发电厂电气主系统课件

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1、发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-1* “发电厂电气部分发电厂电气部分”是是“电气工程及其自动化电气工程及其自动化”专业的专业的主要专业课程之一，也是主要专业课程之一，也是“电力系统及其自动化电力系统及其自动化”方向方向的必修课程。的必修课程。 授课总学时数为授课总学时数为48学时（包括学时（包括4小时实验）小时实验）发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-2*1.本课程的目的和任务本课程的目的和任务前前言言 从从“发电厂电气部分发电厂电气部分”说起说起实现将电能从发电机送到电网的电路称为实现将电能从发电机送到电网的电路称为发电厂电气发电厂电气部分

2、部分”发电厂电气部分发电厂电气部分”从建设到发电运行，需要解决的问从建设到发电运行，需要解决的问题：题：1)需要用到哪些电气设备？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）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？这些电气设备如何连接？（电气主接线）电气主接线）发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-3*4)发电厂自己

3、也需要用电？发电厂自己也需要用电？（厂用电）（厂用电）7)电气主系统的运行问题？电气主系统的运行问题？(发电机、变压器和断路器的运发电机、变压器和断路器的运行行)5)这些电气设备如何布置与安装？这些电气设备如何布置与安装？（配电装置）配电装置）6)这些电气设备如何来控制？这些电气设备如何来控制？（二次接线）二次接线）3)这些电气设备如何选择？这些电气设备如何选择？（电气设备会受到发热和电动力（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）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、电气设备选择导体的发热与电动力、电气设备选择)本课程

4、主要学习本课程主要学习“发电厂电气部分发电厂电气部分”从建设到发电，从建设到发电，需要解决的理论、设计方法与运行理论。需要解决的理论、设计方法与运行理论。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-4*一、绪论 二、导体的发热与电动力三、开关电器和互感器的原理 四、电气主接线 五、厂(所)用电六、电气设备的选择七、配电装置八、发电厂变电所电气二次接线本课程具体内容主要包括：发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-5* “发电厂电气主系统发电厂电气主系统”或或“发电厂电气部分发电厂电气部分”是是“电气工程及其自动化电气工程及其自动化”专业的主要专业专业的主要专

5、业课程之一，是课程之一，是“电力系统及其自动化电力系统及其自动化”方向的方向的必修课程。必修课程。 目的和任务：通过课堂讲授、多媒体教学、课程设计、目的和任务：通过课堂讲授、多媒体教学、课程设计、习题以及生产实习等教学环节，使学生树立起工程观点，习题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部分的设计方法与运行理论，掌握发电厂和变电所电气部分的设计方法与运行理论，并在分析、计算和解决实际工程问题能力等方面得到一并在分析、计算和解决实际工程问题能力等方面得到一定的训练。定的训练。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-6*2.教材体系教材体系本教材的

6、体系可分为两条线：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，发电厂变电所电气主系统的设计方法与计算理论，包包括电气主接线设计、厂用电设计、配电装置设计、电气括电气主接线设计、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。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，发电厂变电所电气主系统的运行理论，包括电力变压包括电力变压器的运行、同步发电机的运行及高压断路器的运行等。器的运行、同步发电机的运行及高压断路器的运行等。3.本课程的特点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，涉内容杂乱，涉及的知识多；理论与实际

7、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，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。学习感觉困难。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-7*4.课程内容说明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，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，如本教材的部分内容，如“支持式管形母线的选择支持式管形母线的选择”等内容等内容可安排在实习和课程设计及毕业设计中学习；可安排在实习和课程设计及毕业设计中学习；“同步发电机同步发电机的运行的运行”在电机学课程中已涉及，本章内容不讲授；在电机学课程中已涉

8、及，本章内容不讲授；“电气电气主接线的可靠性计算主接线的可靠性计算”、“大电流封闭母线的发热和电动力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。等章节内容可作为选学内容，课件中未涉及。采用多媒体教学，是解决课时限制矛盾的有效途径，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。生欢迎。本课件尽量覆盖电气部分课的主要内容，让学生掌握完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，适合整的知识体系，适合3050学时教学计划使用。学时教学计划使用。 发电厂电

9、气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-8*第一章第一章绪绪论论第一节第一节电力工业发展概况电力工业发展概况第三节第三节发电厂和变电所电气设备简述发电厂和变电所电气设备简述 第二节第二节发电厂和变电所的基本类型发电厂和变电所的基本类型本章计划学时：本章计划学时：4学时学时发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-9*第一章第一章绪绪论论电能具有的优点： 可简便地转变为其他形式的能量； 便于输送、分配方便； 易于操作和控制； 是洁净能源。 因此，电成为现代化生产、生活的主要能源，在工农业、交通运输、国防、科学技术和人民生活等方面都得到广泛应用。发电厂电气部分发电厂电

10、气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-10*第一章第一章绪绪论论总装机容量和年发电量总装机容量和年发电量: 我国自我国自1882年有电力以来至年有电力以来至1949年底，经过年底，经过67年的发年的发展，装机容量只达到展，装机容量只达到185万万kW，年发电量，年发电量43亿亿kWh，分，分别居世界第别居世界第21位和第位和第25位。位。1996年起，我国发电机装机容量和年发电量均居世界年起，我国发电机装机容量和年发电量均居世界第二位。第二位。电力发展和应用的程度，是衡量国民经济发展水平和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。电力发展必须超前社会现代化

11、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。国民经济的增长。第一节第一节电力工业发展概况电力工业发展概况发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-11*一、一、 发电厂及机组的发展状况发电厂及机组的发展状况19491949年前年前装机容量185万KW，居世界第25位；1960年突破1000万kW，居世界第9位；1987年突破1亿kW，居世界第5位；1996年装机容量达到2.37亿kW，跃居世界第2位，全国电力供需基本平衡；2000年突破3亿kW，仍居世界第2位。2004年4.2亿kW。经济快速发展,已有22省市缺电。2006年底，全国总装机容量达6.22亿kW20

12、13年末全国发电设备容量12.3亿千瓦（居世界第1位)，其中火电8.6亿千瓦占69.4%；水电2.8亿千瓦占22.3%；风电7500万千瓦占6.3% ；核电1472万千瓦1.3%;太阳能600万千瓦占0.7% 。 我国电力装机容量发展历史：我国电力装机容量发展历史：发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-12*一、一、 发电厂及机组的发展状况发电厂及机组的发展状况 2013 2013年末全国发电设备容量年末全国发电设备容量12.312.3亿千瓦（居世界第亿千瓦（居世界第1 1位位) )，其中火电，其中火电8.68.6亿千瓦占亿千瓦占69.4%69.4%；水电；水电2.82.

13、8亿千瓦占亿千瓦占22.3%22.3%；风电；风电75007500万千瓦万千瓦占占6.3%；核电；核电14721472万千瓦万千瓦1 1.3%; ;太阳能太阳能600600万千瓦万千瓦占占0.7%。2015年末全国发电设备容量年末全国发电设备容量15.115.1亿千瓦亿千瓦,其中火电其中火电9.99.9亿千瓦占亿千瓦占66.4%66.4%；水电；水电3.23.2亿千瓦占亿千瓦占21.3%21.3%；核电；核电26002600万万千瓦千瓦1 1.7%; ;风电新增装机容量风电新增装机容量3297万千瓦万千瓦,累计并网装机累计并网装机容量达到容量达到1.29亿亿,占占8.6%8.6%；光伏发电新增

14、装机容量光伏发电新增装机容量1513万万千瓦，累计装机容量千瓦，累计装机容量4318万千瓦万千瓦,占占2.9% 2.9% 。2015年末内蒙古发电设备容量年末内蒙古发电设备容量99009900万千瓦万千瓦,其中其中风电累风电累计并网装机容量达到计并网装机容量达到22002200万千瓦万千瓦。蒙西。蒙西发电设备容量发电设备容量54005400万千瓦万千瓦,其中其中风电累计并网装机容量达到风电累计并网装机容量达到1200200万千万千瓦瓦,光伏发电累计装机容量光伏发电累计装机容量400万千瓦。万千瓦。 我国电力装机容量发展历史：我国电力装机容量发展历史：发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发

15、电厂电气部分1-13*1 1、 火电厂情况：火电厂情况： 自自20002000年以后，我国主要建设年以后，我国主要建设3030万万kWkW及以上高参数、及以上高参数、高效率、调峰性能好的机组，引进和发展超临界机组。高效率、调峰性能好的机组，引进和发展超临界机组。 我国火电建设的重点是：采用高参数、大容量、高效我国火电建设的重点是：采用高参数、大容量、高效率、高调节性、节水型，单机容量为率、高调节性、节水型，单机容量为600MW600MW及以上为主及以上为主的超临界、超超临界大型机组，建设矿口电厂，建设煤的超临界、超超临界大型机组，建设矿口电厂，建设煤炭基地的电站群。炭基地的电站群。 国产第一台

16、国产第一台3030万和万和6060万万kWkW火电机组火电机组( (引进美国技术引进美国技术) )先后于先后于19741974年年( (江苏望亭江苏望亭) )和和19891989年年( (安徽平圩安徽平圩) )投产发电。投产发电。 60 60万万kWkW和和100100万万kWkW机组已经成为燃煤电厂的主力机型。机组已经成为燃煤电厂的主力机型。已建成一批总装机容量在已建成一批总装机容量在400400万万kWkW以上的大型燃煤火电以上的大型燃煤火电厂，例如厂，例如: :发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-14*1 1、 火电厂情况：火电厂情况： 内蒙古大唐托克托电厂内蒙古

17、大唐托克托电厂540540万万kW(8X60kW(8X60万万kW+2X30kW+2X30万万kW)kW)、浙江国电北仑电厂浙江国电北仑电厂500500万万kW(5X60kW(5X60万万kW+2X100kW+2X100万万kW)kW)、 山东华电国际邹县发电厂山东华电国际邹县发电厂454454万万kW(4X33kW(4X335 5万万kW+2X60kW+2X60万万kW+2X100kW+2X100万万kW)kW)、河南华能沁北电厂、河南华能沁北电厂440440万万kW(4X60kW(4X60万万kW+2X100kW+2X100万万kW)kW)、浙江国华宁海电厂、浙江国华宁海电厂440440万

