電力生產(chǎn)技術(shù)概論

主講人：李渤龍?jiān)合担弘姎馀c電子工程學(xué)院Tel:80798481本課程的主要內(nèi)容第一章電力生產(chǎn)概述第二章火力發(fā)電廠及基本生產(chǎn)過程第三章水力發(fā)電廠及基本生產(chǎn)過程第四章原子能發(fā)電及其它發(fā)電形式第五章電力線路第六章電力系統(tǒng)的組成和概念第七章電力系統(tǒng)故障和繼電保護(hù)第八章電力系統(tǒng)運(yùn)行和調(diào)度主要參考書1、電力生產(chǎn)基本常識(shí)，孫嘉平主編，中國電力出版社2、電力工程概論，韋綱等主編，中國電力出版社3、電力工程，陳志業(yè)編著，中國電力出版社；4、電力生產(chǎn)常識(shí)，電力工業(yè)部科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所，電力工業(yè)出版社；5、電力生產(chǎn)常識(shí)，胡仁堂，劉健生合編，水利電力出版社1、電力生產(chǎn)與電力工業(yè)（1）電力生產(chǎn)是把各種一次能源，包括化石燃料（煤炭、石油、天然氣）、可再生能源（水能、風(fēng)能、太陽能、潮汐能、地?zé)崮芎蜕镔|(zhì)能等）以及核能轉(zhuǎn)換成電能，并輸送和分配到用戶。（2）從事電力生產(chǎn)、傳輸和銷售的行業(yè)稱為電力工業(yè)，簡(jiǎn)稱電業(yè)。電業(yè)是能源工業(yè)的重要組成部分，是發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是現(xiàn)代社會(huì)必不可少的公用事業(yè)。（3）電力工業(yè)的根本任務(wù)是向各種電力用戶提供充足、可靠、合格、價(jià)格合理的電能和優(yōu)質(zhì)服務(wù)。第一章電力生產(chǎn)概述2、電力系統(tǒng)的基本參量和結(jié)線圖（1）總裝機(jī)容量：該系統(tǒng)中實(shí)際安裝發(fā)電機(jī)額定有功功率的總和，以千瓦（kW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）計(jì)。（2）年發(fā)電量：該系統(tǒng)中所有發(fā)電機(jī)組全年實(shí)際發(fā)出電能的總和，以兆瓦·時(shí)（MW·h），吉瓦·時(shí)（GW·h），太瓦·時(shí)（TW·h）計(jì)。（3）最大負(fù)荷：規(guī)定時(shí)間，如一天、一月或一年內(nèi)，電力系統(tǒng)總有功功率負(fù)荷的最大值，以千瓦（kW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）計(jì)。（4）最高電壓等級(jí)：該系統(tǒng)中最高電壓等級(jí)電力線路的額定電壓，以千伏（kV）計(jì)。（5）地理結(jié)線圖。主要顯示該系統(tǒng)中發(fā)電廠、變電所的地理位置，電力線路的路徑，以及它們相互間的聯(lián)結(jié)。優(yōu)點(diǎn)是可獲得系統(tǒng)的宏觀印象，缺點(diǎn)是難以表示各主要電機(jī)、電器間的聯(lián)系。（6）電氣結(jié)線圖。主要顯示該系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、斷路器、電力線路等主要電機(jī)、電器、線路之間的電氣接線。缺點(diǎn)是，難以反映各發(fā)電廠、變電所、電力線路的相對(duì)位置。

