生产热能
13、。热电厂的热效率高达60 70%。, 燃气轮机发电厂：燃气轮机与汽轮机工作原理相似，所不同的是燃气轮机的工质是高温高压的气体而不是蒸汽。工质一般用天然气，也可以是用清洁煤技术将煤炭转化成的清洁煤气等。,2水力发电厂,水电厂：将水的位能和动能转换成电能的发电厂，也称水电站。水电站的类型可以分为：,(1) 堤坝式:一般河流水位的落差沿河流是分散的，为提高落差就需要在河流的上游修建拦河坝，将水积蓄、提高水头，进行发电。,通常这类水电站又细分为坝后式和河床式两种。,坝后式水电站:发电机厂房建在坝后，全部水头的压力由坝体承受，水库的水由压力水管引入厂房，推动水轮发电机发电。,图1-2 坝后式水电站示意图
14、,长江三峡水电站,三峡水电站效果图,长江三峡水电站坝长2309m，坝高185m，水头175m，总库容393亿立方米，总装机容量1820万kW ，年发电量847亿KWh；库区将淹没耕地36万亩，淹没城镇129座，需安置迁移人口113万；电站于93年起步，首批机组于2003年10月发电，以后每年投产4台机组（2800MW），2009年全部机组建成投产。三峡电站发出的强大电力将送往华中、华东地区和广东省。电站将引出15条超高压交流输电线路，其中3条线路通过换流站将交流电转换成直流电后，再通过500k直流输电线路，2条送往华东、1条送往广东。,三峡双线五级船闸,三峡船闸全长6.4公里，可通过万吨级船队
15、，单向年通过能力5000万吨。船闸主体段闸首和闸室分南北两线，每线船闸主体段由6个闸首和5个闸室组成，每个闸室长280米、宽34米。而船闸人字门是名副其实的“天下第一门”，单扇门宽20.2米，高38.5米，厚度3米，面积有两个篮球场那么大，重达850多吨。,葛洲坝27孔泄洪闸,葛洲坝水电站,葛洲坝水电站是长江干流上修建的第一座大型水电工程，是三峡工程的反调节和航运梯级。电站始建于1970年，共有机21台机组，总装机容量271.5万千瓦，年发电量157亿度。电站以500kV和220kV输电线路并入华中电网，并通过500kV直流输电线路向距离1000km的上海输电120万千瓦。,三峡水电厂水轮发电
16、机机房（70万kW）,东方电机厂自主研发的70万千瓦水电机组核心部件转轮,70万千瓦水电机组核心部件转子,70万千瓦水电机组核心部件转子,图1-3 河床式水电站示意图,河床式水电站:发电机厂房和挡水堤坝连成一体，厂房也起挡水作用。由于厂房修建在河床中，故称河床式。,图1-4 引水式水电站示意图,3抽水蓄能电站,抽水蓄能电站是一种特殊形式的水电站。, 引水式水电站: 建在山区水流湍急的河道上或河床坡度较陡的地段，由引水渠道提供水头，一般不需要修建堤坝，或只修低堰，适用于水头比较高的情况。,具有水轮机-发电机和电动机-水泵两种可逆的工作方式 ：,(1) 夜晚或周末低负荷时，抽水蓄能电站的机组作为电动机运行，利用电力系统富余的电能将下库的水抽到上库，以位能的形式将电能储存起来 。,(2) 在电力系统的峰荷期间，抽水蓄能电站的机组又作为发电机运行，将上库的水放下来通过水轮机发电，用以担任电力系统峰荷中的尖峰部分，即起到调峰作用。,图1-5 抽水蓄能电站示意图
