发电厂电气部分 第1章 绪论

发电厂电气部分

第1章绪论教学要求了解我国电力工业发展概况掌握电力系统的基本概念了解发电厂、变电站的常见类型了解常用电气设备了解电气主接线和配电装置的概念电力工业发展概况

①易于转化②便于远距离输送（输电线路、电缆）③电能集中，分配自由④速度快（30万km/s），能量大，能做到约时停送电电能的优点全国各大区电网分布图1972年建成第一条330kV输电线路（刘家峡－陕西关中，全长534km）。1981年建成第一条500kV输电线路（河南平顶山－武汉，全长595km）。1989年建成第一条500kV直流输电线路（葛洲坝－上海，全长1046km）2005年建成第一条750kV输电线路（青海官亭－甘肃兰州，全长140km）2007年开工建设第一条1000kV输电线路（晋东南―南阳―荆门，全长645km）电网电压等级

一、电力系统及电力网

1.1发电厂和变电所的类型

GMM发电厂升压变电所降压变电所输电线路用户电力网电力系统电力网及电力系统图示电力系统=发电厂+升、降压变电所+输电线路+用户电力网=升、降压变电所+输电线路

1.基本概念2.电力系统应满足的基本要求（1）保证可靠地持续供电，完成年发电量计划。供电的中断将使生产停顿，生活混乱，甚至威胁人身和设备安全，形成十分严重的后果。停电给国民经济造成的损失远远超过电力系统本身的损失。因此电力系统运行要满足可靠持续的供电。（2）保证良好的电能质量①电压：允许偏移范围：35kV及以上：±5％；10kV及以下：±7％；低压照明及农业用电：－10％～＋5％。②频率：大容量系统：±0.2Hz；小容量系统：±0.5Hz。③波形：以畸变率是否超过给定的值来衡量。所谓畸变率是指各次谐波有效值的平方和的方根值与基波有效值的百分比。给定的畸变率常因供电的电压等级而异。如：380/220V电压等级为5％，10kV为4％。

1、火电厂（总装机：60132万千瓦，约占75.87

％）

（煤、石油、天然气）燃烧使汽轮机转动，带动发电机旋转化学能→热能→机械能→电能分为：凝汽式发电厂（专供发电）

热电厂（发电兼供热）

发电厂凝汽式火电厂工作原理图（1）凝汽式火电厂生产过程：煤粉在锅炉中燃烧，使锅炉中的水加热变成过热蒸汽，经管道送往气轮机。气轮机带动发电机旋转，再将机械能变为电能。在气轮机做过功的蒸汽排入凝汽器，循环水将排汽迅速冷却凝结，由凝结水泵将凝结水送入除氧器，除去水中的气体，而后由给水泵重新送回锅炉。由于在凝汽器中大量的热量被循环水带走，因此，凝汽式电厂的效率低，只有30％～40％。（2）热电厂热电厂与凝汽式电厂不同之处是：气轮机中部分做过功的蒸汽从中段抽出来直接给用户供热，或经过热交换器将水加热后，把热水供给给用户。这样便可减少被循环水带走的热量，提高效率。现代热电厂的效率达60％～70％。但是运行方式不如凝汽式电厂灵活。2、水电厂（总装机17152万千瓦，约占21.64

％）（利用水的落差、流量）水能→机械能→电能

优点：其生产过程简单、污染小、发电成本低缺点：建设投资大、工期长、受气候、水文条件影响大，分丰水期和枯水期。水电厂工作原理图（1）坝式水电厂在河上游选择地质条件较好的适当位置，修建拦河坝，形成水库，抬高上游水位，使坝的上下游水位形成较大的落差，引水发电。坝后式水电厂河床式水电厂（2）径流式水电厂由引水系统将天然河道的落差集中进行发电的水电站。适宜建在河道多弯曲或河道坡降较陡的河段。避免建造过高的拦水建筑物。径流式水电厂（3）抽水蓄能电厂

一种特殊的水电厂，当电力系统低谷负荷时，发电机变电动机运行，将下游水库的水抽到上游，当电力系统高峰负荷时，上游水库放水，电动机变发电机运行发电。3、核电厂（总装机885万千瓦，约占1.24％）利用铀(或钚）在反应堆核裂变

