发电厂变电所的概述42

第二章发电厂变电所所的概述2.1发电厂变电所所类型和作用用一、发电厂类型■火力发电厂■水力发电厂■风力发电厂■核电厂■太阳能发电二、变电所类型■枢纽变电所■中间变电所■地区变电所■终端变电所1.能量转换过程程燃料的化学能能→热能→机械能→电能2.火力发电厂三三大主机锅炉汽轮机发电机3.火力发电厂厂分类凝气式火力力发电厂热电厂▉火力发电厂厂⑴凝汽式火火电厂燃料在炉膛膛内燃烧发发出热量，，被锅炉本本体内的水水吸收后产产生高温高高压的蒸汽汽，送到汽汽轮机，使使汽轮机转转子高速旋旋转，汽轮轮机带动发发电机发出出电能。己己作过功的的蒸汽进入入汽轮机末末端的凝汽汽器被冷却却水还原为为水后又重重新送回锅锅炉。凝汽汽式电厂中中的工质在在发电过程程中经历了了水变成蒸蒸汽、水蒸蒸汽变成水水的反复循循环，从而而实现将燃燃料的化学学能转换为为热能、热热能转换为为机械能、、机械能转转换为电能能的过程。。在凝汽器器中，大量量的热量被被循环水（（即冷却水水）带走,所以热能利利用率较低低,一般只有30%～40%左右。⑵供热式电电厂在发电的同同时，将部部分作过功功的蒸汽从从汽轮机中中段抽出用用管道供给给电厂附近近的热用户户（如纺织织厂等），，或经热交交换器将冷冷水加热后后，把热水水供给用户户。减少了了凝汽器中中的热量损损失,使热电厂的的热能利用用率提高到到60%～70%。一般建在在热用户附附近。▉水力发电厂厂1.能量转换过过程水能（势能能）→机械能（动动能）→电能2.水力发电厂厂分类（1）根据集中中落差的方方式：堤坝式引水式混合式（2）根据运行行的方式：：有调节水电电厂无调节水电电厂抽水蓄能水水电厂水力发电厂厂是将水的位位能和动能能转换为电电能的工厂厂。生产过过程为：人人为地制造造较大的集集中落差（（如筑坝等等），使上上游的水位位提高，高高水位的水水，经压力力水管进入入螺旋形蜗蜗壳，水的的位能和动动能释放推推动水轮机机转子旋转转，带动发发电机转子子转动而发发出电能，，作完功的的水，经过过尾水管排排往下游。。▉核电厂厂核电厂厂是利利用核核能发发电的的电厂厂，这这是一一种大大有发发展前前途的的新能能源，，一般般建在在自然然资源源匮乏乏的缺缺电地地区。。核电电机组组与普普通火火力发发电机机组不不同的的是以以核反反应堆堆和蒸蒸汽发发生器器替代代了锅锅炉设设备，，而汽汽轮机机和发发电机机部分分则基基本相相同。。原子核核反应应堆是是核电电厂的的核心心部分分，它它是一一个可可以被被控制制的核核裂变变装置置，以以铀—235或铀—238（或铀—239）为燃料。核反应堆又分分为压水堆、、重水堆、石石墨堆等类型型。我国已建建成发电的核核电厂有大亚亚湾和秦山核核电厂。▉太阳能发电厂厂：利用太阳辐辐射转换成热热能，再转换换为机械能发发电。我国于于20世纪80年代，在内蒙蒙古、甘肃的的无电山区建建成多座太阳阳电池电站，，供照明用电电。▉地热发电厂：利用地下蒸蒸汽或热水的的热量来发电电的电厂。我我国目前地热热发电厂较少少。较大的地地热发电厂是是西藏拉萨的的羊八井地热热发电厂，总总容量25180KW。▉潮汐发电厂：利用潮汐有有规律地涨落落时，海水水水位的升降，，使海水通过过水轮机组来来发电，原理理和水电厂类类似。世界首首座潮汐电站站--布苏姆潮汐电电站。我国第第一座潮汐发发电站，于1980年建造在浙江江乐清湾的江江厦潮汐电站站，总装机容容量为3200千瓦，位居世世界第三。▉风力发电厂：利用风力推推动风车，风风车带动发电电机旋转来发发电。世界最最大的风电厂厂是美国加州州阿尔特蒙特特山口风电场场，装有7300台风电机组，，总容量73.7万千瓦。到1999年中国建有风风电场19个，总容量２２３万千瓦。。我国最大的的风电厂是新新疆达坂城风风电厂，2000年６月底已有有６种机型、、171台机组投入运运行，总装机机容量5.75万千瓦。二、变电所1.作用：是联系发电厂厂和用户的中中间环节，起起着汇集电源源、升降电压压、分配电能能的作用。通通常由主变、、高低压配电电装置、主控控室及其它辅辅助设施组成成。