發(fā)電廠電氣部分§1.1我國電力工業(yè)發(fā)展概況

一、我國電力工業(yè)的起點1879年5月28日，中國上海公共租界，以1臺10馬力(7.46kW)蒸汽機為動力，帶動自激式直流發(fā)電機，發(fā)出的電力點亮了第一盞電燈。1882年7月26日，中國第一家電業(yè)公司——上海電氣公司成立，創(chuàng)辦了中國第一家發(fā)電廠，安裝1臺16馬力(11.93kW)蒸汽發(fā)電機組，沿外灘架設6.4km的電線，沿線串接15盞弧光燈，供給照明用電。同年9月25日，坐落在黃浦江外灘的上海俱樂部等裝接電燈，成為第一批電燈用戶。一、我國電力工業(yè)的起點這家電廠比全球率先使用弧光燈的法國巴黎北火車站電廠晚建7年，比英國倫敦霍而蓬高架路電廠晚建6個月，但比美國紐約珠街電廠早建2個月，比日本東京電燈公司早建5年。1897年，清政府上海南市馬路工程善后局創(chuàng)辦南市電燈廠。該廠于當年除夕建成供電，點亮中國地界上的第一盞電燈。到1911年中華民國成立前夕，上海電力工業(yè)已初具規(guī)模，4家中外電力公司共擁有發(fā)電設備容量8750kW。二、裝機容量及發(fā)電量的增長

裝機容量1856587850013789217223190050841萬kW

年發(fā)電量433006395062131006913685

24747億kW·h

世界排名21/258/643/22/2美國1958年水平人均85位，用電量為世界平均水平的1/3二、裝機容量及發(fā)電量的增長截至2007年底，總裝機容量為71329萬kW，火電：55442萬kW，占77.73％；水電：14526萬kW，占20.36％；核電：885萬kW，占1.24％；風電：403萬kW，占0.56％。三、最大單機容量最大火電機組：1000MW(華電國際鄒縣發(fā)電廠、華能玉環(huán)電廠)最大水電機組：700MW(三峽電廠)550MW(二灘水電廠)320MW(葛洲壩水電廠)最大核電機組：1000MW(百萬千瓦級)(大亞灣、嶺澳、田灣)四、最大發(fā)電廠最大火電廠：北侖電廠，5×600MW+2×1000=5000MW鄒縣電廠，4×335+2×600+2×1000=4540MW最大水電廠：三峽電廠(14+12(+6))×700MW=18200(+4200)MW最大核電廠：秦山核電站1×300+2×650+2×700=3000MW最大抽水蓄能電廠：廣東抽水蓄能電廠8×300MW=2400MW天荒坪抽水蓄能電廠6×300+8×300=4200MW五、電力系統(tǒng)的發(fā)展建國初期：大多是大城市發(fā)、供電系統(tǒng)；跨地區(qū)的電力系統(tǒng)有：東北中部和南部的154、220kV系統(tǒng)；東北東部的110kV系統(tǒng)（以豐滿、水豐和鏡泊湖水電廠等為中心）；冀北系統(tǒng)。本世紀初：已形成東北、華北、華東、華中、西北、西南、華南等七個跨省區(qū)域性電力系統(tǒng)。五、電力系統(tǒng)的發(fā)展區(qū)域電網(wǎng)構成華北、華東、華中、南方電網(wǎng)的裝機容量已超過1億kW(100GW)東北、西北電網(wǎng)的裝機容量也超過4000萬kW(40GW)五、電力系統(tǒng)的發(fā)展區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)1989年9月，±500kVDC2001年5月，500kVAC2003年6月，500kVAC2003年9月，500kVAC2004年6月，±500kVDC2005年6月，直流背靠背2008年底，1000kVAC六、電力工業(yè)發(fā)展前景電力工業(yè)的基本任務：為國民經(jīng)濟各部門和人民生活提供充足、可靠、優(yōu)質、廉價的電能。電力工業(yè)的發(fā)展方向：廠網(wǎng)分開，競價上網(wǎng)，實現(xiàn)高度自動化，西電東送，南北互供，走向聯(lián)合電力系統(tǒng)。今后發(fā)展方針：充分開發(fā)水電大型火電基地建設適當發(fā)展核電優(yōu)化發(fā)電能源結構——油氣田天然氣新能源

聯(lián)合電網(wǎng)\開發(fā)節(jié)約并重、環(huán)保六、電力工業(yè)發(fā)展前景六、電力工業(yè)發(fā)展前景相關技術：做好電力規(guī)劃，加強電網(wǎng)建設電力工業(yè)現(xiàn)代化聯(lián)合電力系統(tǒng)電力市場IT技術諧波治理潔凈煤發(fā)電技術綠色能源的開發(fā)和利用§1.2發(fā)電廠的類型