18、万kW(4X60kW(4X60万万kW+2X100kW+2X100万万kW)kW)、浙江华能玉环电厂、浙江华能玉环电厂400400万万kW(4X100kW(4X100万万kWkW，规划，规划6X1006X100万万kW)kW)等。等。 目前我国最大的火电机组目前我国最大的火电机组( (容量为容量为110110万万kWkW超超临界燃超超临界燃煤凝汽式发电机组煤凝汽式发电机组) )，安装在新疆农六师煤电有限公司。，安装在新疆农六师煤电有限公司。 世界最大机组世界最大机组1600MW1600MW（水氢氢）；（水氢氢）；发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-15浙江玉环浙江玉环4

19、100万万kW火电厂火电厂发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-16浙江北仑发电厂浙江北仑发电厂是我国的现代化火力发电厂，总装机容量为是我国的现代化火力发电厂，总装机容量为300万千瓦万千瓦(5600MW)，工程于，工程于1988年年1月正式开工建设，月正式开工建设，2000年年9月全部建成发电。月全部建成发电。年发电量年发电量167亿度，为浙江省各类发电厂发电总量的四分之一，其中两台亿度，为浙江省各类发电厂发电总量的四分之一，其中两台机组的发电量就能满足宁波市全部用电所需。机组的发电量就能满足宁波市全部用电所需。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1

20、-17北仑发电厂主控制室北仑发电厂主控制室北仑发电厂汽轮机房北仑发电厂汽轮机房发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-18张家口发电总厂张家口发电总厂成立于成立于1988年年8月，由下花园发电厂和沙岭子发电厂合并月，由下花园发电厂和沙岭子发电厂合并而成，位于张家口市东南而成，位于张家口市东南14km，距首都北京，距首都北京170km，距煤都大同，距煤都大同180km。发。发电厂总装机容量电厂总装机容量240万千瓦（万千瓦（8300MW），通过），通过500kV双回线向北京供电，双回线向北京供电，同时兼顾地方用电，担负着北京地区同时兼顾地方用电，担负着北京地区1/4电力负荷的

21、供电任务。电力负荷的供电任务。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-19汽轮机发电机房汽轮机发电机房发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-20火电厂外景火电厂外景发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-21锅炉外观全景锅炉外观全景发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-22* 长江三峡水电站：长江三峡水电站：我国最大的水力发电厂，也是我国最大的水力发电厂，也是世世界最大的水电站，远远超过位居世界第二的巴西伊泰普界最大的水电站，远远超过位居世界第二的巴西伊泰普水电站水电站( (共安装共安装2020台台7070万万

22、kWkW水轮发电机组水轮发电机组) )； 长江三峡水电站：长江三峡水电站：26x70+6x70=224026x70+6x70=2240万万kW,kW,年均发电年均发电量量847亿亿kWh的水轮发电机组。的水轮发电机组。安装安装3232台台7070万万kWkW水轮水轮发电机组，其中左岸发电机组，其中左岸1414台，右岸台，右岸1212台，地下台，地下6 6台，另外台，另外还有两台还有两台5 5万万kWkW的厂用电源机组，的厂用电源机组，9494年底开工，年底开工，0303年年6 6月月机组首次并网发电，机组首次并网发电，0909年全部竣工。年全部竣工。 三峡大坝采用混凝重力坝，坝高三峡大坝采用混

23、凝重力坝，坝高185m，坝长，坝长(轴线长轴线长)2309m，坝顶总长，坝顶总长3035m，总投资约，总投资约2039亿。亿。2 2、水电站情况：、水电站情况：发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-23* 自自20062006年起，将在金沙江开发年起，将在金沙江开发4 4座梯级水电站，其总座梯级水电站，其总装机容量达装机容量达38503850万万kWkW，相当于三峡水电站的两倍。，相当于三峡水电站的两倍。溪洛溪洛渡水电站是我国第二大，世界第三大，金沙江上最大的渡水电站是我国第二大，世界第三大，金沙江上最大的一座水电站，安装一座水电站，安装18台单机容量台单机容量77万万k

24、W的水轮发电机的水轮发电机组，总装机组，总装机1386万万kW；向家坝水电站是我国第三大水电站，安装向家坝水电站是我国第三大水电站，安装8台单机容台单机容量量80万万kW(世界最大世界最大80万万kW)的巨型水轮发电机组，总的巨型水轮发电机组，总装机装机8X80万万kW+3X45万万kW共共775万万kW；红水河龙滩水电工程规划总装机容量红水河龙滩水电工程规划总装机容量630万万kW，安装，安装9台台70万万kW的水轮发电机组；的水轮发电机组；发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-24* 澜沧江糯扎渡水电站是云南境内最大电站，共安装澜沧江糯扎渡水电站是云南境内最大电站，共

25、安装9台单机台单机65万万kW机组，总装机容量机组，总装机容量585万万kW全部投产。全部投产。 1993 1993年建成的广州抽水蓄能电站年建成的广州抽水蓄能电站( (容量容量8x 308x 30万万kW)kW)是是世界最大的抽水蓄能电站。世界最大的抽水蓄能电站。 19971997年建成的西藏羊卓雍湖抽水蓄能电站年建成的西藏羊卓雍湖抽水蓄能电站( (装机容量装机容量9 9万万kWkW，水头，水头840m)840m)是世界海拔最高的电站（我国目前是世界海拔最高的电站（我国目前水头最高的抽水蓄能电站。水头最高的抽水蓄能电站。 还有黄河上游的公伯峡水电站还有黄河上游的公伯峡水电站(5x 30(5x

26、 30万万kW)kW) 和小湾和小湾水电站水电站(6x 70(6x 70万万kW)kW)、浙江的桐柏抽水蓄能电站、浙江的桐柏抽水蓄能电站(4X 30(4X 30万万kW) kW) 等。等。 充分显示我国水电建设已经进入世界先进行列。充分显示我国水电建设已经进入世界先进行列。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-25长长江江三三峡峡水水电电站站发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-26三峡水电站效果图三峡水电站效果图长江三峡水电站坝长长江三峡水电站坝长2309m，坝高，坝高185m，水头，水头175m，总库容，总库容393亿立方亿立方米，总装机容量米，

27、总装机容量18201820万万kW ，年发电量，年发电量847847亿亿KWh；库区将淹没耕地；库区将淹没耕地36万亩，万亩，淹没城镇淹没城镇129座，需安置迁移人口座，需安置迁移人口113万；电站于万；电站于93年起步，首批机组于年起步，首批机组于2003年年10月发电，以后每年投产月发电，以后每年投产4台机组（台机组（2800MW），），2009年全部机组建成投产。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条条超高压交流输电线路，其中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

28、换成直流电后，再条线路通过换流站将交流电转换成直流电后，再通过通过500k直流输电线路，直流输电线路，2条送往华东、条送往华东、1条送往广东。条送往广东。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-27三峡双线五级船闸三峡双线五级船闸三峡船闸全长三峡船闸全长6.4公里，可通过万吨级公里，可通过万吨级船队，单向年通过能力船队，单向年通过能力5000万吨。船闸主万吨。船闸主体段闸首和闸室分南北两线，每线船闸主体段闸首和闸室分南北两线，每线船闸主体段由体段由6个闸首和个闸首和5个闸室组成，每个闸室个闸室组成，每个闸室长长280米、宽米、宽34米。而船闸人字门是名副米。而船闸人字门是名

29、副其实的其实的“天下第一门天下第一门”，单扇门宽，单扇门宽20.2米，米，高高38.5米，厚度米，厚度3米，面积有两个篮球场那米，面积有两个篮球场那么大，重达么大，重达850多吨。多吨。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-28葛洲坝葛洲坝27孔泄洪闸孔泄洪闸葛洲坝水电站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。电站始建于峡工程的反调节和航运梯级。电站始建于1970年，共有机年，共有机21台机组，台机组，总装机容量总装机容量271.5万千瓦，年发电量万千瓦，年发电量15

30、7亿度。电站以亿度。电站以500kV和和220kV输电线路并入华中电网，并通过输电线路并入华中电网，并通过500kV直流输电线路向距离直流输电线路向距离1000km的上海输电的上海输电120万千瓦。万千瓦。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-29三峡水电厂水轮发电机机房（三峡水电厂水轮发电机机房（7070万万kWkW）发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-30东方电机厂自主研发的东方电机厂自主研发的70万千瓦水电机组核万千瓦水电机组核心部件心部件转轮转轮发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-3170万千瓦水电机组核心部件万千瓦

31、水电机组核心部件转子转子发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-3270万千瓦水电机组核心部件万千瓦水电机组核心部件转子转子发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-33* 3 3、 核电站情况：核电站情况： 1994 1994年浙江秦山电站一期年浙江秦山电站一期(30(30万万kWkW国产机组，也是国产机组，也是目前国产最大的机组目前国产最大的机组) )和广东的大亚湾电站和广东的大亚湾电站( (装机容量装机容量2X902X90万万kWkW，法国机组，法国机组) )的投产运行实现了我国核能发电的投产运行实现了我国核能发电零的突破。零的突破。 目前已建成的核

32、电机组目前已建成的核电机组2323台，已运行在浙江秦山，广台，已运行在浙江秦山，广东大亚湾，江苏田湾，福建宁德，福建福清，辽宁红沿东大亚湾，江苏田湾，福建宁德，福建福清，辽宁红沿河等核电站。河等核电站。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-34* 3 3、 核电站情况：核电站情况： 19941994年浙江秦山电站一期年浙江秦山电站一期(30(30万万kWkW国产机组，也是目国产机组，也是目前国产最大的机组前国产最大的机组) )二期二期( (装机容量装机容量2X602X60万万kWkW，我国自主，我国自主设计建造，设计建造，20022002年投产年投产) )和三期和三期(

33、(装机容量装机容量2x 702x 70万万kWkW，重水堆式机组，中加合作项目，重水堆式机组，中加合作项目，20022002年年1111月投产月投产) )。秦。秦山核电基地山核电基地9 9台机组全部投产发电，总装机容量达到台机组全部投产发电，总装机容量达到6546546 6万万kWkW。 我国最大的核电厂广东的岭澳电站我国最大的核电厂广东的岭澳电站( (装机容量装机容量4x1004x100万万kWkW，法国机组，法国机组，20022002年投产年投产) )，江苏的连云港田湾电站，江苏的连云港田湾电站 ( (装机容量装机容量2x1002x100万万kWkW，俄罗斯机组，俄罗斯机组，2004200

