发电厂和变电厂电气设备-第一章绪论课件.ppt
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- 发电厂 电厂 电气设备 第一章 绪论 课件
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1、第一章第一章 绪绪 论论课题一:课题一:电力系统概述电力系统概述课题三:课题三:发电厂和变电所电气设备简述发电厂和变电所电气设备简述 课题二:课题二:发电厂和变电所发电厂和变电所概概述述本章计划学时:本章计划学时:2 3学时学时课题四:课题四:电气设备的主要参数电气设备的主要参数 第一章第一章 绪绪 论论一、我国电力工业发展概况一、我国电力工业发展概况:我国自我国自1882年有电力以来至年有电力以来至1949年底,经过年底,经过67 年发展装年发展装机容量只达到机容量只达到185万万kW,年发电量,年发电量 43 亿亿 kWh,分别居,分别居世界第世界第 21 位和第位和第 25 位。位。我国
2、我国2008年底的电力装机容量为年底的电力装机容量为79253万万kW,发,发电量电量34334亿亿kwh,到,到2010年底,全国发电装机容年底,全国发电装机容量在量在9.5亿千瓦左右,其中火电亿千瓦左右,其中火电7亿千瓦,水电亿千瓦,水电2.1亿千瓦,核电亿千瓦,核电1016万千瓦,并网风电万千瓦,并网风电3000万千瓦,万千瓦,清洁能源发电装机占总装机容量的比重有望达到清洁能源发电装机占总装机容量的比重有望达到26%,比,比2009年有所提高。年有所提高。电力发展和应用的程度,是衡量国民经济发展水平和社会电力发展和应用的程度,是衡量国民经济发展水平和社会现代化水平高低的重要标志之一。电力
3、发展必须超前国民现代化水平高低的重要标志之一。电力发展必须超前国民经济的增长。经济的增长。第一节第一节电力系统概述电力系统概述1。目前我国最大的汽轮发电机组容量为。目前我国最大的汽轮发电机组容量为90万万kW,安装,安装在外高桥第二发电厂在外高桥第二发电厂(世界上世界上最大最大135万万kW);2。三峡水力发电厂。三峡水力发电厂 三峡电厂对工程枢纽的运行管理包含左、右岸两座电站。水电站厂房位于泄洪坝段左、右两侧,共装机26台,单机容量70万千瓦,其中左岸电站14台、右岸电站12台,总容量1820万千瓦,年均发电量847亿度。三峡大坝采用混凝重力坝,坝高三峡大坝采用混凝重力坝,坝高185m,坝长
4、坝长(轴线长轴线长)2309m,坝顶总长,坝顶总长3035m,总投,总投资约资约2039亿。亿。我国电力工业的几个之最:我国电力工业的几个之最:3.2010年年6月月18日,由中国南方电网有限责任公司独日,由中国南方电网有限责任公司独立组织实施的世界上第一个立组织实施的世界上第一个800千伏直流输电工千伏直流输电工程程 云广特高压直流输电工程正式竣工投产。这云广特高压直流输电工程正式竣工投产。这是迄今是迄今世界电压等级最高的直流输电项目世界电压等级最高的直流输电项目 4.最高交流输电电压为最高交流输电电压为750kV,如全长,如全长146km的青海官亭的青海官亭兰州东兰州东750kV输电示范工
5、程输电示范工程。(世界上最高为世界上最高为1150kV)。5.我国最大的华电国际山东邹县发电厂的装机总容我国最大的华电国际山东邹县发电厂的装机总容量达到量达到454万千瓦,成为全国最大的火力发电企业。单万千瓦,成为全国最大的火力发电企业。单机百万千瓦超超临界机组机百万千瓦超超临界机组 6.我国现有的核电站我国现有的核电站一、秦山核电站一、秦山核电站 二、大亚湾核电站二、大亚湾核电站 三、田湾三、田湾核电站核电站 四、岭澳核电站四、岭澳核电站 我国最大的核能发电厂是岭澳核电厂,装机容量我国最大的核能发电厂是岭澳核电厂,装机容量200万万kW,单机容量,单机容量100万万kW。阳江核电站阳江核电站