一、火力發(fā)電廠主要是煤，還有石油、天然氣。1.一次能源（燃料）2.主要設備鍋爐、汽輪機、發(fā)電機及各種輔機。3.電能生產(chǎn)過程燃料在鍋爐里燃燒→使水變成蒸汽→推動汽輪機轉子旋轉→帶動發(fā)電機轉子旋轉→發(fā)電機產(chǎn)生電能化學能→熱能→機械能→電能一、火力發(fā)電廠電能生產(chǎn)過程可分為三個系統(tǒng)：燃燒系統(tǒng)汽水系統(tǒng)電氣系統(tǒng)一、火力發(fā)電廠燃料的化學能在鍋爐燃燒中轉變?yōu)闊崮?，加熱鍋爐中的水使之變?yōu)檎羝?。燃燒系統(tǒng)由運煤、磨煤、燃燒、風煙、灰渣等系統(tǒng)組成。(1)燃燒系統(tǒng)一、火力發(fā)電廠由鍋爐、汽輪機、凝汽器、除氧器、加熱器等設備及管道構成，包括給水系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)和補充給水系統(tǒng)。(2)汽水系統(tǒng)一、火力發(fā)電廠包括發(fā)電機、勵磁裝置、廠用電系統(tǒng)和升壓變電站等。(3)電氣系統(tǒng)一、火力發(fā)電廠電能生產(chǎn)過程燃燒系統(tǒng)汽水系統(tǒng)電氣系統(tǒng)一、火力發(fā)電廠火電廠外景一、火力發(fā)電廠汽輪機和發(fā)電機一、火力發(fā)電廠升壓變壓器一、火力發(fā)電廠配電裝置一、火力發(fā)電廠控制室一、火力發(fā)電廠燃煤發(fā)電廠燃油發(fā)電廠燃氣發(fā)電廠余熱發(fā)電廠垃圾發(fā)電廠工業(yè)廢料發(fā)電廠4.類型(1)按燃料分一、火力發(fā)電廠中低壓發(fā)電廠，PN<25MW；高壓發(fā)電廠，PN<100MW；超高壓發(fā)電廠，PN<200MW；亞臨界壓力發(fā)電廠，PN=300~1000MW；超臨界壓力發(fā)電廠，PN=600、800MW及以上。4.類型(2)按蒸汽壓力和溫度分一、火力發(fā)電廠凝汽式汽輪機發(fā)電廠燃氣輪機發(fā)電廠內燃機發(fā)電廠蒸汽—燃氣輪機發(fā)電廠4.類型(3)按原動機分一、火力發(fā)電廠凝汽式火力發(fā)電廠—火電廠只生產(chǎn)電能效率較低，30%~40%供熱式火力發(fā)電廠—熱電廠既生產(chǎn)電能又供應熱能效率較高，60%~70%4.類型(4)按輸出能源分二、水力發(fā)電廠水的位能或動能1.一次能源2.主要設備壓力水管、水輪機、發(fā)電機3.生產(chǎn)過程高處的水經(jīng)壓力水管→推動水輪機轉子旋轉→帶動發(fā)電機轉子旋轉→發(fā)電機發(fā)出電能位能或動能→機械能→電能1900多噸的機組轉子吊起，在半個多小時內順利吊裝就位