34、4年投产年投产) )。 发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-35* 3 3、 核电站情况：核电站情况： 在建的核电机组在建的核电机组2525台，如广西防城港、海南昌江、山台，如广西防城港、海南昌江、山东海阳核电站等。东海阳核电站等。 山东海阳核电项目是山东海阳核电项目是我国规划建设的最大核电厂我国规划建设的最大核电厂，总，总投资是投资是12001200多亿。核电项目采用美国西屋公司设计的当多亿。核电项目采用美国西屋公司设计的当今世界上最先进的今世界上最先进的APl000APl000三代核电技术。这个技术的特三代核电技术。这个技术的特点是运用非能动的安全系统，可较大幅度地

35、简化系统，点是运用非能动的安全系统，可较大幅度地简化系统，减少设备数量，提高核电站的安全性和经济性。整个项减少设备数量，提高核电站的安全性和经济性。整个项目建设目建设8 8台台125125万万kWkW机组，总装机容量达到机组，总装机容量达到10001000万万kWkW。一。一期工程建设两台期工程建设两台125125万万kWkW机组，计划于机组，计划于20162016年投产。年投产。 我国最大的核电机组容量为我国最大的核电机组容量为175175万万kWkW，安装在广东台，安装在广东台山核电站。山核电站。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-36大亚湾核电站大亚湾核电站位于深

36、圳市东部大亚湾畔，为我国目前最大的核电位于深圳市东部大亚湾畔，为我国目前最大的核电站。大亚湾核电站是我国引进国外资金、设备和技术建设的第一座大站。大亚湾核电站是我国引进国外资金、设备和技术建设的第一座大型商用核电站。核电站安装有两台单机容量为型商用核电站。核电站安装有两台单机容量为900MW的压水堆反应的压水堆反应堆机组。堆机组。1987年年8月月7日工程正式开工，日工程正式开工，1994年年2月月1日和日和5月月6日两台机日两台机组先后投入商业营运。大亚湾核电站每年发电量超过组先后投入商业营运。大亚湾核电站每年发电量超过100亿度，其中亿度，其中七成电力供应香港，三成电力供应广东电网。七成电

37、力供应香港，三成电力供应广东电网。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-37秦山核电站位秦山核电站位于东海之滨美丽富饶的杭州湾畔，是中国第一于东海之滨美丽富饶的杭州湾畔，是中国第一座依靠自己的力量设计、建造和运营管理的压水堆核电站，总装座依靠自己的力量设计、建造和运营管理的压水堆核电站，总装机容量机容量2300MW。1985年年3月动工，月动工，1991年年12月首次并网发电。月首次并网发电。它的建成使我国成为继美、英、法、前苏联、加拿大、瑞典之后它的建成使我国成为继美、英、法、前苏联、加拿大、瑞典之后世界上第七个能够自行设计、建造核电站的国家。世界上第七个能够自行设计、

38、建造核电站的国家。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-38秦山核电站主控制室秦山核电站主控制室秦山核电站汽轮机房秦山核电站汽轮机房发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-39发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-40*4 4、新能源发电方面：、新能源发电方面： 在风力、太阳能、地热、潮汐、城市垃圾等新能源在风力、太阳能、地热、潮汐、城市垃圾等新能源发电方面，已掌握了设计、制造和运行技术。发电方面，已掌握了设计、制造和运行技术。 西藏羊八井第一、二地热电站总装机容量西藏羊八井第一、二地热电站总装机容量2.5182.518万万kWk

39、W，是我国最大的地热电站，居世界第，是我国最大的地热电站，居世界第1212位；位； 浙江省江厦潮汐电站总装容量浙江省江厦潮汐电站总装容量3200kW3200kW，是我国最，是我国最大的潮汐电站；大的潮汐电站； 新能源发电以风力发电为主新能源发电以风力发电为主, 2010, 2010年总装机容量年总装机容量45GW45GW。2011年装机总容量达到年装机总容量达到65GW。2015年并网风电年并网风电总容量增长至总容量增长至129GW。内蒙古风电场截止内蒙古风电场截止20152015年低总年低总装机容量装机容量12001200万万kWkW，是我国最大的风电场（内蒙古蒙西，是我国最大的风电场（内蒙

40、古蒙西电网统调总装机容量已达电网统调总装机容量已达54005400万千瓦万千瓦 ）发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-41* 杭州天子岭垃圾填埋气发电厂总装机容量杭州天子岭垃圾填埋气发电厂总装机容量1940kW1940kW，是我国第一座垃圾填埋气发电厂；是我国第一座垃圾填埋气发电厂； 上海浦东垃圾焚烧电厂总装机容量上海浦东垃圾焚烧电厂总装机容量1.71.7万万kWkW，是我国，是我国最大的垃圾焚烧电厂；最大的垃圾焚烧电厂； 4 4、新能源发电方面：、新能源发电方面：发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-42太阳能发电太阳能发电光伏发电光伏发电发电厂

41、电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-43达板城风力发电厂达板城风力发电厂装机容量装机容量7.23万千瓦。万千瓦。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-44羊八井电厂羊八井电厂是我国最大是我国最大的地热电厂，总装机容量为的地热电厂，总装机容量为25.18MW，水温约，水温约150，担负拉萨地区担负拉萨地区50%的供电任的供电任务。电站由务。电站由5眼地热井供水，眼地热井供水，单井产量为单井产量为75160立方米立方米小时。小时。羊八井地热电厂羊八井地热电厂 羊羊八八井井地地热热温温泉泉发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-45 潮潮汐

42、汐发发电电示示意意图图发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-46*19711971年以前，我国大陆电网最高电压等级为年以前，我国大陆电网最高电压等级为220kV;220kV;19721972年建成第一条年建成第一条330kV330kV输电线路输电线路(534km(534km刘家峡一陕西刘家峡一陕西关中关中););19811981年建成第一条年建成第一条500kV500kV输电线路输电线路( (河南平顶山一武汉，河南平顶山一武汉， 595km);595km);19891989年建成第一条年建成第一条500kV500kV直流线路直流线路( (葛洲坝一上海，葛洲坝一上海，104

43、6km1046km，输送容量，输送容量120120万万kW)kW) 。20052005年建成第一条年建成第一条750kV750kV交流线路交流线路( (在西北电网，在西北电网，700km);700km); 二、电网二、电网的发展历史的发展历史的发展历史的发展历史发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-47* 2009 2009年建成最高交流输电电压为年建成最高交流输电电压为1000kV 1000kV ，山西长治，山西长治晋东南晋东南1000kV1000kV变电站变电站河南南阳河南南阳1000kV1000kV开关站开关站-湖北荆湖北荆门门1000kV1000kV变电站特高压试

44、验示范工程。第一期变电站特高压试验示范工程。第一期1000kV1000kV输电输电线路一回，全长线路一回，全长654km654km，导线采用，导线采用8XLGJ-5008XLGJ-5003535钢心铝钢心铝绞线，目前南阳开关站已改建为变电站。晋东南和荆门各绞线，目前南阳开关站已改建为变电站。晋东南和荆门各一组一组3 3100100万万kVAkVA变压器变压器, ,输送功率输送功率300300万万kWkW。晋东南变最。晋东南变最终容量终容量3 3 3 3100100万万kVAkVA。荆门变最终变压器容量。荆门变最终变压器容量2 2 3 3100100万万kVAkVA。电压等级为。电压等级为100

45、0kV/500kV/110kV1000kV/500kV/110kV。1000kV1000kV为双母线双断路器，出线为双母线双断路器，出线1010回，回，500kV500kV为为3/23/2接线，出线接线，出线1010回，回，110kV110kV为单母线接线，接无功补偿装置。南阳为单母线接线，接无功补偿装置。南阳1000kV1000kV开关站装设并联高压电抗器，容量为开关站装设并联高压电抗器，容量为3 3240Mvar240Mvar。已投运淮南一上海已投运淮南一上海1000kY1000kY特高压交流输电线全长特高压交流输电线全长656km656km，输送容量，输送容量500500万万kWkW；浙

46、北一福州；浙北一福州1000kV1000kV特高压交流输变特高压交流输变电工程全线双回路架设，全长电工程全线双回路架设，全长2X603km2X603km，输送容量，输送容量500500万万kWkW。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-48* 此外，还有此外，还有500500千伏呼伦贝尔至辽宁直流输电工程、千伏呼伦贝尔至辽宁直流输电工程、660660千伏宁东至山东直流极千伏宁东至山东直流极系统。系统。 1000kV1000kV特高压的优点：特高压的优点：可以节省占地面积，钢材，可以节省占地面积，钢材，线路损耗为线路损耗为500kV500kV线路损耗的线路损耗的1/41/4

47、。输送距离在同样容量。输送距离在同样容量下是下是500kV500kV的的4 4倍。改运煤为输电，降低发电成本，缓解倍。改运煤为输电，降低发电成本，缓解电煤运输紧张的局面。电煤运输紧张的局面。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-49* 额定容量额定容量500500万万kWkW的世界第一条的世界第一条800kV800kV特高压直流输特高压直流输电线路电线路( (云南楚雄一广东广州云南楚雄一广东广州) )于于20102010年年6 6月全部建成投运月全部建成投运。线路全长。线路全长1907k1907kkmkm、额定容量、额定容量640640万万kWkW的向家坝一上海的向家坝一

48、上海800kV800kV特高压直流输电线路特高压直流输电线路20102010年年7 7月全部建成投运。月全部建成投运。 2014 2014年年1 1月，哈密南月，哈密南郑州郑州800kV800kV特高压直流输电工特高压直流输电工程正式投运，途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河程正式投运，途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南南6 6省省( (区区) )，线路全长，线路全长2192km2192km，额定输送功率，额定输送功率800800万万kWkW，是目前世界上输送功率最大、输送距离最长的直流输电是目前世界上输送功率最大、输送距离最长的直流输电工程。工程。 800kV800kV直流直流特高压的优

49、点：特高压的优点：输送能力是输送能力是500kV500kV直流的直流的2.32.3倍，经济输电距离为倍，经济输电距离为500kV500kV直流的直流的2.72.7倍，线路损耗倍，线路损耗率为率为500kV500kV直流的直流的2 25 5，单位走廊宽度的输送容量为，单位走廊宽度的输送容量为500kV500kV直流的直流的1.61.6倍。倍。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-50* 从从20002000年起，实施年起，实施“西电东送西电东送”战略。战略。 大力开发西部的水电和煤电基地的火电，同时实施大力开发西部的水电和煤电基地的火电，同时实施南北互供，建设多回南北互供，