2.类型：根据其其在电电力系系统中中的地地位和和作用用，可可分为为以下下几类类▉枢纽变变电所所枢纽纽变变电电所所位位于于电电力力系系统统的的枢枢纽纽点点，，汇汇集集多多个个电电源源，，连连接接电电力力系系统统高高压压和和中中压压的的几几个个部部分分，，电电压压等等级级一一般般为为330～500kV。这这种种变变电电所所一一旦旦停停电电，，将将造造成成大大范范围围停停电电，，引引起起系系统统解解列列，，甚甚至至整整个个系系统统瘫瘫痪痪。。因因此此，，枢枢纽纽变变电电所所对对电电力力系系统统运运行行的的稳稳定定和和可可靠靠性性起起着着重重要要作作用用。。说明明：：330kV电压压为为非非国国际际标标准准电电压压等等级级。。在在我我国国电电力力系系统统中中只只有有个个别别输输电电线线路路在在使使用用。。▉中间间变变电电所所中间间变变电电所所的的电电压压等等级级一一般般为为220～330kV，汇汇集集2～3个电电源源和和若若干干线线路路，，高高压压侧侧起起交交换换功功率率的的作作用用，，或或使使长长距距离离输输电电线线路路分分段段，，同同时时降降压压对对一一个个区区域域供供电电。。这样的变变电所在在系统中中主要起起中间环环节的作作用，故故称中间间变电所所。全所所停电后后，将引引起区域域电网的的解列。。▉地区变电电所和终终端变电电所地区变电电所地区变电电所的电电压等级级一般为为110～220kV，主要向向一个地地区用户户供电，，是一个个地区或或一个中中小城市市的主要要变电所所，一旦旦停电，，将造成成该地区区或城市市供电的的紊乱，，甚至中中断供电电。终端变电电所终端变电电所位于于配电线线路的末末端，接接近负荷荷处，电电压等级级一般为为35～110kV，经降压压后直接接向用户户供电。。降压后后的电压压一般为为10kV和0.4kV，分别向向不同的的用户供供电。2.2发电厂、、变电所所电气设设备概述述一、电气一次次设备二、二次设备备三、电气气设备的的主要额额定参数数■额定电压压（kV）■额定电流流（kA）■额定容量量（kVA）▉电气一次次设备在发电厂厂和变电电所中，，为了满满足用户户对电力力的需求求和保证证电力系系统运行行的安全全稳定和和经济性性，安装装有各种种电气设设备。通通常把直直接生产产、输送送、分配配和使用用电能的的设备称称为一次次设备。。它们包包括：（1）生产和和转换电电能的设设备。如如发电机机和变压压器等。。（2）接通或或断开电电路的开开关设备备。（3）载流导导体。如如母线、、电缆等等。（4）互感器器。互感感器分为为电压互互感器和和电流互互感器。。（5）保护电电器。如如电抗器器和避雷雷器等。。（6）接地装装置。设备名称图形符号文字符号用途直流发电机GD将机械能转变成电能交流发电机GS将机械能转变成电能直流电动机MD将电能转变成机械能交流电动机MS将电能转变成机械能双绕组变压器三绕组变压器自耦变压器TM变换电能电压常用一次次设备图图形和文文字符号号电抗器L限制短路电流分裂电抗器L限制短路电流电流互感器电压互感器TA大电流转换成小电流TV高电压转换成低电压高压断路器QF投、切高压电路低压断路器QF投、切低压电路隔离开关QS隔离电源负荷开关QL投、切电路接触器KM投、切低压电路熔断器FU短路或过负荷保护避雷器F过电压保护终端电缆头X电缆接头保护接地PE保护人身安全接地E保护或工作接地▉二次设备备在电力系系统中为为了能对对电气一一次设备备和系统统的运行行状况进进行测量量、控制制、保护护和监察察而需要要一些专专门的设设备，通通常把这这些设备备称为电电气二次次设备。。它们包包括：（1）测量表表计。如如电压表表、电流流表、功功率表、、电能表表、频率表等等，用于于测量一一次电路路中的电电气参数数。（2）继电保保护及自自动装置置。如各各种继电电器和自自动装置置等，用于于监视一一次系统统的运行行状况，，迅速反反应不正正常情况况并进行行调节或或作用于于断路器器跳闸，，切除故故障。（3）直流设备备。