发电厂电气部分绪论

1、一、课程介绍：一、课程介绍：（一）本课程的性质（一）本课程的性质（二）本课程的主要内容（二）本课程的主要内容（三）本课程的特点（三）本课程的特点二、本课程的教学形式：二、本课程的教学形式： 多媒体与板书相结合多媒体与板书相结合发电厂电气部分发电厂电气部分三、使用教材及参考书三、使用教材及参考书（一）教材：（一）教材：发电厂电气部分发电厂电气部分（第四版）（第四版） 熊信银熊信银 主编主编 中国电力出版社中国电力出版社（二）参考书：（二）参考书：发电厂电气部分发电厂电气部分范锡普范锡普 水利水电出版社水利水电出版社发电厂电气部分发电厂电气部分姚春球姚春球 中国电力出版社中国电力出版社发电厂电气设

2、备发电厂电气设备楼樟达楼樟达 中国电力出版社中国电力出版社电力工程设计手册电力工程设计手册 西北电力设计院西北电力设计院四、本课程考核形式：闭卷考试四、本课程考核形式：闭卷考试绪论本章主要内容：本章主要内容：介绍电力工业发展和前景；介绍电力工业发展和前景；介绍电力系统基本概念介绍电力系统基本概念了解我国电力工业发展概况和电力工业发展前景；了解我国电力工业发展概况和电力工业发展前景；掌握电力系统的组成并了解其特点；掌握电力系统的组成并了解其特点；掌握电力系统中电力网的概念及各种电压等级。掌握电力系统中电力网的概念及各种电压等级。 为后期的学习奠定基础。为后期的学习奠定基础。一、我国电力工业发展概

3、况一、我国电力工业发展概况 电力工业起步：电力工业起步：人类在开发能源中不断前进，继人类在开发能源中不断前进，继 17世纪世纪广泛利用蒸汽机后，广泛利用蒸汽机后，18世纪世纪发现了电能，发现了电能，19世纪中叶世纪中叶制成了发电机。从制成了发电机。从19世纪末世纪末开始，电开始，电力应用得到了迅猛发展。力应用得到了迅猛发展。 1875年年 1878年年 1879年年 1882年年 世界上最早的发电厂世界上最早的发电厂巴黎北火车站电厂建成，用于照明供电巴黎北火车站电厂建成，用于照明供电 法国建成第一座水电厂法国建成第一座水电厂 美国旧金山实验电厂开始发电，成为世界上最早出售电力的电厂美国旧金山实

4、验电厂开始发电，成为世界上最早出售电力的电厂 法国开始进行远距离高压法国开始进行远距离高压直流输电直流输电，同时，英国、日本、俄，同时，英国、日本、俄罗斯相继修建了发电厂罗斯相继修建了发电厂 世界：世界： 第一座发电厂是第一座发电厂是1875年巴黎北火车站建成，年巴黎北火车站建成，直流直流发电机，做照明用。发电机，做照明用。我国我国: 第一座第一座火电火电 112kW上海（上海（1882年）年） 蒸汽机带动的直流发电；蒸汽机带动的直流发电； 第一座第一座水电水电 2240kW昆明滇池石龙坝昆明滇池石龙坝 （1912年）年）一、我国电力工业发展概况一、我国电力工业发展概况1 1、我国电力发展史、

5、我国电力发展史（1 1）1882188219491949年年：发展迟缓发展迟缓 总装机容量：总装机容量：185185万万kWkW （居（居2121位）；年发电量：位）；年发电量：4343亿亿kWhkWh（居（居2525位）位） 进口设备、集中沿海。进口设备、集中沿海。（2 2）1949194919781978年年：很大发展很大发展 总装机容量：总装机容量：57125712万万kWkW（居（居8 8位）；年发电量：位）；年发电量：25662566亿亿kWhkWh（居（居7 7位）。位）。（3 3）1978197819951995年年：突飞猛进突飞猛进 总装机容量：突破总装机容量：突破2 2亿亿k

6、WkW；19961996年装机容量和年发电量均居世界第年装机容量和年发电量均居世界第2 2位；位；（4 4）20002000年年：总装机容量突破总装机容量突破3 3亿亿kWkW； （5 5）20112011年年：全国装机突破全国装机突破1010亿亿kW kW ，全国发电量达到，全国发电量达到4721747217亿亿KWhKWh。 预计预计20202020年前后全国发电机装机容量越过美国，跃居世界第年前后全国发电机装机容量越过美国，跃居世界第1 1位。位。一、我国电力工业发展概况一、我国电力工业发展概况2 2、电厂规模、单机容量大幅度提高、电厂规模、单机容量大幅度提高（1 1）火电厂（为主）火电