6、全部机组建成后,综合国产化率可达到83,年发电量450亿千瓦时。6台机组将在2017年全部完成 这些都说明我国电力工业已进入大机组、大电厂、这些都说明我国电力工业已进入大机组、大电厂、大电网、超高压、高度自动化的发展时期和向跨大区联大电网、超高压、高度自动化的发展时期和向跨大区联网、推进全国联网的新阶段。网、推进全国联网的新阶段。二、电力系统与电力网二、电力系统与电力网:1。电力系统的概念 由发电厂,升、降压变电站,输配电线路和用户在电气上连成的整体称为电力系统。2。电力网的概念 它是电力系统除去发电厂和用户外,由-在电气上连成的整体。3电力生产的特点:第二节第二节 发电厂和变电所概述发电厂和
7、变电所概述 一次能源是指直接由自然界采用的能源,如:煤、石一次能源是指直接由自然界采用的能源,如:煤、石油、天然气、水利资源、核原料等。油、天然气、水利资源、核原料等。二次能源是由一次能源经加工转换而获得的另一种形二次能源是由一次能源经加工转换而获得的另一种形态的能源,如电力、煤气、蒸汽、焦碳等。态的能源,如电力、煤气、蒸汽、焦碳等。一、发电厂的基本类型一、发电厂的基本类型 发电厂是把各种一次能源转换成二次能源,即电能的发电厂是把各种一次能源转换成二次能源,即电能的场所。场所。按照发电厂所消耗一次能源的不同,发电厂有:按照发电厂所消耗一次能源的不同,发电厂有:1.火力发电厂:以煤炭、石油、天然
8、气等为燃料。火力发电厂:以煤炭、石油、天然气等为燃料。凝汽式火电厂凝汽式火电厂:只生产电能,热效率低,仅为只生产电能,热效率低,仅为30 40%。热电厂热电厂:既生产电能又生产热能。热电厂的热效率高既生产电能又生产热能。热电厂的热效率高达达60 70%。燃气轮机发电厂:燃气轮机与汽轮机工作原理相似,燃气轮机发电厂:燃气轮机与汽轮机工作原理相似,所不同的是燃气轮机的工质是高温高压的气体而不是蒸所不同的是燃气轮机的工质是高温高压的气体而不是蒸汽。这些作为工质的气体可以是用清洁煤技术将煤炭转汽。这些作为工质的气体可以是用清洁煤技术将煤炭转化成的清洁煤气,也可以是天然气等。化成的清洁煤气,也可以是天然
9、气等。2水力发电厂水力发电厂水电厂是将水的位能和动能转换成电能的场所,也称水水电厂是将水的位能和动能转换成电能的场所,也称水电站。水电站的类型可以分为:电站。水电站的类型可以分为:(1)堤坝式堤坝式:一般河流水位的落差沿河流是分散的,为提一般河流水位的落差沿河流是分散的,为提高落差就需要在河流的上游修建拦河坝,将水积蓄、提高落差就需要在河流的上游修建拦河坝,将水积蓄、提高水头,进行发电。高水头,进行发电。通常这类水电站又细分为坝后式和河床式两种。通常这类水电站又细分为坝后式和河床式两种。坝后式水电站坝后式水电站:发电机厂房建在坝后,全部水头的压力由坝发电机厂房建在坝后,全部水头的压力由坝体承受
10、,水库的水由压力水管引入厂房,推动水轮发电机体承受,水库的水由压力水管引入厂房,推动水轮发电机发电。发电。图图1-2 1-2 坝后式水电站示意图坝后式水电站示意图图图1-3 1-3 河床式水电站示意图河床式水电站示意图河床式水电站河床式水电站:发电机厂房和挡水堤连成一体,厂房也起发电机厂房和挡水堤连成一体,厂房也起挡水作用。由于厂房修建在河床中,故称河床式。挡水作用。由于厂房修建在河床中,故称河床式。(3)抽水蓄能电站抽水蓄能电站抽水蓄能电站是一种特殊形式的水电站。抽水蓄能电站是一种特殊形式的水电站。(2).引水式水电站引水式水电站(径流式水电厂)径流式水电厂):建在山区建在山区水流湍急的河道