50、建设多回500kV500kV输电线路，形成北、中、南输电线路，形成北、中、南三大输电通道；三大输电通道； 20052005年基本实现全国主要大区电力系统之间的联网；年基本实现全国主要大区电力系统之间的联网； 随着三峡工程的完成，到随着三峡工程的完成，到20102010年将基本实现以三峡年将基本实现以三峡为中心的全国联网，并形成全国统一的联合电力系统。为中心的全国联网，并形成全国统一的联合电力系统。 另外，对城市电网和农村电网进行建设和改造另外，对城市电网和农村电网进行建设和改造( (先后先后投入投入30003000多亿元进行城乡电网改造多亿元进行城乡电网改造) )。 世界上电网电压，加拿大世界

51、上电网电压，加拿大19651965年达到年达到735kV735kV，前苏联，前苏联19851985年就已达到年就已达到1150kV1150kV。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-51* 这些都说明我国电力工业已进入大机组、大电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厂、大电网、超高压、高度自动化的发展时期和向跨大区联网、推进全国联网的新阶段。区联网、推进全国联网的新阶段。 电力系统越大，抵抗事故能力越强，承受冲击负荷电力系统越大，抵抗事故能力越强，承受冲击负荷的能力越强，提高了供电可靠性。实现全国联网运行，的能力越强，提

52、高了供电可靠性。实现全国联网运行，有很大的优越性。有很大的优越性。 国家电网公司在国家电网公司在“十二五十二五”规划中提出，今后我国规划中提出，今后我国将建设连接大型能源基地将建设连接大型能源基地( (大型水电站和火电基地大型水电站和火电基地) )与主与主要负荷中心的要负荷中心的“三纵三横一环网三纵三横一环网”特高压骨干网架和特高压骨干网架和1313项直流输电工程项直流输电工程( (其中特高压直流其中特高压直流1010项项) )，形成大规模，形成大规模“西电东送西电东送”、“北电南送北电南送”的能源配置格局。的能源配置格局。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-52* “

53、十三五十三五”规划中提出，到规划中提出，到20202020年，国家电网将建成年，国家电网将建成“五纵五横五纵五横”特高压交流骨干网架和特高压交流骨干网架和2727条特高压直流输电条特高压直流输电工程，形成工程，形成4.54.5亿亿kWkW的跨区跨省输送能力，建成以的跨区跨省输送能力，建成以“三华三华”电网为核心，通过直流和东北、西北、南方电网互联。电网为核心，通过直流和东北、西北、南方电网互联。 通过建设以特高压电网为骨干网架的统一坚强智能电通过建设以特高压电网为骨干网架的统一坚强智能电网，促进大水电、大煤电、大核电、大型可再生能源发电网，促进大水电、大煤电、大核电、大型可再生能源发电基地的集

54、约化发展基地的集约化发展 ( (“一特四大一特四大”战略战略) )。 坚强智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级电网坚强智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，具协调发展的坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，具有信息化、自动化、互动化特征，包含电力系统的发电、有信息化、自动化、互动化特征，包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节，覆盖所有电压输电、变电、配电、用电和调度六大环节，覆盖所有电压等级，实现等级，实现“电力流、信息流、业务流电力流、信息流、业务流”的高度一体化融的高度一体化融合，具有坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明

55、开放和友合，具有坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放和友好互动内涵的现代电网。好互动内涵的现代电网。 发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-53东北东北:东三省及东三省及部分内蒙部分内蒙华中华中:河南、湖北、湖南、江西河南、湖北、湖南、江西华北华北:北京、天津、山西、北京、天津、山西、河北及部分内蒙河北及部分内蒙华东华东:上海、江苏、上海、江苏、浙江、安徽浙江、安徽西北西北:陕西、甘肃、陕西、甘肃、青海、宁夏青海、宁夏川渝川渝:四川、重庆四川、重庆南方电网南方电网:广东、广西、云南、贵州广东、广西、云南、贵州山东、福建、海山东、福建、海南、乌鲁木齐和南、乌鲁木齐和拉萨拉

56、萨5个独立的个独立的省级电网省级电网发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-54*发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-55*(1)(1)人均拥有装机容量和人均占有发电量比较低。人均拥有装机容量和人均占有发电量比较低。 目前我国人均拥有装机容量为目前我国人均拥有装机容量为15.1/14=1KW15.1/14=1KW，约为，约为世界平均水平。世界平均水平。(2)(2)技术经济指标平均水平不高。火电厂的平均发电煤技术经济指标平均水平不高。火电厂的平均发电煤耗、供电煤耗、厂用电率及电网线损率等仍较高。耗、供电煤耗、厂用电率及电网线损率等仍较高。(3)(3)火

57、电厂的污染物排放量高。火电厂的污染物排放量高。(4)(4)电网结构相对薄弱，供电可靠性偏低。电网结构相对薄弱，供电可靠性偏低。(5)(5)发供电设备质量问题较多，性能欠佳。发供电设备质量问题较多，性能欠佳。(6)(6)结构性矛盾突出。电力在终端能源消费中的比例偏结构性矛盾突出。电力在终端能源消费中的比例偏小；发电构成中，水电和核电比重偏小。小；发电构成中，水电和核电比重偏小。(7)(7)用人过多，人员整体素质和效率不高，效益偏低。用人过多，人员整体素质和效率不高，效益偏低。三、差距三、差距发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-56*四、发展方针四、发展方针 水电是可再生、

58、清洁的能源，发电成本低，水电水电是可再生、清洁的能源，发电成本低，水电机组对系统调峰和安全经济运行极为有利，水库可以机组对系统调峰和安全经济运行极为有利，水库可以综合利用。综合利用。 我国可开发的水能资源达我国可开发的水能资源达3.953.95亿亿kW(70kW(70分布在西分布在西部地区部地区) )，是世界上水能资源最丰富的国家。，是世界上水能资源最丰富的国家。 至至20102010年底，我国水电总装机容量年底，我国水电总装机容量2.12.1亿亿kWkW已居已居世界第世界第1 1位，但仅开发了少部分位，但仅开发了少部分( (约约3737左右左右) )，所以，所以要积极发展水电。要积极发展水电

59、。重点开发黄河上游重点开发黄河上游(青海青海)、黄河中游、黄河中游(山西、山西、河南河南)、红水河、红水河(广西广西)、澜沧江、澜沧江(云南云南)、乌江、乌江(贵贵州州)、雅砻江、大渡河和长江三峡、雅砻江、大渡河和长江三峡(四川四川)等。等。1 1积极发展水电积极发展水电发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-57*2 2、优化发展火电、优化发展火电 大力发展大力发展3030万万kWkW及以上高参数、高效率、调峰性及以上高参数、高效率、调峰性能好机组。逐渐关停小容量机组。能好机组。逐渐关停小容量机组。 我国煤炭、石油和天然气储量丰富。我国煤炭、石油和天然气储量丰富。 我国煤

60、炭储量我国煤炭储量72417241亿亿t(60t(60在在“三西三西”陕西、陕西、山西和内蒙西部山西和内蒙西部) )，因此，在，因此，在“三西三西”和西南大力发展和西南大力发展矿口电厂；在沿海港口和路口等负荷中心，主要在渤矿口电厂；在沿海港口和路口等负荷中心，主要在渤海湾、东南沿海、长江沿岸，京九铁路沿线等，建设海湾、东南沿海、长江沿岸，京九铁路沿线等，建设一批火电厂路口电厂；一批火电厂路口电厂； 随着随着“西气东送西气东送”随着随着“西气东送西气东送”工程的实施，工程的实施，在沿海缺能地区及大城市，适当建设一批燃气电站，在沿海缺能地区及大城市，适当建设一批燃气电站，增加电网调峰能力。增加电网

61、调峰能力。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-58*3 3、适当发展核电、适当发展核电 主要是在沿海经济发达而一次能源短缺的广东、主要是在沿海经济发达而一次能源短缺的广东、福建、浙江、江苏、辽宁等省建设一批单机容量福建、浙江、江苏、辽宁等省建设一批单机容量100100万万kWkW级的核电站；在山东、江西、湖南、吉林等省建级的核电站；在山东、江西、湖南、吉林等省建设单机容量设单机容量3030万万kWkW或或 6060万万kWkW级国产设备的核电站。级国产设备的核电站。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-59*4 4、重点发展电网，促进全国联网、重点

62、发展电网，促进全国联网 在继续大力发展电源的同时，应高度重视电在继续大力发展电源的同时，应高度重视电网的建设。网的建设。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-60*5 5、开发和节约并重、开发和节约并重 在开发能源的同时，采取有效措施节约能源、降在开发能源的同时，采取有效措施节约能源、降低损耗低损耗( (煤耗、水耗、线损等煤耗、水耗、线损等) )，提高，提高 能源利用效率。能源利用效率。 在能源开发方面，继续发展热电联产来提高热效在能源开发方面，继续发展热电联产来提高热效率、开发了高效的率、开发了高效的100100万万kWkW超超临界燃煤发电机组，超超临界燃煤发电机组，该

63、机型已经成为火电厂新一代的主力机型该机型已经成为火电厂新一代的主力机型( (超超临界超超临界机组与超临界机组相比，热效率提高机组与超临界机组相比，热效率提高1212，供电煤耗，供电煤耗，供电电量，降低到供电电量，降低到280s280skWkWh h左右左右) )，开发了燃气一，开发了燃气一蒸汽联合循环机组等新技术；彻底退役低效、高耗能、蒸汽联合循环机组等新技术；彻底退役低效、高耗能、高污染的中小型凝汽式机组高污染的中小型凝汽式机组(10(10万万kWkW机组供电煤耗高机组供电煤耗高达达390p390pkWkWh h左右左右) )和超期服役机组，提高火电机组和超期服役机组，提高火电机组的热效率的

64、热效率( (关停以下燃煤和油机组：单机容量关停以下燃煤和油机组：单机容量5 5万万kWkW以以下的常规火电机组；运行满下的常规火电机组；运行满2020年、单机年、单机1010万万kWkW级以下级以下的常规火电机组；按照设计寿命，服役期满、单机的常规火电机组；按照设计寿命，服役期满、单机2020万万kWkW以下的各类机组以下的各类机组) )。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-61*5 5、开发和节约并重、开发和节约并重 在用电方面，牢固树立节约资源的观念，加强电在用电方面，牢固树立节约资源的观念，加强电力需求侧管理，通过节能政策引导，淘汰高耗能产业，力需求侧管理，通过节