7、厂（为主）最大的火电机组：最大的火电机组：100100万万kWkW；（玉环发电厂）（玉环发电厂）最大的火电厂容量：最大的火电厂容量：454454万万kWkW（山东邹县电厂，（山东邹县电厂， 4 433.5+233.5+260+260+2100100万万kW kW ）；（2 2）水电厂）水电厂最大的水电机组：最大的水电机组：7070万万kWkW；（三峡工程）（三峡工程）最大的水电厂容量：最大的水电厂容量：18201820万万kWkW（三峡工程，（三峡工程， 26267070万万kWkW ）；（3 3）核电厂）核电厂最大的核电机组：最大的核电机组：125125万万kWkW；（海阳核电厂）（海阳核电

8、厂）最大的核电厂容量：最大的核电厂容量：10001000万万kWkW（海阳核电厂（海阳核电厂8 8125125万万kW kW ）；（4 4）抽水蓄能电厂）抽水蓄能电厂最大的抽水蓄能电厂容量：最大的抽水蓄能电厂容量：240240万万kWkW（广东抽水蓄能电厂，（广东抽水蓄能电厂，8 83030万万kWkW）；一、我国电力工业发展概况我国电力工业已经进入 大机组大机组、大电厂大电厂、大电网大电网、超高压超高压、高度自动化高度自动化的发展时期和向跨大区联网大区联网、推进全国联网的新阶段。3 3、交流输电线路电压等级不断提高、交流输电线路电压等级不断提高（1 1）1882188219491949年：年

9、： 110kV110kV线路线路2 2条共条共7272万万kWkW（2 2）19741974年：第一条年：第一条330kV330kV超高压输电线路建成；超高压输电线路建成；（3 3）19811981年：第一条年：第一条500kV500kV超高压输电线路建成；超高压输电线路建成；（4 4）20052005年：西北年：西北750kV750kV超高压输电线路建成；超高压输电线路建成；（5 5）20092009年：晋豫鄂年：晋豫鄂1000kV1000kV特高压输电线路建成。特高压输电线路建成。我我国国1000kV特高特高压输电压输电线线路路图图片片一、我国电力工业发展概况 线路全长约线路全长约653.

10、8653.8千米，包括三站两线，起于山西省长治千米，包括三站两线，起于山西省长治的晋东南变电站，经河南省南阳开关站，止于湖北省荆门变的晋东南变电站，经河南省南阳开关站，止于湖北省荆门变电站，联接华北、华中两大电网，已于电站，联接华北、华中两大电网，已于20092009年建成投运。年建成投运。 几组数字说明特高压电网的优势：几组数字说明特高压电网的优势：(1)1(1)1回回1000kV1000kV特高压交流输电线路特高压交流输电线路输送功率接近输送功率接近500500万千万千瓦，瓦，约为约为500kV500kV线路的线路的4 45 5倍倍；(2)(2)特高压交流线路在输送功率相同的情况下，可将最

11、远特高压交流线路在输送功率相同的情况下，可将最远送送电距离延长电距离延长3 3倍，倍，而而损耗损耗只有只有500kV500kV线路的线路的25254040；(3)(3)输送同样的功率，采用输送同样的功率，采用1000kV1000kV线路与线路与500kV500kV线路相比，线路相比，可可节省节省60%60%土地资源土地资源. .1000kV1000kV电网简介电网简介（补充）：（补充）：4 4、直流输电线路电压等级不断提高、直流输电线路电压等级不断提高（1 1）2020世纪七十年代：世纪七十年代： 31kV31kV直流试验线路；直流试验线路；（2 2）19871987年：年：100kV100k

12、V、50MW50MW舟山直流输电线路建成；舟山直流输电线路建成；（3 3）19871987年：年：500kV500kV、600MW600MW葛葛- -上直流输电线路建成；上直流输电线路建成；（4 4）19981998年：年：500kV500kV、1200MW1200MW葛葛- -上直流输电线路建成；上直流输电线路建成；（5 5）20102010年：年：800kV800kV、5000MW5000MW云广直流输电线路建成；云广直流输电线路建成； 云南楚雄至广州增城，全长云南楚雄至广州增城，全长1373km。(2010.06.18)（5 5）20102010年：年：800kV800kV、7000MW

13、7000MW向上直流输电线路建成；向上直流输电线路建成； 四川宜宾至上海，全长四川宜宾至上海，全长1907km。(2010.07.08) 一、我国电力工业发展概况向上向上800800千伏特高压直流线路路千伏特高压直流线路路径示意图径示意图800800千伏特高压直流奉贤换流站鸟瞰图千伏特高压直流奉贤换流站鸟瞰图（一）体制管理（一）体制管理 1993年年4月，八届人大一次会议决定撤消能源月，八届人大一次会议决定撤消能源部，重新成立部，重新成立 电力工业部电力工业部。 1998年年3月，九届人大一次会议决定批准成立月，九届人大一次会议决定批准成立 国家电力公司。国家电力公司。标志着我国电力工业管理体