二、水力發(fā)電廠壩后式水電廠河床式水電廠4.類型(1)堤壩式水電廠：二、水力發(fā)電廠4.類型(1)堤壩式水電廠：壩后式水電廠廠房建在壩的后面，不承受上游水壓二、水力發(fā)電廠4.類型(1)堤壩式水電廠：河床式水電廠廠房代替一部分壩體，也起攔水作用，直接承受上游水壓二、水力發(fā)電廠三峽水電站二、水力發(fā)電廠建筑在山區(qū)水流湍急的河道上，或河床坡度較陡的地方，由引水渠道造成水頭；一般不需修壩或只修低堰。(2)引水式水電廠：4.類型二、水力發(fā)電廠工作原理：在電力系統(tǒng)負荷高峰時，放水，發(fā)電；在電力系統(tǒng)負荷低谷時，抽水，蓄能。4.類型(3)抽水蓄能式水電廠：作用：用于電網(wǎng)的調峰、填谷、備用、調頻、調相二、水力發(fā)電廠優(yōu)點：發(fā)電成本低，對環(huán)境沒有污染，運行靈活方便，可防洪、灌溉、航運等。缺點：一次投資大，建設周期長，受水文氣象影響，淹沒土地、移民搬遷等。5.優(yōu)缺點三、核能發(fā)電廠——核電廠核能（核裂變能）1.一次能源2.主要設備核反應堆、蒸汽發(fā)生器、汽輪機、發(fā)電機3.生產(chǎn)過程核燃料在核反應堆中裂變產(chǎn)生熱能→產(chǎn)生蒸汽→推動汽輪機轉子旋轉→帶動發(fā)電機轉子旋轉→發(fā)電機發(fā)出電能原子能→熱能→機械能→電能三、核能發(fā)電廠——核電廠壓水堆：4.類型用高壓輕水作慢化劑、冷卻劑，一回路系統(tǒng)和二回路系統(tǒng)分開三、核能發(fā)電廠——核電廠4.類型沸水堆（重水堆）：用重水作冷卻劑，水會沸騰，汽輪機等設備可能受污染三、核能發(fā)電廠——核電廠優(yōu)點：可節(jié)省煤、石油和天然氣及運輸費用，無需空氣助燃，可建在地下、水下、山上。缺點：投資大5.優(yōu)缺點四、其它形式發(fā)電風力發(fā)電：容量小地熱發(fā)電：美國加州舊金山400MW潮汐發(fā)電：法國240MW太陽能發(fā)電磁流體發(fā)電垃圾發(fā)電生物發(fā)電……新西蘭懷拉開地熱電站羊八井地熱勘探地熱發(fā)電潮汐發(fā)電送風（氧）秸稈、垃圾破碎機加壓器炭化爐（無氧高溫分解）生物炭可燃氣焦油鍋爐燃燒汽輪機秸稈棒或塊（運輸）飽和蒸汽abc生物質能發(fā)電變廢為寶§1.3變電所的類型

引言電力系統(tǒng)由發(fā)電廠、變電所、線路和用戶組成。變電所是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)。根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位，變電所可分成四類：樞紐變電所中間變電所地區(qū)變電所終端變電所一、樞紐變電所位于電力系統(tǒng)的樞紐點，匯集多個電源，電壓等級多為330~500kV。全所停電后，將引起系統(tǒng)解列，甚至出現(xiàn)癱瘓。二、中間變電所

高壓側以交換潮流為主，起系統(tǒng)交換功率的作用，或使長距離輸電線路分段，一般匯集2~3個電源，電壓為220~330kV，同時又降壓供給當?shù)赜脩?。全所停電后，將引起區(qū)域電網(wǎng)解列。三、地區(qū)變電所高壓側電壓一般為110~220kV，向地區(qū)用戶供電為主的變電所，這是一個地區(qū)或城市的主要變電所。全所停電后，僅使該地區(qū)中斷供電。四、終端變電所在輸電線路的終端，接近負荷點，高壓側電壓多為110kV，經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電所。全所停電后，只是用戶受到損失?！?.4電氣設備概述一、電氣設備發(fā)電廠電氣系統(tǒng)根據(jù)電氣設備的作用不同，可將電氣設備分為一次設備和二次設備。一、電氣設備生產(chǎn)、變換、輸送、分配和使用電能的設備1.一次設備一、電氣設備1.一次設備發(fā)電機將機械能轉換成電能，電動機將電能轉換成機械能，變壓器將電壓升高或降低以滿足輸配電需要。①生產(chǎn)和轉換電能的設備如發(fā)電機、電動機、變壓器等。一、電氣設備如斷路器、隔離開關、負荷開關、熔斷器、接觸器等。用于正?；蚴鹿蕰r將電路閉合或斷開。1.一次設備②接通或斷開電路的開關電器一、電氣設備一、電氣設備一、電氣設備如電抗器和避雷器等。1.一次設備③限制故障電流和防御過電壓的保護電器電抗器用于限制短路電流，避雷器用于防御過電壓。一、電氣設備如裸導體、電纜等。用于傳輸電能或連接電氣設備。1.一次設備④載流導體一、電氣設備如電壓互感器和電流互感器。用于將高電壓、大電流轉換成低電壓、小電流，供給測量儀表和保護裝置使用。1.一次設備⑤

互感器一、電氣設備包括并聯(lián)電容器、串聯(lián)電容器和并聯(lián)電抗器，用來補償電力系統(tǒng)的無功功率，以降低有功損耗和維持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。1.一次設備⑥

無功補償設備一、電氣設備由埋入土中的金屬接地體（角鋼、扁鋼、鋼管等）和連接用的接地線構成。無論是電力系統(tǒng)中性點的工作接地，還是保護人身安全的保護接地，以及為了穩(wěn)定電位、防止干擾的儀控接地，均同接地裝置相連。1.一次設備⑦

接地裝置一、電氣設備對一次設備和系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行測量、控制、監(jiān)視和保護的設備2.二次設備一、電氣設備如電壓表、電流表、功率表和電能表等。用于測量電路中的電氣參數(shù)。2.二次設備①

測量表計一、電氣設備這些裝置能反應系統(tǒng)不正常情況或故障情況，進行