如直流流发电机、、蓄电池组组、硅整流流装置等，，为保护、、控制和事事故照明等等提供直流流电源。▉电气设备的的主要额定定参数—额定电压额定电压是是国家根据据经济发展展的的需要要，技术经经济的合理理性，制造造能力和产产品系列性性等各种因因素所规定定的电气设设备的标准准电压等级级。我国规规定的额定定电压，按按电压高低低和使用范范围分为三三类。第一类额定定电压第一类额定定电压是100V及以下的电电压等级，，主要用于于安全照明明、蓄电池池及开关设设备的直流流操作电压压。直流为为6、12、24、48V；交流单相相为12V和36V，三相线电电压为36V。▉电气设备的的主要额定定参数—额定电压第二类额定定电压第二类额定定电压是100～1000V之间的电压压等级。这这类额定电电压应用最最广、数量量最多，如如动力、照照明、家用用电器和控控制设备等等。第三类额定定电压第三类额定定电压是1000V及以上的高高电压等级级，见表1-3所示，主要要用于电力力系统中的的发电机、、变压器、、输配电设设备和用电电设备。▉电气设备的的主要额定定参数—第三类额额定电压压▉电气设备备的主要要额定参参数—第三类额额定电压压对表1-3进行分析析，可以以发现存存在以下下规律：：（1）用电设设备的额额定电压压与电网网的额定定电压是是相等的的。（2）发电机机的额定定电压比比其所在在电力网网的电压压高5%。（3）变压器器一次线圈圈是接受电能，可可看成是是用电设设备，其其额定电电压与用用电设备备的额定定电压相相等，而而直接与与发电机机相连接接的升压压变压器器的一次次侧电压压应与发发电机电电压相配配合。（4）变压器器的二次线圈圈（副线圈圈）相当当于一个个供电电源，它的的空载额额定电压压要比其其所在电电网的额额定电压压高10%。但在3、6、10kV电压时，，由于这这时相应应的配电电线路距距离不长长，二次次线圈的的额定电电压仅高高出电网网电压5%。可见，同同一电压压等级下下，各用用电设备备、发电电机、变变压器的的额定电电压不一一致。这这是因为为功率传传输过程程中要产产生电压压损耗。。可由下下图电力力网络中中的电压压分布来来说明它它们与线线路额定定电压之之间的关关系。电力网额额定电压压UN：0.22、0.38、3、6、10、35、60、110、220、330、500、750kV等。用电设备额定定电压：我国用电设备备的额定电压压与电力网的的额定电压是是相等的。发电机额定电电压UGN：一般接在线路路的首端，其其额定电压应应比其所在电电力网的额定定电压高出5%，即UGN＝1.05UN式中：UGN—发电机的额定定电压UN—电网的额定电电压变压器额定电电压：⑴一次绕组①与发电机直直接相连（升升压变、厂变变）ＵT1N＝ＵGN＝1.05ＵN②不与发电机直直接相连（降降压变）ＵT1N=ＵN⑵二次绕组（（指空载值值）①ＵK％≥7.5或高压侧电压压为35kV及以上ＵＵT2N＝1.1ＵN②ＵK％＜＜7.5且高高压压侧侧为为35kV以下下或或短短线线路路(如与与3，6，10KV配电电线线路路相相连连））以以及及三三绕绕组组变变压压器器连连接接同同步步调调相相机机的的绕绕组组等等ＵT2N＝1.05ＵN举例1：如图图所示示，母母线上上标出出的是是电力力网的的额定定电压压，试试写出出图中中电力力变压压器和和发电电机的的额定定电压压。举例2：如图图所示示，标标出的的是母母线的的额定定电压压，试试写出出图中中电力力变压压器和和发电电机的的额定定电压压。二、额额定电电流IN1.概念：：电气气设备备的额额定电电流是是指在在一定定的基基准环环境温温度和和条件件下，，允许许长期期通过过设备备的最最大电电流值值，此此时设设备的的绝缘缘和载载流部部分的的长期期发热热温度度不超超过规规定的的允许许值。。2.我国基基准环环境温温度的的规定定：电力变变压器器和电电器(周围空空气温温度)40℃发电机机(冷却空空气的的温度度)35～40℃℃裸导线线、绝绝缘导导线和和裸母母线25℃℃电力电电缆的的空气气中敷敷设30℃℃电力电电缆的的直埋埋敷设设25℃℃三、额额定容容量SN：在三相相制中