14、制由计划经济向社标志着我国电力工业管理体制由计划经济向社会主义市场经济转变，实现政企分开的历史性转折会主义市场经济转变，实现政企分开的历史性转折！ 2002年年12月，撤销国家电力公司，成立月，撤销国家电力公司，成立两大两大电网公司；五大发电集团。电网公司；五大发电集团。二、我国电力工业发展前景二、我国电力工业发展前景我国大区电网分布图我国大区电网分布图（二）电力工业任务（二）电力工业任务 为国民经济各部门和人民生活供给为国民经济各部门和人民生活供给充足、可靠、充足、可靠、 优质、廉价优质、廉价的电能。的电能。（三）电力工业发展目标（三）电力工业发展目标厂网分开，竞价上网，实现高度自动化，西电

15、东送、厂网分开，竞价上网，实现高度自动化，西电东送、南北互供、走向联合电力系统。南北互供、走向联合电力系统。二、我国电力工业发展前景二、我国电力工业发展前景1、节能减排，世纪之约、节能减排，世纪之约 “上大压小上大压小”，加快关停小火电机组。，加快关停小火电机组。2、做好电力规划，加强电网建设、做好电力规划，加强电网建设 电力规划就是根据社会经济发展的需求、能源资电力规划就是根据社会经济发展的需求、能源资源和负荷的分布，确定合理的电源结构和战略布源和负荷的分布，确定合理的电源结构和战略布局，确立电网电压等级、输电方式和合理的网架局，确立电网电压等级、输电方式和合理的网架结构等。结构等。二、我国

16、电力工业发展前景停电的危害 20032003年年 8 8月月1414日，美国东北部和加拿大东部联合电力系统发生了日，美国东北部和加拿大东部联合电力系统发生了大面积停电事故，共损失负荷大面积停电事故，共损失负荷61.80GW61.80GW。20082008年年1 1月中国雪灾面前，首当其冲的是电网。月中国雪灾面前，首当其冲的是电网。 据不完全统计，全国电网系统共有据不完全统计，全国电网系统共有1548615486条次线路停运（其中条次线路停运（其中国家电网国家电网79847984条次，南方电网条次，南方电网75027502条次），共有条次），共有87098709根（基）根（基）110110千伏以

17、上线路倒塔，共有千伏以上线路倒塔，共有15631563座变电站停运。仅国家电网公司经营座变电站停运。仅国家电网公司经营区域内农村低压线路受损区域内农村低压线路受损10.510.5万千米、倒杆万千米、倒杆42.642.6万根。部分地市甚万根。部分地市甚至出现了全城停电的严重问题。至出现了全城停电的严重问题。 贵州省五十年来最严重的凝冻灾害，导致贵州省五十年来最严重的凝冻灾害，导致贵州电网解列运行贵州电网解列运行，贵阳市一度进入一级停电状态。贵阳市一度进入一级停电状态。 3、电力工业现代化、电力工业现代化 电力工业现代化的标志：电力工业现代化的标志： 特高压、大系统特高压、大系统 大电厂、大机组大

18、电厂、大机组 高度自动化高度自动化我国电力工业发展目标：我国电力工业发展目标： 优化发展火电；优化发展火电； 优先开发水电；优先开发水电； 积极发展核电积极发展核电二、我国电力工业发展前景4、联合电力系统、联合电力系统 1) 1)各系统用电负荷的错峰效益；各系统用电负荷的错峰效益； 2)2)提高供电可靠性、减少系统备用容量；提高供电可靠性、减少系统备用容量； 3)3)有利于安装单机容量较大的机组；有利于安装单机容量较大的机组； 4)4)进行电力系统的经济调度；进行电力系统的经济调度； 5)5)调峰能力互相支援调峰能力互相支援。二、我国电力工业发展前景5、电力市场、电力市场 电力市场既是生产与运

19、营的组织、指挥、控制和电力市场既是生产与运营的组织、指挥、控制和管理中心，也是电能商品集中交易与结算的场所。管理中心，也是电能商品集中交易与结算的场所。 我国电力体质改革的总体目标是：我国电力体质改革的总体目标是： 建立全国统一、竞争开放、规范有序的电力市场。建立全国统一、竞争开放、规范有序的电力市场。二、我国电力工业发展前景6、IT技术技术(Information Technology)ITIT技术在电力系统的应用：技术在电力系统的应用：（1）各类电气设备的微机化）各类电气设备的微机化（2）电力系统各类复杂计算由计算机自动实现）电力系统各类复杂计算由计算机自动实现。二、我国电力工业发展前景7