65、能政策引导，淘汰高耗能产业，让人们在生产和生活中养成节能意识，提倡低碳生活，让人们在生产和生活中养成节能意识，提倡低碳生活，人人为节能减排做贡献，建立资源节约型国民经济体人人为节能减排做贡献，建立资源节约型国民经济体系和资源节约型社会系和资源节约型社会发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-62*6 6发展新能源发电，做好农村电气化建设发展新能源发电，做好农村电气化建设 在边远农村和沿海岛屿，因地制宜建设小水电、在边远农村和沿海岛屿，因地制宜建设小水电、风力发电、潮汐发电、地热发电和太阳能发电等。风力发电、潮汐发电、地热发电和太阳能发电等。 我国有丰富的风力资源我国有丰富的

66、风力资源( (我国我国10m10m高度层可开发利高度层可开发利用的风能有用的风能有2.532.53亿亿kWkW，主要在内蒙、新疆、东北、华，主要在内蒙、新疆、东北、华北和东南沿海等地北和东南沿海等地) )、地热资源、地热资源( (分布在西藏、云南、分布在西藏、云南、福建、广东等省区福建、广东等省区) )和潮汐资源和潮汐资源( (沿海可开发的潮汐资沿海可开发的潮汐资源达源达21582158万万kW)kW)。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-63*7 7高度重视环境保护高度重视环境保护 及时关停效率低、煤耗高、污染严重的小火电机及时关停效率低、煤耗高、污染严重的小火电机组

67、；火电厂停止向江河排灰，装设烟气脱硫及降低氮组；火电厂停止向江河排灰，装设烟气脱硫及降低氮氧化物设施，开展洁净煤燃烧技术的研究及应用等。氧化物设施，开展洁净煤燃烧技术的研究及应用等。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-64*东北电网东北电网:东三省及部分内蒙东三省及部分内蒙华中电网华中电网:河南、湖北、湖南、江西河南、湖北、湖南、江西华北电网华北电网:北京、天津、山西、河北及部分内蒙北京、天津、山西、河北及部分内蒙华东电网华东电网:上海、江苏、浙江、安徽上海、江苏、浙江、安徽西北电网西北电网:陕西、甘肃、青海、宁夏陕西、甘肃、青海、宁夏川渝电网川渝电网:四川、重庆四川、

68、重庆南方电网南方电网:广东、广西、云南、贵州广东、广西、云南、贵州5个独立的省级电网个独立的省级电网:山东、福建、海南、乌鲁木齐和拉萨山东、福建、海南、乌鲁木齐和拉萨 我国电力体制的改革我国电力体制的改革:建立电力市场建立电力市场, ,实行实行厂网分开、主辅分离、厂网分开、主辅分离、输配分开、竞价上网输配分开、竞价上网。 网：国家电网公司网：国家电网公司: 厂：五大发电公司：国电电力、大唐发电、华能、华电和中厂：五大发电公司：国电电力、大唐发电、华能、华电和中电投。电投。南方电网公司南方电网公司:发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-65*n 电力系统由发电厂的电气部分、

69、变电所、输电线路电力系统由发电厂的电气部分、变电所、输电线路及用户组成。及用户组成。n 发电厂是把各种天然能源发电厂是把各种天然能源( (化学能、水能、原子能化学能、水能、原子能等等) )转换成电能的工厂，是转换成电能的工厂，是“生产生产”电能的工厂电能的工厂 。n 变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。和分配电能的作用。第二节第二节发电厂和变电所的基本类型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、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。天然气、水利资源、

70、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。的能源，如电力、煤气、蒸汽、焦碳等。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-66*一、发电厂的基本类型一、发电厂的基本类型 发电厂是把一次能源转换成二次能源，即电能的发电厂是把一次能源转换成二次能源，即电能的场所。场所。 根据输入能源及转化过程的不同，发电厂的形式根据输入能源及转化过程的不同，发电厂的形式分为下列四类：分为下列四类： (1)(1)火电厂火电厂 (2)(2)水电厂水电厂 (3)(3)核电厂核电厂 (4)(4)新能源发电

71、新能源发电 风力，太阳能，潮汐、地热、生物质能发风力，太阳能，潮汐、地热、生物质能发电、磁流体发电和电气体发电。电、磁流体发电和电气体发电。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-67*1. 1. 火力发电厂：以煤炭、石油、天然气等为燃料。火力发电厂：以煤炭、石油、天然气等为燃料。火电厂根据原动机不同可分为：汽轮机，燃气轮机、柴油机等。火电厂又可分为以下几种。 凝汽式火电厂凝汽式火电厂 : :A 建设： 减少煤的运输距离。 水源是建设热电站最为重要的条件之一。B 运行特点: 凝汽式电站的机动性较差，调负荷能力差。从准备起动到机组带满负载约需36小时。同时，汽轮机有最低运行负

72、载限制。C 污染：要向大气排放硫和碳的氧化物。D 效率:由于凝汽器中大量的热量被循环水带走，因此，凝汽式火电厂的效率较低，只有3040。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-68燃煤电厂使用的工质水的临界压力是燃煤电厂使用的工质水的临界压力是22.115MPa和和347.15C。，在这个压力和温度下，水的密度和蒸汽的密度是相同的，这就在这个压力和温度下，水的密度和蒸汽的密度是相同的，这就是水的临界点。是水的临界点。锅炉内工质压力低于这个值的称为亚临界锅炉，高于的叫超锅炉内工质压力低于这个值的称为亚临界锅炉，高于的叫超临界锅炉；炉内温度不低于临界锅炉；炉内温度不低于593C

73、。、炉内蒸汽压力、炉内蒸汽压力27MPa及以及以上称超超临界锅炉。上称超超临界锅炉。在超临界与超超临界状态，水由液态直接变为汽态，即由湿在超临界与超超临界状态，水由液态直接变为汽态，即由湿蒸汽直接成为饱和蒸汽、过热蒸汽，超临界与超超临界机组只蒸汽直接成为饱和蒸汽、过热蒸汽，超临界与超超临界机组只能采用没有汽包的直流锅炉。能采用没有汽包的直流锅炉。火力发电厂按蒸汽压力和温度的不同分为以下几类火力发电厂按蒸汽压力和温度的不同分为以下几类：1)中低压发电厂：蒸汽压力一般为中低压发电厂：蒸汽压力一般为3.92MPa、温度为、温度为450C。的的发电厂，单机功率小于发电厂，单机功率小于25MW2）高压）

74、高压发电厂：蒸汽压力一般为发电厂：蒸汽压力一般为5.889.9MPa、温度为、温度为540C。的发电厂，单机功率小于的发电厂，单机功率小于100MW。*发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-693)超高压发电厂：蒸汽压力一般为超高压发电厂：蒸汽压力一般为11.7713.83Mh、温度为、温度为540C。540C。，单机功率小于等于，单机功率小于等于200MW。4)亚临界压力发电厂：蒸汽压力一般为亚临界压力发电厂：蒸汽压力一般为16.77Mh、温度为、温度为540540的发电厂，单机功率为的发电厂，单机功率为300MW至至1000MW不等。不等。5)超临界压力发电厂：蒸汽压

75、力大于超临界压力发电厂：蒸汽压力大于22.115MPa、温度为、温度为550550的发电厂，单机功率为的发电厂，单机功率为600MW及以上。及以上。6)超超临界压力发电厂，其主蒸汽压力为超超临界压力发电厂，其主蒸汽压力为27MPa及以上，主及以上，主蒸汽和再热蒸汽温度一般在蒸汽和再热蒸汽温度一般在600及以上，单机功率为及以上，单机功率为600MW及以上。及以上。700超超临界燃煤发电机组是超超临界发电技术发展前超超临界燃煤发电机组是超超临界发电技术发展前沿，且温度越高，热效率越高，煤耗越少，与沿，且温度越高，热效率越高，煤耗越少，与600超超临界超超临界发电技术相比，发电技术相比，700T超

76、超临界燃煤发电技术的供电效率将提超超临界燃煤发电技术的供电效率将提高至高至50，每千瓦时煤耗可再降低，每千瓦时煤耗可再降低70g左右，二氧化碳排放减左右，二氧化碳排放减少少14。*发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-70*凝气式火电厂生产过程示意图凝气式火电厂生产过程示意图 锅炉的三大风机包括送风机、引风机和一次风机锅炉的三大风机包括送风机、引风机和一次风机发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-71*锅炉的三大风机包锅炉的三大风机包括送风机、引风机括送风机、引风机和一次风机和一次风机发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-72*

77、给水泵、凝结水泵、循环水泵是发电厂最主要的三种水泵给水泵、凝结水泵、循环水泵是发电厂最主要的三种水泵发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-73* 热电厂热电厂 : :既生产电能又生既生产电能又生产热能。热电厂的热效率高产热能。热电厂的热效率高达达60 70%60 70%。 汽轮机中做过功的一部分汽轮机中做过功的一部分蒸汽从中段抽出来直接供给蒸汽从中段抽出来直接供给热用户热用户。热水供应半径一般热水供应半径一般在在10km10km内，供热初始温度较内，供热初始温度较高时其距离可达高时其距离可达30km30km。供应。供应生产用汽压力生产用汽压力0.81.6MPa0.81.6

78、MPa的的情况距离不超过情况距离不超过23km23km。 一般采用一般采用“以热定电以热定电”的的运行方式，即当热负荷增加运行方式，即当热负荷增加时，热电机组相应地多发电；时，热电机组相应地多发电；当热负荷减少时，热电机组当热负荷减少时，热电机组相应地少发电。因而，其运相应地少发电。因而，其运行方式不如凝汽式发电厂灵行方式不如凝汽式发电厂灵活。活。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-74* 燃气轮机发电厂：燃气轮机与汽轮机工作原理相燃气轮机发电厂：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

79、汽。工质一般用天然气，也可以是用清洁煤技不是蒸汽。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。术将煤炭转化成的清洁煤气等。 发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-75*(4)(4)背压式汽轮机背压式汽轮机: :发电后全部蒸汽均用于对外供热，发电后全部蒸汽均用于对外供热，因此电站中没有凝汽器。因此电站中没有凝汽器。 背压式汽轮机发电厂其发电量取决于供热量。背压式汽轮机发电厂其发电量取决于供热量。 当热量要求很大或较为恒定情况下可以采用背压当热量要求很大或较为恒定情况下可以采用背压式汽轮机。式汽轮机。 发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部