3、電力系統(tǒng)的形成和發(fā)展（1）1831年法拉第電磁感應(yīng)定律（2）1875年巴黎北火車站發(fā)電廠建立，標(biāo)志電真正進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用，用于燈塔和街道照明。（3）第一個(gè)完整電力系統(tǒng)(直流系統(tǒng))由愛迪生在紐約城歷史上有名的皮埃爾大街站建成，1882年9月投入運(yùn)行，由1臺(tái)蒸汽機(jī)拖動(dòng)直流發(fā)電機(jī)供給半徑約1.5km面積內(nèi)的59盞白熾燈，110V地下電纜。（4）1891年第一條三相交流高壓輸電線路在德國運(yùn)行，1臺(tái)23OkVA發(fā)電機(jī)、1臺(tái)95/15200V升壓變、2臺(tái)13800/112V降壓變。（5）之后三相交流輸電迅速發(fā)展，取代直流，氣輪發(fā)電機(jī)組取代蒸氣機(jī)，發(fā)電廠出現(xiàn)并列，輸電電壓、輸送距離和輸送功率不斷增大。近數(shù)十年，在一些國家出現(xiàn)了全國性和跨國性的電力系統(tǒng)。4、近代電力系統(tǒng)（1）電源構(gòu)成 火電廠：燃煤、石油、天然氣 水電廠 核電廠 其它：太陽能、風(fēng)能、潮汐能、地?zé)崮埽?）負(fù)荷構(gòu)成 電動(dòng)機(jī)、電燈 電熱電爐、整流裝置等（3）運(yùn)行管理高度自動(dòng)化電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)配有數(shù)字化的測(cè)量、保護(hù)、控制裝置管理全系統(tǒng)運(yùn)行的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（能量管理系統(tǒng)），監(jiān)視控制電力系統(tǒng)（4）輸電電壓已超過1000kV，輸送距離超過1000km，輸送功率超過5000MW。（5）直流輸電用于解決同步電機(jī)并列的穩(wěn)定性，提高輸送能力。輸電電壓已超過＋—600kV，輸送距離超過1000km，輸送功率超過3000MW

火電廠集控室調(diào)度控制室5、電力生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)發(fā)電廠升壓站輸電網(wǎng)降壓站配電網(wǎng)用戶電力生產(chǎn)過程：發(fā)電+輸電+配電

+變電+用電（1）發(fā)發(fā)電－－能量量轉(zhuǎn)換換站一次能源常規(guī)能源新能源再生性能源：水能非再生性能源：煤、石油、天然氣、核裂變物質(zhì)再生性能源：太陽能、風(fēng)能、海洋能、地?zé)崮芊窃偕阅茉矗汉司圩兾镔|(zhì)電力、焦炭、煤氣、汽油、煤油、柴油、重油、氫能、沼氣、酒精、蒸汽、熱水等二次能源發(fā)電廠廠分類類火電廠廠：燃料的的化學(xué)學(xué)能熱熱能能機(jī)機(jī)械械能電電能能水電廠廠：水的勢(shì)勢(shì)能機(jī)機(jī)械能能電電能能核電廠廠：核能熱熱能機(jī)機(jī)械能能電電能能其它類類型：：太陽能能發(fā)電電風(fēng)力發(fā)發(fā)電潮汐發(fā)發(fā)電地?zé)岚l(fā)發(fā)電燃料電電池生物質(zhì)質(zhì)能發(fā)發(fā)電等等表一：：各國國發(fā)電電構(gòu)成成情況況發(fā)電廠廠之最最（1998年年底）世界最最大的的火電電廠：俄羅羅斯的的蘇爾古古特二廠，，80*6萬萬KW，，（天然氣氣）；；最大的的水電電廠:巴西和和巴拉拉圭合合建的的伊泰普普水電站站，巴拉那那河，，支墩墩壩，，壩高高196米米；在建的的最大大的水水電廠廠:中國三三峽水水電站站，70*26萬KW，，重力壩壩，壩壩高175米；；最大的的抽水水蓄能能電站站:中國的的廣州抽抽水蓄蓄能電電站，裝機(jī)240萬KW。。我國主主要的的大型型水電電廠白山（（松花花江））、水水口（（閔江江）、、五強(qiáng)強(qiáng)溪（（沅水水）、、葛洲壩壩（長長江））、三三峽（（長江江）、、隔河河巖（（清江江）、、廣州抽抽水蓄蓄能（（流溪溪河支支流））、鹽鹽灘灘（紅紅水河河）、、二灘（（雅礱礱江））、天天生橋橋（南南盤江江）、、漫灣灣（瀾瀾滄江）、、劉家家峽（（黃河河）、、龍羊羊峽、、李家家峽、、小浪浪底、、龔咀（（大渡渡河））三峽峽電電站站介介紹紹26臺(tái)臺(tái)700MW的水輪發(fā)電電機(jī)組組,總總裝機(jī)容量量18200MW。三峽電電站分分為左左岸和右岸岸電站站，左左、右岸電電站又又各分分為兩個(gè)電電廠。。