20、、洁净煤发电技术、洁净煤发电技术 最大限度地发挥煤作为发电能源的潜能，同时实现最最大限度地发挥煤作为发电能源的潜能，同时实现最少的污染物排放，达到煤的高效、清洁利用和发电。少的污染物排放，达到煤的高效、清洁利用和发电。8、绿色能源的开发和利用、绿色能源的开发和利用通过特定的发电设备，将通过特定的发电设备，将风能、太阳能、生物质能、风能、太阳能、生物质能、海洋能和地热海洋能和地热等再生能源转换成电能，生产过程中不等再生能源转换成电能，生产过程中不排放或很少排放对环境有害的废气和废水等污染物。排放或很少排放对环境有害的废气和废水等污染物。二、我国电力工业发展前景（1）电力系统）电力系统 电力系统是

21、由电力系统是由发电厂发电厂、变电所变电所、输配电线路输配电线路和和用电设备用电设备有机有机连接起来的整体。连接起来的整体。发电厂发电厂：生产电能生产电能的工厂，把非电形式的能量转换成电能。的工厂，把非电形式的能量转换成电能。 发电的形式有水力、火力、风力、核电、潮汐等。发电的形式有水力、火力、风力、核电、潮汐等。变电站变电站：变换电压变换电压的场所。的场所。 由电力变压器和配电装置组成。由电力变压器和配电装置组成。 输配电线路输配电线路：输送和分配输送和分配电能的线路。电能的线路。用电设备：用电设备：使用和消耗使用和消耗电能。电能。三、电力系统组成三、电力系统组成1 1、基本概念、基本概念（2

22、）电力网）电力网 电力系统中，由升电力系统中，由升/降压降压变电所变电所通过输通过输/配电配电线路线路连接的部分。连接的部分。 按电压等级高低分类：按电压等级高低分类： 低压电网低压电网：3kV3kV以下以下 高压电网高压电网：3330kV3330kV 超高压电网超高压电网：3301000kV3301000kV 特高压电网特高压电网：1000kV1000kV及以及以上上各省区都有，并各省区都有，并形成了跨省区的形成了跨省区的多个大电网。多个大电网。按供电范围分类：按供电范围分类： 地方性电网地方性电网：电压等级电压等级 110kV，供电距离供电距离110kV，供电距离供电距离100km主要是城

23、市、主要是城市、工矿区、农村工矿区、农村的配电网络。的配电网络。三、电力系统组成三、电力系统组成1 1、基本概念、基本概念（3）电力系统）电力系统=发电厂发电厂+电力网电力网+电力用户电力用户G发电厂发电厂输电线路输电线路降压变电所降压变电所配电线路配电线路电力用户电力用户电力系统电力系统升压变电所升压变电所电力网电力网三、电力系统组成三、电力系统组成1 1、基本概念、基本概念 电力系统概貌图电力系统概貌图发电厂发出的电能，除少部分自用及供给附近电力用户外，发电厂发出的电能，除少部分自用及供给附近电力用户外，大部分都要经过升压变电所升压后，采用高电压进行电力大部分都要经过升压变电所升压后，采用

24、高电压进行电力传输，送给远方的电力用户使用。传输，送给远方的电力用户使用。输电线路的电压愈高，电力的输送距离就愈远。输电线路的电压愈高，电力的输送距离就愈远。 输送一定的功率，电压愈高线路中的电流愈少，可减少线路输送一定的功率，电压愈高线路中的电流愈少，可减少线路的电压、电能损耗，亦可减小导线截面，节约有色金属。的电压、电能损耗，亦可减小导线截面，节约有色金属。发电机在某一时刻发出的电能，经过输电线路立刻送给了发电机在某一时刻发出的电能，经过输电线路立刻送给了用电设备，而用电设备立刻又转换为其他形式的能量，发用电设备，而用电设备立刻又转换为其他形式的能量，发电供电用电的全过程是在一瞬间完成的。电供电用电的全过程是在一瞬间完成的。三、电力系统组成三、电力系统组成2 2、电力系统的特点、电力系统的特点发电量随用电量的变化而变化，生产和消费是严格平衡。发电量随用电量的变化而变化，生产和消费是严格平衡。用户如何用电、用多少电及电气设备的工作状态等都会影用户如何用电、用多少电及电气设备的工作状态等都会影响系统运行。响系统运行。三、电力系统组成三、电力系统组成2 2、电力系统的特点、电力系统的特点电力