80、分1-76*2水力发电厂水力发电厂 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。称水电站。 水电站的建设综合利用水资源：包括发电、内河航运水电站的建设综合利用水资源：包括发电、内河航运及灌溉。及灌溉。 水电站的容量取决于落差和水量两个因素的乘积。水电站的容量取决于落差和水量两个因素的乘积。 P=9.81QHP=9.81QH 水电站的类型可以分为：水电站的类型可以分为：(1)堤坝式堤坝式:一般河流水位的落差沿河流是分散的，为提高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、提高落差就需要在河流的上游修

81、建拦河坝，将水积蓄、提高水头，进行发电。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。通常这类水电站又细分为坝后式和河床式两种。 发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-77*坝后式水电站坝后式水电站:发电机厂房建在坝后，全部水头的压力由坝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。著名的三峡水电站就是采用坝后式的布置方式。发电。著名的三峡水电站就是采用坝后式的布置方式。图图1-2 1-2 坝后式水电站示意图坝后式水电站示意图发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气

82、部分发电厂电气部分1-78*长江三峡水电站坝长长江三峡水电站坝长2309m，坝高，坝高185m，水头，水头175m，总库容，总库容393亿立方米，总装机容量亿立方米，总装机容量18201820万万kW ，年发电量，年发电量847847亿亿KWh；库区将淹没耕地；库区将淹没耕地36万亩，万亩，淹没城镇淹没城镇129座，需安置迁移人口座，需安置迁移人口113万；电站于万；电站于93年起步，首批机组于年起步，首批机组于2003年年10月发电，以后每年投月发电，以后每年投产产4台机组（台机组（2800MW），），2009年全部机组建成投产。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

83、和三峡电站发出的强大电力将送往华中、华东地区和广东省。电站将引出广东省。电站将引出15条超高压交流输电线路，其条超高压交流输电线路，其中中3条线路通过换流站将交流电转换成直流电后，再条线路通过换流站将交流电转换成直流电后，再通过通过500k直流输电线路，直流输电线路，2条送往华东、条送往华东、1条送往条送往广东。广东。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-79*图图1-3 1-3 河床式水电站示意图河床式水电站示意图河床式水电站河床式水电站:发电机厂房和挡水堤坝连成一体，厂房也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。葛起挡水作用。

84、由于厂房修建在河床中，故称河床式。葛洲坝水电站采用的是河床式布置方式。洲坝水电站采用的是河床式布置方式。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-80*图图1-4 1-4 引水式水电站示意图引水式水电站示意图3抽水蓄能电站抽水蓄能电站抽水蓄能电站是一种特殊形式的水电站。抽水蓄能电站是一种特殊形式的水电站。引水式水电站引水式水电站:建在山区水流湍急的河道上或河床坡度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，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。或只修低堰，适用于水头比较高的情况。发电厂

85、电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-81*具有水轮机具有水轮机-发电机和电动机发电机和电动机-水泵两种可逆的工作方式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，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以位能的形式将电能储存起来。(2)在电力系统的峰荷在电力系统的峰荷期间，抽水蓄能电站的期间，抽水蓄能电站的机组又作为发电机运行，机组又作为发电机运行，将上库的水放下来通过将上库的水放下来通过水轮机发电，用以担任水轮机发

86、电，用以担任电力系统峰荷中的尖峰电力系统峰荷中的尖峰部分，即起到调峰作用。部分，即起到调峰作用。图图1-5 1-5 抽水蓄能电站示意图抽水蓄能电站示意图发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-82*广州抽水蓄能电站广州抽水蓄能电站为目前世界上最大的抽水蓄能电站为目前世界上最大的抽水蓄能电站，是为大，是为大亚湾核电站安全经济运行而建设的配套工程，同时还承担着广东、亚湾核电站安全经济运行而建设的配套工程，同时还承担着广东、香港电网的调峰填谷和事故备用的任务。电站总装机总装机容量香港电网的调峰填谷和事故备用的任务。电站总装机总装机容量2.4GW（8300MW），分两期建设，每期）

87、，分两期建设，每期4台，设计水头台，设计水头535m，电站，电站一期工程于一期工程于1989年年5月月25日开工且日开工且1993年年6月月29日日1号机投产，二期号机投产，二期工程于工程于1994年年9月月12日开工，至日开工，至2000年年3月月14日日8号机投产。号机投产。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-83*水电机组的特点：水电机组的特点： 1 1）水轮发电机能快速起动与停运并能在运行中）水轮发电机能快速起动与停运并能在运行中由空载到满载大幅度地改变负荷。由空载到满载大幅度地改变负荷。 原因：水轮发电机的轴较汽轮发电机为短，因此原因：水轮发电机的轴较汽轮发电

88、机为短，因此其热变形也较小，使之能适应负荷的快速变化。水轮发其热变形也较小，使之能适应负荷的快速变化。水轮发电机组从起动到带满负荷仅需几分钟。电机组从起动到带满负荷仅需几分钟。 2 2）水电站的运行方式应保证系统中其它热电站、）水电站的运行方式应保证系统中其它热电站、原子能电站等消耗燃料为最小。因此，一般在丰水期满原子能电站等消耗燃料为最小。因此，一般在丰水期满载运行以免弃水，在枯水期承担尖峰负荷。效益最佳的载运行以免弃水，在枯水期承担尖峰负荷。效益最佳的运行方式往往取决于多种因素并由相应的优化计算来确运行方式往往取决于多种因素并由相应的优化计算来确定。定。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电

89、气部分发电厂电气部分1-84*电力系统为什么建设一定比例的水电站：电力系统为什么建设一定比例的水电站： 为了利用水电机组快速起停及大幅度改变负荷的为了利用水电机组快速起停及大幅度改变负荷的调峰能力，改善热电机组及原子能电站的运行状态。调峰能力，改善热电机组及原子能电站的运行状态。条件不具备时，可建设抽水蓄能电站。条件不具备时，可建设抽水蓄能电站。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-85* 核电厂发电的原理与火电厂相似，都要有一个热源核电厂发电的原理与火电厂相似，都要有一个热源，将水加热成蒸汽，进而推动汽轮机旋转并带动发电机，将水加热成蒸汽，进而推动汽轮机旋转并带动发电机

90、转动而发出电能。不同的是核电厂所用的热源不是煤或转动而发出电能。不同的是核电厂所用的热源不是煤或石油，它的热源是原子核的裂变能。石油，它的热源是原子核的裂变能。 原子能电站原子能电站是利用核反应能量的热电站，是利用核反应能量的热电站， 一般使一般使用的核燃料为用的核燃料为U-235U-235同位素同位素( (天然铀中含量约天然铀中含量约0.7140.714) )。 原子能电站在电力系统中原子能电站在电力系统中承担基荷承担基荷，设备年利用小，设备年利用小时数在时数在65006500小时以上。到小时以上。到 19981998年，全世界核发电量约年，全世界核发电量约占总发电量的占总发电量的1616，

91、有，有1212个国家超过个国家超过3535。其中法国大。其中法国大约为约为7575。 1kgU-2351kgU-235裂变与裂变与2400t2400t标准煤燃烧发出能量相标准煤燃烧发出能量相4核电厂核电厂发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-86* 我国要大力发展原子能电站。原因是：原子能电我国要大力发展原子能电站。原因是：原子能电站减少燃料开采、运输和储存的困难及费用，发电成站减少燃料开采、运输和储存的困难及费用，发电成本低；降低环境污染。本低；降低环境污染。 限制原子能电站单元容量的因素是核反应堆事故限制原子能电站单元容量的因素是核反应堆事故时的安全性。时的安全性。4

92、核电厂核电厂核电是一种安全清洁的能源，利用它可以大大地节核电是一种安全清洁的能源，利用它可以大大地节约煤和减少污染。一个约煤和减少污染。一个1000MW的火电厂一天燃烧的煤是的火电厂一天燃烧的煤是9600t，而相应，而相应1000MW的核电厂，一天只要的核电厂，一天只要3.3kg的的U235，同样容量的电厂其用燃料量竟相差，同样容量的电厂其用燃料量竟相差300万倍。万倍。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-87* 铀核裂变时生成高能量的快中子，将快中子减速铀核裂变时生成高能量的快中子，将快中子减速为慢中子，才能使链式反应得到发展为慢中子，才能使链式反应得到发展 。 按所

93、使用的慢化剂和冷却剂，核反应堆可分为以按所使用的慢化剂和冷却剂，核反应堆可分为以下几种下几种: : 轻水堆、重水堆、石墨堆、液态金属堆。轻水堆、重水堆、石墨堆、液态金属堆。1 1） 核电厂的类型核电厂的类型发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-88*(1)(1)轻水堆：以轻水轻水堆：以轻水( (普通水普通水) )作慢化剂和冷却剂，又分作慢化剂和冷却剂，又分压水堆和沸水堆，分别以高压欠热轻水及沸腾轻水作压水堆和沸水堆，分别以高压欠热轻水及沸腾轻水作慢化剂和冷却剂。慢化剂和冷却剂。 (2)(2)重水堆：以重水作慢化剂，重水或沸腾轻水作冷重水堆：以重水作慢化剂，重水或沸腾轻水作

94、冷却剂。重水中的氢为重氢，其原子核中多含有一个中却剂。重水中的氢为重氢，其原子核中多含有一个中子，重水较难获得。子，重水较难获得。 (3)(3)石墨气冷堆及石墨沸水堆。石墨气冷堆及石墨沸石墨气冷堆及石墨沸水堆。石墨气冷堆及石墨沸水堆均以石墨作慢化剂，分别以二氧化碳水堆均以石墨作慢化剂，分别以二氧化碳( (或氦气或氦气) )及及沸腾轻水作冷却剂。沸腾轻水作冷却剂。 (4)(4)液态金属冷却快中子堆。液态金属冷却快中子堆液态金属冷却快中子堆。液态金属冷却快中子堆无慢化剂，通常以液态金属钠作冷却剂。无慢化剂，通常以液态金属钠作冷却剂。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-89*

95、2 2）核电厂的生产过程）核电厂的生产过程 核电厂中以轻水堆核电厂最多，轻水堆式核电厂生产过程如下图所示。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-90*两种轻水堆核电厂生产过程的比较：两种轻水堆核电厂生产过程的比较：n 压水堆核电厂压水堆核电厂是用核反应堆和蒸汽发生器代替是用核反应堆和蒸汽发生器代替火电厂的锅炉，通常有火电厂的锅炉，通常有100100多个核燃料组件，通过改多个核燃料组件，通过改变控制棒变控制棒( (内装银一铟一镉材料的中子吸收体内装银一铟一镉材料的中子吸收体) )在堆在堆芯中的位置实现对压水堆的快速变化控制。在主循芯中的位置实现对压水堆的快速变化控制。在主循