其中中，左一電電廠裝裝機(jī)8臺(tái)，，出線5回；；左二二電廠裝機(jī)機(jī)6臺(tái)臺(tái)，出出線3回；右右一、、右二二電廠裝機(jī)機(jī)均為為6臺(tái)臺(tái);出出線分別別為4回和和3回回。（2）輸電電從發(fā)電電廠或或發(fā)電電中心心輸送送到電電力用用戶或或電力力負(fù)荷荷中心心采用三三相交交流輸輸電。。采用高高電壓壓等級(jí)級(jí)，可可輸送送的距距離越越遠(yuǎn)，，可輸輸送的的容量量越大大。高壓輸輸電（（220KV）超高壓壓輸電電（330，500，750KV）特高壓壓輸電電（1000KV及以上上）（3）配電電從輸電電環(huán)節(jié)節(jié)接受受電能能，并并根據(jù)據(jù)各類類用戶戶的不不同需需求，，將電電能分分配到到各行行各業(yè)業(yè)的用用戶，，以最最少的的消耗耗向用用戶提提供連連續(xù)可可靠、、質(zhì)量量合格格且價(jià)價(jià)格合合理的的電能能?？紤]用用戶的的重要要性。?？紤]用用戶對(duì)對(duì)電能能質(zhì)量量的要要求（（電壓壓、頻頻率和和波形形）。?？煽康牡呐潆婋娋W(wǎng)絡(luò)絡(luò)。采采用先先進(jìn)的的配電電自動(dòng)動(dòng)化技技術(shù)、、電能能質(zhì)量量控制制技術(shù)術(shù)和現(xiàn)現(xiàn)代電電能計(jì)計(jì)量技技術(shù)。。（4）變電電存在于于電力力生產(chǎn)產(chǎn)的各各主要要環(huán)節(jié)節(jié)中發(fā)電：：發(fā)電電機(jī)-〉升壓站站-〉輸電網(wǎng)網(wǎng)輸電：：不同同電壓壓的輸輸電網(wǎng)網(wǎng)之間間和輸輸電線線路的的交匯匯處，，變電電所起起到變變換電電壓，，控制制電流流方向向和電電壓調(diào)調(diào)節(jié)作作用。。輸電網(wǎng)網(wǎng)-〉降壓站站-〉配電網(wǎng)網(wǎng)配電：：電壓壓需經(jīng)經(jīng)多次次變換換才能能降至至電力力用戶戶所采采用的的用電電電壓壓，變變電不不僅起起變換換電壓壓作用用，還還起控控制電電力流流向、、分配配電力力和保保證電電壓質(zhì)質(zhì)量的的作用用。6、電力生生產(chǎn)特點(diǎn)點(diǎn)①電力生產(chǎn)產(chǎn)可以把把各種一一次能源源轉(zhuǎn)換為為便于輸輸送和分分配的電電能，沒沒有這種種轉(zhuǎn)換，，許多一一次能源源，如水水能、核核能和風(fēng)風(fēng)能等，，甚至不不能直接接而廣泛泛地加以以利用。。②電能可以以方便地地轉(zhuǎn)換成成機(jī)械、、熱能、、光能和和化學(xué)能能等多種種其它形形式的能能。③電能的生生產(chǎn)、輸輸送、分分配直接接到用戶戶使用是是在同一一瞬時(shí)完完成的，，不能大大規(guī)模存存儲(chǔ)。因因此電力力生產(chǎn)的的各個(gè)環(huán)環(huán)節(jié)必須須隨時(shí)保保持平衡衡，并與與電力的的使用（（用電））隨時(shí)保保持平衡衡，形成成一個(gè)完完整的、、高度協(xié)協(xié)同動(dòng)作作的電力力系統(tǒng)。。7、我國電力力工業(yè)發(fā)發(fā)展概況況電源建設(shè)設(shè)年份裝機(jī)(kW)年發(fā)電量(度)世界排名1882.7.26上海第一臺(tái)12kW機(jī)組發(fā)電1949185萬43億2519796302萬2820億619881.2億5451億519901.4億6213億419952.2億1萬億220003.2億1.3萬億220023.5億1.6萬億2數(shù)字引發(fā)發(fā)的聯(lián)想想（1）裝裝機(jī)容量量從4000萬萬千瓦增增加到1億千瓦瓦:美:1930年年一1953年年23年年中:1975年年一1987年年12年年日:1965年年一1975年年10年年（2）國國家電力力公司總總資產(chǎn)近近萬億(未包括括廣東電電力、華華能等公司的資資產(chǎn))。。