热能→（汽轮机）机械能→电能

如：浙江秦山核电站（2X60万kw）大亚湾核电站（2X90万kw）阳江核电站（2X90万kw）特点：a.消耗燃烧少--如容量为50万kw的大电厂，需燃烧150万吨/年;而容量为50万kw的大电厂，需铀燃料20吨/年。

b.燃烧时不需要空气助燃

c.容量越大越经济

d.有放射性污染变电所一、作用：变换电能电压、接受和分配电能。二、分类：根据其在系统中的地位和作用分为以下几类：（1）枢纽变电所：一般为500kV或220～330kV，变电所容量特别大，出线数目多，全所停电将引起系统解列，造成大面积停电。（2）中间变电所：一般为220kV，起连接作用，一般出线数目不多。（3）地区变电所：主要给所属地区供电，一般为220kV。（4）终端变电所：接线简单，位于负荷点附近，电压一般为35kV及以下。1.2发电厂变电所电气设备概述名词解释：1．一次设备：直接生产、转换和输配电能的设备。2．二次设备：对一次设备的工作进行监察测量、操作控制和保护等的辅助设备。3．电气接线：各种电气设备根据工作要求和他们的作用，依一定的顺序用导线连接成的电路。4．额定电压：电气设备长期工作时，其技术性能和经济性能最佳时的电压。5．额定电流：在一定的基准环境温度下，允许长期通过设备的最大电流，并且此时设备的绝缘和载流部分被长期加热的最高温度不超过所规定的允许值。一、一次设备1.生产和转换电能的设备变压器发电机电动机2.开关电器断路器隔离开关熔断器3.限流电器4.载流导体母线架空线电力电缆5.补偿设备调相机电力电容器消弧线圈并联电抗器6.互感器电流互感器电压互感器7.防御过电压设备避雷线避雷器避雷针8.绝缘子9.接地装置返回二、二次设备测量仪表继电器WBH-800微机变压器保护装置硅整流设备高频阻波器三、电气接线和装置1．电力工程技术中表示电气接线的方法：（1）电路图：用图形符号按工作顺序排列，详细表示电路、设备等的全部基本组成和连接关系。不考虑实际位置。目的：理解原理，分析和计算电路特性。表示一次电路的图叫一次电路图，表示二次电路的图叫二次电路图。（2）接线图：所表示的设备与实际布置一致。目的：进行接线和检查，其图形符号如书图所示。2．画法：（1）单线图：用一相图表示三相交流电路。应用：设计、运行、安装工作中。（2）多线图：详细的表明每一相接线的图。应用：表示局部电路的具体情况。电气工作人员对所有电气设备的监视和操作控制在专门的控制室内进行。在控制室装有测量、监察、保护、操作、信号等必要的二次设备。某火电厂的电气主接线图返回1.3电气设备的额定电压和额定电流1、额定电压电力网的额定标准电压(kV)：0.22、0.38（低压）3、6、10、35、60、110、220（高压）330、500、750（超高压）1000（特高压）

额定电压的确定方法用电设备的额定电压=电力网的额定电压发电机的额定电压=1.05电力网额定电压变压器的额定电压：一次侧相当于用户，其额定电压=电力网的额定电压，但与发电机直接相连的=1.05电力网的额定电压二次侧相当于电源，其额定电压=1.1电力网的额定电压，但35kV及以下阻抗电压小于7.5%）=1.05电力网的额定电压我国交流电力网和电气设备的额定电压（kV）用电设备额定电压与电力网额定电压发电机额定电压变压器额定电压原边绕组副边绕组接电力网接发电机0.220.230.220.230.230.380.400.380.400.4033.1533.153.15及3.366.366.36.3及6.61010.51010.510.5及11353538.5606066110110121220220242330330363500500550750750825返回2、额定电流

我国的基准环境温度如下：电力变压器和电器（周围空气温度）40℃发电机（冷却空气温度）35～40℃裸导线、绝缘导线、裸母线（周围空气温度）25℃电力电缆：空气中敷设30℃