96、环水泵环水泵( (主泵主泵) )的作用下，压力为的作用下，压力为15MPa15MPa、温度、温度290290左右的蒸馏水不断在左回路左右的蒸馏水不断在左回路( (称一回路，有称一回路，有2 24 4条并条并联环路联环路) )中循环，经反应堆时被加热到中循环，经反应堆时被加热到320 320 左右，左右，然后进入蒸汽发生器，并将自身的热量传给右回路然后进入蒸汽发生器，并将自身的热量传给右回路( (称二回路称二回路) )的给水，使之变成饱和或微过热蒸汽；的给水，使之变成饱和或微过热蒸汽；蒸汽进入汽轮机后，推动汽轮机转动并带动发电机蒸汽进入汽轮机后，推动汽轮机转动并带动发电机发电。发电。n 稳压器稳

97、压器( (带有安全阀和卸压阀带有安全阀和卸压阀) )的作用是在电的作用是在电厂启动时用于系统升压厂启动时用于系统升压( (力力) )，在正常运行时用于自，在正常运行时用于自动调节系统压力和水位，并提供超压保护。动调节系统压力和水位，并提供超压保护。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-91* 沸水堆核电厂是以沸腾轻水为慢化剂和冷却剂并在反应堆内直接产生饱和蒸汽，通人汽轮机做功发电；汽轮机的排汽冷凝后，经软化器净化、加热器加热，再由给水泵送人反应堆。两种轻水堆核电厂生产过程的比较：两种轻水堆核电厂生产过程的比较：发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-9

98、2*5新能源发电新能源发电 太阳能发电太阳能发电 、风力发电、地热发电、潮汐发电、风力发电、地热发电、潮汐发电、生物质能发电及垃圾电厂等。生物质能发电及垃圾电厂等。 磁流体发电磁流体发电 电气体发电电气体发电发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-93*太阳能热发电太阳能热发电 它是将吸收的太阳辐射热能转换成电能的装置，其它是将吸收的太阳辐射热能转换成电能的装置，其基本组成与常规火力电厂相似。基本组成与常规火力电厂相似。 太阳能光发电太阳能光发电 太阳能光发电不通过热过程而直接将太阳的光能转太阳能光发电不通过热过程而直接将太阳的光能转换成电能，其中光伏电池是一种主要的太阳能

99、光发电形换成电能，其中光伏电池是一种主要的太阳能光发电形式，也叫光伏发电。式，也叫光伏发电。1.光伏发电是利用光伏发电是利用“光光”生生“伏特伏特”效应，当用适当波效应，当用适当波长的光照射到半导体材料上时，半导体材料吸收光能后长的光照射到半导体材料上时，半导体材料吸收光能后两端产生电势，利用此原理，用半导体材料做成太阳能两端产生电势，利用此原理，用半导体材料做成太阳能电池，可以将照射在它上面的太阳光直接变换成电能，电池，可以将照射在它上面的太阳光直接变换成电能，它是目前太阳能发电的发展方向。它是目前太阳能发电的发展方向。 太阳能发电太阳能发电发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电

100、气部分1-94*2.硅是目前太阳能电池应用最多的材料，包括单晶硅电池、硅是目前太阳能电池应用最多的材料，包括单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅薄膜电池等。单晶硅电池转换效率最多晶硅电池、非晶硅薄膜电池等。单晶硅电池转换效率最高，已达高，已达16%18%（晴天太阳的辐射功率每平方米为（晴天太阳的辐射功率每平方米为1000W,故每平方米单晶硅电池可以发出故每平方米单晶硅电池可以发出160W180W的功的功率），但其生产成本高，价格贵；多晶硅电池转换效率可率），但其生产成本高，价格贵；多晶硅电池转换效率可以达到以达到15%17%；非晶硅薄膜电池转换效率较低，为；非晶硅薄膜电池转换效率较低，为5%8%，但

101、其原材料丰富，生产过程无毒，能耗低，无，但其原材料丰富，生产过程无毒，能耗低，无污染，成本远远低于晶体硅太阳能电池。污染，成本远远低于晶体硅太阳能电池。3.由于光伏系统发出的是直流电，如果要为交流负载供电，由于光伏系统发出的是直流电，如果要为交流负载供电，必须配备逆变器将其转换成交流电必须配备逆变器将其转换成交流电(380V)。独立（离网）。独立（离网）光伏系统需要配置蓄电池，将有日照时发出的多余电能储光伏系统需要配置蓄电池，将有日照时发出的多余电能储存起来，供晚间或阴雨天使用。并网光伏系统与电网相连，存起来，供晚间或阴雨天使用。并网光伏系统与电网相连，有日照时发出的电供给用户使用，如有多余，

102、可以输入电有日照时发出的电供给用户使用，如有多余，可以输入电网，在晚间或阴雨天则由电网向用户供电。网，在晚间或阴雨天则由电网向用户供电。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-95*将风能转换成电能的发电方式称谓风力发电。风能将风能转换成电能的发电方式称谓风力发电。风能属于再生能源，又是一种过程性的能源，无法直接储属于再生能源，又是一种过程性的能源，无法直接储存，还具有随机性，所以对风能的应用技术上比较复存，还具有随机性，所以对风能的应用技术上比较复杂。图杂。图1-91-9是风力发电装置的示意图。由此图可以看出是风力发电装置的示意图。由此图可以看出风力发电机生产过程的简单描

103、述。风力发电机生产过程的简单描述。 风力发电风力发电图图1-9 1-9 风力发电装置的示意图风力发电装置的示意图1 1风风力力机机 2 2升升速速齿齿轮轮箱箱 3 3发发电电机机 4 4改改变变方方向向的的驱驱动动装装置置 5 5底底板板 6 6塔塔架架 7 7控控制制和和保保护护装装置置 8 8基基础础 9 9电缆线路电缆线路 1010配电装置配电装置发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-96*发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-97*n全球可利用风能约为2x 106万kW。至1998年底，全世界风力发电总装机容量达1015.3万kW，其中德国为

104、287.4万kW，美国为214.1万kW，丹麦为142万kW，分别居世界第一、二、三位；中国仅为22.4万kW。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-98*地球本身是个大热库，地热资源遍布世界各地。仅地球本身是个大热库，地热资源遍布世界各地。仅地表地表10公里以内就有可供开采的热能，地热能的储量很公里以内就有可供开采的热能，地热能的储量很大，它的总量大约是煤炭的一亿七千万倍。但是，目前大，它的总量大约是煤炭的一亿七千万倍。但是，目前世界上实际能利用的地热资源很少，主要限于蒸汽田和世界上实际能利用的地热资源很少，主要限于蒸汽田和热水田，这两者统称为地热田。地热电站是清洁的能

105、热水田，这两者统称为地热田。地热电站是清洁的能源。它的发电成本比水电和火电都低，而且地热发电后源。它的发电成本比水电和火电都低，而且地热发电后排出的热水还可以供采暖、医疗、提取化学物质等利排出的热水还可以供采暖、医疗、提取化学物质等利用，所以目前地热发电发展很快。用，所以目前地热发电发展很快。 地热发电地热发电发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-99* 潮汐发电潮汐发电利用潮汐的落差推动水轮机而发电称之为潮汐发电。利用潮汐的落差推动水轮机而发电称之为潮汐发电。即在海湾或河流入海口处筑起堤坝，涨潮时蓄水，高潮时即在海湾或河流入海口处筑起堤坝，涨潮时蓄水，高潮时关闭。退潮时

106、形成足以使水轮机工作的落差时才开始放水，关闭。退潮时形成足以使水轮机工作的落差时才开始放水，将蓄水放出，驱动水轮发电机发电。将蓄水放出，驱动水轮发电机发电。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-100*n 生物质能发电生物质能发电 生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而储存在生物质内部的能量，属可再生能源。化学能而储存在生物质内部的能量，属可再生能源。薪柴、农作物秸秆、人畜粪便、有机垃圾及工业有机薪柴、农作物秸秆、人畜粪便、有机垃圾及工业有机废水等，是主要的生物质能资源。废水等，是主要的生物质能资源。 生物质发电系统是

107、以生物质能为能源的发电工程，生物质发电系统是以生物质能为能源的发电工程，如垃圾焚烧发电、沼气发电、蔗渣发电等。如垃圾焚烧发电、沼气发电、蔗渣发电等。 美国的生物质发电的总装机容量已超过美国的生物质发电的总装机容量已超过10001000万万kWkW，单机装机容量达，单机装机容量达1212万万kWkW。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-101*二、变电所的基本类型二、变电所的基本类型 变电所起着变换和分配电能的作用。变电所起着变换和分配电能的作用。 电力系统中的变电所的数量多于发电厂，变压器的电力系统中的变电所的数量多于发电厂，变压器的容量约是发电机容量的容量约是发电机容

108、量的710710倍。倍。 变电所分发电厂的变电所变电所分发电厂的变电所( (升压变电所升压变电所) )和电力网的和电力网的变电所变电所( (降压变电所降压变电所) ) 。 根据变电所在电力系统的地位与供电范围，可以将根据变电所在电力系统的地位与供电范围，可以将其分为以下几类。其分为以下几类。 1 1枢纽变电所枢纽变电所 2 2中间变电所中间变电所 3 3地区变电所地区变电所 4 4终端变电所终端变电所 5. 5. 开关站开关站发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-102*变电所变电所:输入电压等级在输入电压等级在35kV及以上，有主变压器，及以上，有主变压器，有电压改变的

109、叫变电所；有电压改变的叫变电所；如果如果10kV进进380kV以下低压出，就是配电房。以下低压出，就是配电房。开闭所或开关站：开闭所或开关站：接受电能并分配电能的供配电设接受电能并分配电能的供配电设施施只有同一电压等级，没有变压器，只有同一电压等级，没有变压器，10kV电压等级电压等级的，就是开闭所；的，就是开闭所；35kV及以上电压等级的，叫开关及以上电压等级的，叫开关站。站。没有断路器或负荷开关的叫电缆分接箱，电缆直没有断路器或负荷开关的叫电缆分接箱，电缆直接进出，用于小容量和用电可靠性不高的场所。接进出，用于小容量和用电可靠性不高的场所。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电