2000年，，國家電電力公司司和廣東東電力公公司雙雙進(jìn)入入世界企企業(yè)500強(qiáng)(《財(cái)富富》)（3）1997年人均均裝機(jī)0.21千瓦瓦，年人人均發(fā)電電量937kWh，世世界第85名名，是世世界人均均的1/3，約約6000萬人人沒用上上電?？蓜澐譃闉?個(gè)階階段20世紀(jì)紀(jì)50年年代為城城市電網(wǎng)網(wǎng)的發(fā)展展階段60年代代逐漸形形成省網(wǎng)網(wǎng)70－90年代代為區(qū)域域電網(wǎng)發(fā)發(fā)展階段段90年代代到21世紀(jì)前前10年年為大區(qū)區(qū)電網(wǎng)互互聯(lián)階段段21世紀(jì)紀(jì)二三十十年代將將形成全全國統(tǒng)一一電網(wǎng)電網(wǎng)建設(shè)設(shè)1954年我國國自行設(shè)設(shè)計(jì)的第第一回220KV松（豐滿滿水電站站）-東東（虎石石臺(tái)變電電站）-李（李李石寨變變電站））建成投投入運(yùn)行行，全長長369.25公里；；1972年建成成第一回回330KV線路，經(jīng)經(jīng)甘肅泰泰安變電電站到陜陜西關(guān)中中湯峪變變電站，，全長524公公里；1981年建成成第一回回500KV線路（平平頂山-武漢））由河南南姚孟電電廠經(jīng)雙雙河向武武漢送電電，全長長595公里；；1989年建成成第一回回±500KV直流輸電電線路，，由葛洲洲壩到上上海，實(shí)實(shí)現(xiàn)了華華中電網(wǎng)網(wǎng)與華東東電網(wǎng)的的互聯(lián)。。我國主要要電力系系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃劃：以三峽（（26*700MW）建設(shè)為中中心，首首先形成成中部電電網(wǎng)。三三峽電站站將向華華東、廣廣東和華華中送電電。2010年左右右將基本本形成北北、中、、南三個(gè)個(gè)跨區(qū)互互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)，北部電網(wǎng)網(wǎng)包括華華北、東東北、西西北和山山東電網(wǎng)網(wǎng)；中部電網(wǎng)網(wǎng)包括華華中、華華東、川川渝和福福建電網(wǎng)網(wǎng)；南部電網(wǎng)網(wǎng)包括廣廣東、廣廣西、云云南、貴貴州、香香港、澳澳門電網(wǎng)網(wǎng)。2010－－2020年期期間將形形成覆蓋蓋全國的的統(tǒng)一聯(lián)聯(lián)合電網(wǎng)網(wǎng)。廠網(wǎng)分開開打破破壟斷中國國家家電力公公司拆分分重組成成11家家國家電網(wǎng)網(wǎng)公司中國南方方電網(wǎng)有有限公司司中國華能能集團(tuán)公公司中國大唐唐集團(tuán)公公司中國華電電集團(tuán)公公司中國國電電集團(tuán)公公司中國電力力投資集集團(tuán)公司司中國電力力工程顧顧問集團(tuán)團(tuán)公司中國水電電工程顧顧問集團(tuán)團(tuán)公司中國水利利水電建建設(shè)集團(tuán)團(tuán)公司中國葛洲洲壩集團(tuán)團(tuán)公司國家電力力監(jiān)管委委員會(huì)4家輔業(yè)業(yè)公司5家發(fā)電電公司2家電網(wǎng)網(wǎng)公司我國的電電力現(xiàn)狀狀大機(jī)組、、大電廠廠：最大火電電機(jī)組90萬KW，最大水電電機(jī)組70萬KW，最大核電電機(jī)組90萬KW。水電：三三峽-總總?cè)萘?820萬MW大電力系系統(tǒng)：目前我國國大陸已已形成七七大跨省省區(qū)域性性電網(wǎng)：：華東、、華中、、華北、、東北、、西北、、西南、、華南，，此外還還有山東東、福建建、云南南等省網(wǎng)網(wǎng)。三峽峽水電廠廠建成后后將出現(xiàn)現(xiàn)全國性性的聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)。高電壓：：輸電網(wǎng)電電壓等級(jí)級(jí)主要是是220KV、330KV（西北網(wǎng)））和500KV。500KV交流輸電線路路和+-500KV直流輸電線路路構(gòu)成骨干