110、气部分1-103*1.枢纽变电所枢纽变电所(1)枢纽变电所位于电力系统的枢纽点，汇集着电力系统中枢纽变电所位于电力系统的枢纽点，汇集着电力系统中多个大电源和多回大容量的联络线，连接着电力系统的多多个大电源和多回大容量的联络线，连接着电力系统的多个大电厂和个大电厂和大区域大区域。(2)电压等级一般为电压等级一般为330500kV。(3)枢纽变电所在系统中的地位非常重要，若发生全所停电枢纽变电所在系统中的地位非常重要，若发生全所停电事故，将引起系统解列，甚至系统崩溃的灾难局面。事故，将引起系统解列，甚至系统崩溃的灾难局面。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-104*2.中间

111、变电所中间变电所(1)中间变电所高压侧与枢纽变电所连接，以穿越功率为主，中间变电所高压侧与枢纽变电所连接，以穿越功率为主，在系统中起交换功率的作用，或使高压长距离输电线路在系统中起交换功率的作用，或使高压长距离输电线路分段，它一般汇集分段，它一般汇集23个电源，这样的变电所主要起中个电源，这样的变电所主要起中间环节作用。间环节作用。(2)电压等级多为电压等级多为220330kV，其中压侧一般是，其中压侧一般是110220kV，供给所在的多个地区用电并接入一些中小型电厂。，供给所在的多个地区用电并接入一些中小型电厂。(3)当全所停电时，将引起区域电网解列，影响面也比较大。当全所停电时，将引起区域

112、电网解列，影响面也比较大。3.地区变电所地区变电所(1)地区变电所主要任务是给地区的用户供电，它是一地区变电所主要任务是给地区的用户供电，它是一个地区或城市的主要变电所。个地区或城市的主要变电所。(2)电压等级一般为电压等级一般为110220kV。(3)若发生全所停电事故，只造成本地区或城市停电。若发生全所停电事故，只造成本地区或城市停电。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-105*4.终端变电所终端变电所(1)终端变电所位于输电线路的末端，靠近负荷点。终端变电所位于输电线路的末端，靠近负荷点。(2)高压侧电压多为高压侧电压多为110kV或者更低（如或者更低（如35kV

113、），经过变），经过变压器降压为压器降压为610kV电压后直接向用户送电。电压后直接向用户送电。(3)若发生全所停电事故，只是所供电的用户停电，影响若发生全所停电事故，只是所供电的用户停电，影响面较小。面较小。5开关站开关站在远距离输电线路中间，用断路器将线路分段断开的在远距离输电线路中间，用断路器将线路分段断开的接受电能并分配电能的接受电能并分配电能的工程设施。工程设施。开关站与变电所的区别在于：开关站与变电所的区别在于：没有主变压器；没有主变压器；进进出线属同一电压等级；出线属同一电压等级；站用电的电源引自站外其他站用电的电源引自站外其他高压或中压线路。高压或中压线路。发电厂电气部分发电厂电

114、气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-106*开关站的主要功能是：开关站的主要功能是：(1)将长距离输电线路分成若干将长距离输电线路分成若干段，以降低工频过电压水平和操作过电压水平；段，以降低工频过电压水平和操作过电压水平；(2)当当线路发生故障时，由于在开关站的两侧都装设了断路线路发生故障时，由于在开关站的两侧都装设了断路器，所以仅使一段线路被切除，缩小了事故范围，且器，所以仅使一段线路被切除，缩小了事故范围，且系统阻抗增加不多，因此提高了系统的稳定性；系统阻抗增加不多，因此提高了系统的稳定性；(3)长距离的超长距离的超/特高压交流输电特高压交流输电,空载时线路末端电压空载时线路末端电压随线

115、路长度增加而增高，因无功补偿的需要随线路长度增加而增高，因无功补偿的需要,全段需全段需分段并设开关站。分段并设开关站。(4)增设主变可以扩建为变电所。增设主变可以扩建为变电所。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-107*第三节第三节发电厂和变电所电气设备简述发电厂和变电所电气设备简述 1电气一次设备电气一次设备直接生产、转换和输配电能的设备称为电气一次设备。直接生产、转换和输配电能的设备称为电气一次设备。一、主要电气设备一、主要电气设备它们主要有以下几种：它们主要有以下几种：发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-108*(1)生产和转换电能的设备生

116、产和转换电能的设备如发电机、电动机、变压器等，它们是直接生产和如发电机、电动机、变压器等，它们是直接生产和转换电能的最主要的电气设备。转换电能的最主要的电气设备。(2)接通或断开电路的开关电器接通或断开电路的开关电器为满足运行、操作或事故处理的需要，将电路接通或为满足运行、操作或事故处理的需要，将电路接通或断开的设备，如断路器、隔离开关、接触器、熔断器等。断开的设备，如断路器、隔离开关、接触器、熔断器等。(3)限制故障电流和防御过电压的电器限制故障电流和防御过电压的电器如用于限制短路电流的电抗器和防御过电压的避雷器、如用于限制短路电流的电抗器和防御过电压的避雷器、避雷针、避雷线等。避雷针、避雷

117、线等。(4)接地装置接地装置用来保证电力系统正常工作的工作接地或保护人身用来保证电力系统正常工作的工作接地或保护人身安全的保护接地，它们均与埋入地中的金属接地体或接安全的保护接地，它们均与埋入地中的金属接地体或接成接地网的接地装置连接。成接地网的接地装置连接。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-109*(5)载流导体载流导体电气设备必须通过载流导体按照生产和分配电能电气设备必须通过载流导体按照生产和分配电能的顺序或者说按照设计要求连接起来，常见的载流导的顺序或者说按照设计要求连接起来，常见的载流导体如母线、架空线、电力电缆等。体如母线、架空线、电力电缆等。(6)补偿装置

118、补偿装置如调相机、电力电容器、消弧线圈、并联电抗器如调相机、电力电容器、消弧线圈、并联电抗器等。它们分别用来补偿系统的无功功率、补偿小电流等。它们分别用来补偿系统的无功功率、补偿小电流接地系统中的单相接地电容电流、吸收系统过剩的无接地系统中的单相接地电容电流、吸收系统过剩的无功功率等。功功率等。(7)仪用互感器仪用互感器如电压互感器和电流互感器，它们将一次回路中如电压互感器和电流互感器，它们将一次回路中的高电压和大电流变成低电压和小电流，供给测量仪的高电压和大电流变成低电压和小电流，供给测量仪表和继电保护装置用。表和继电保护装置用。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-1

119、10*2电气二次设备电气二次设备对电气一次设备进行测量、控制、监视和保护用的对电气一次设备进行测量、控制、监视和保护用的设备，称为电气二次设备。它们主要有：设备，称为电气二次设备。它们主要有：(1)测量仪表测量仪表如电压表、电流表、功率表、电能表等，它们用以如电压表、电流表、功率表、电能表等，它们用以测量一次回路的运行参数。测量一次回路的运行参数。(2)继电保护及自动装置继电保护及自动装置它们用以迅速反应电气故障或不正常运行情况，并它们用以迅速反应电气故障或不正常运行情况，并根据要求切除故障、发出信号或作相应的调节。根据要求切除故障、发出信号或作相应的调节。(3)直流设备直流设备直流设备主要用

120、于供给保护、操作、信号以及事故直流设备主要用于供给保护、操作、信号以及事故照明等设备的直流供电，它们有直流发电机组、蓄电池、照明等设备的直流供电，它们有直流发电机组、蓄电池、硅整流装置等，硅整流装置等，发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-111*(4)控制和信号设备及其控制电缆控制和信号设备及其控制电缆控制设备是指对断路器进行手动或自动的开、合操控制设备是指对断路器进行手动或自动的开、合操作控制的设备。信号设备有光字牌信号、反映断路器和作控制的设备。信号设备有光字牌信号、反映断路器和隔离开关位置的信号、主控制室的中央信号等。控制电隔离开关位置的信号、主控制室的中央信号等

121、。控制电缆是连接二次设备的电缆。缆是连接二次设备的电缆。(5)绝缘监察装置绝缘监察装置用以监察交流和直流系统的绝缘状况。用以监察交流和直流系统的绝缘状况。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-112*二、电气接线二、电气接线 电气一次设备根据工作要求和它们的作用，按照一定电气一次设备根据工作要求和它们的作用，按照一定顺序连接起来而构成的电路称为电气主接线又叫顺序连接起来而构成的电路称为电气主接线又叫一次回一次回路、一次接线或电气主系统路、一次接线或电气主系统。 二次设备连接成的电路称为二次设备连接成的电路称为二次回路、二次接线或二二次回路、二次接线或二次系统次系统。 电气

122、主接线表示出电能的生产、汇集、转换、分配关电气主接线表示出电能的生产、汇集、转换、分配关系和运行方式，是运行操作、切换电路的依据。系和运行方式，是运行操作、切换电路的依据。 二次接线表示出继电保护、控制与信号回路和自动装二次接线表示出继电保护、控制与信号回路和自动装置的电气连接以及它们动作后作用于一次设备的关系。置的电气连接以及它们动作后作用于一次设备的关系。 用国家规定的图形和文字符号将一次回路和二次回路用国家规定的图形和文字符号将一次回路和二次回路绘制成的电路图或电气接线图，称为绘制成的电路图或电气接线图，称为电气主接线图（常电气主接线图（常绘制成单线图）和电气二次接线图。绘制成单线图）和

123、电气二次接线图。发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分发电厂电气部分1-113*三、配电装置三、配电装置 配电装置是以电气主接线为主要依据，由开关设备、配电装置是以电气主接线为主要依据，由开关设备、保护设备、测量设备、母线以及必要的辅助设备组成的保护设备、测量设备、母线以及必要的辅助设备组成的接受和分配电能的装置。接受和分配电能的装置。 配电装置是电气主接线的物理实体，具体实现电气主配电装置是电气主接线的物理实体，具体实现电气主接线功能的重要装置。接线功能的重要装置。 按照电气设备的安装地点、电压等级和组装方式的不按照电气设备的安装地点、电压等级和组装方式的不同，配电装置有着不同的分类方法。同，配电装置有着不同的分类方法。配电装置有配电装置有: : 屋内、屋外配电装置、成套配电装置。屋内、屋外配电装置、成套配电装置。这些将在后续章节中详细介绍。这些将在后续章节中详细介绍。