11、上或河床坡度较陡的地段,由水流湍急的河道上或河床坡度较陡的地段,由引水渠道提供水头,一般不需要修建堤坝,或引水渠道提供水头,一般不需要修建堤坝,或只修低堰,适用于水头比较高的情况。只修低堰,适用于水头比较高的情况。具有水轮机具有水轮机-发电机和电动机发电机和电动机-水泵两种可逆的水泵两种可逆的工作方式工作方式:(1)夜晚或周末低负荷时,抽水蓄能电站的机组作为电动夜晚或周末低负荷时,抽水蓄能电站的机组作为电动机运行,利用电力系统富余的电能将下库的水抽到上库,机运行,利用电力系统富余的电能将下库的水抽到上库,以位能的形式将电能储存起来以位能的形式将电能储存起来。(2)在电力系统的峰荷期在电力系统的
12、峰荷期间,抽水蓄能电站的机间,抽水蓄能电站的机组又作为发电机运行,组又作为发电机运行,将上库的水放下来通过将上库的水放下来通过水轮机发电,用以担任水轮机发电,用以担任电力系统峰荷中的尖峰电力系统峰荷中的尖峰部分,即起到调峰作用。部分,即起到调峰作用。图图1-5 1-5 抽水蓄能电站示意图抽水蓄能电站示意图 核电厂发电的原理与火电厂相似,都要有一个热源,核电厂发电的原理与火电厂相似,都要有一个热源,将水加热成蒸汽,进而推动汽轮机旋转并带动发电机转动将水加热成蒸汽,进而推动汽轮机旋转并带动发电机转动而发出电能。不同的是核电厂所用的热源不是煤或石油,而发出电能。不同的是核电厂所用的热源不是煤或石油,
13、它的热源是原子核的裂变能。它的热源是原子核的裂变能。3核电厂核电厂 核电是一种安全清洁的能源,利用它可以大大地节核电是一种安全清洁的能源,利用它可以大大地节约煤和减少污染。约煤和减少污染。1克铀克铀-235全部裂变时释放的能全部裂变时释放的能量为量为8百亿焦耳百亿焦耳,相当于相当于2.7t标准煤完全燃烧时标准煤完全燃烧时释放的能量释放的能量 一个一个1000MW的火电厂一天燃烧的煤是的火电厂一天燃烧的煤是9600t,而相应,而相应1000MW的核电厂,一天只要的核电厂,一天只要3.3kg的的U235,同样容量的,同样容量的电厂其用燃料量竟相差电厂其用燃料量竟相差300万倍。(生产过程看课本)万
14、倍。(生产过程看课本)核电厂核电厂 核电厂是将原子核的裂变能转换为电能,燃料主要是U235。按所使用的慢化剂和冷却剂不同,核反应堆可分为以下几种:p轻水堆 p 重水堆 p石墨气冷堆及石墨沸水堆 p液态金属冷却快中子堆 太阳能热发电太阳能热发电 它是将吸收的太阳辐射热能转换成电能的装置,它是将吸收的太阳辐射热能转换成电能的装置,其基本组成与常规火力电厂相似。其基本组成与常规火力电厂相似。太阳能光发电太阳能光发电 太阳能光发电不通过热过程而直接将太阳的光能太阳能光发电不通过热过程而直接将太阳的光能转换成电能,其中光伏电池是一种主要的太阳能光发转换成电能,其中光伏电池是一种主要的太阳能光发电形式,也
15、叫光伏发电。电形式,也叫光伏发电。光伏发电是把照射到太阳能电池上的光直接变换成电光伏发电是把照射到太阳能电池上的光直接变换成电能的一种发电形式,它是目前太阳能发电研究的方向。能的一种发电形式,它是目前太阳能发电研究的方向。太阳能发电太阳能发电4新能源发电新能源发电 太阳能发电太阳能发电、风力发电、地热发电、潮汐发电、风力发电、地热发电、潮汐发电、生物质能发电及垃圾电厂等。生物质能发电及垃圾电厂等。太阳能发电太阳能发电光伏发电光伏发电2010年,我国最大规模的太阳能光伏电站成功并网(宁夏吴忠市),40MW大型太阳能光伏电站年可实现发电量约0.72亿千瓦时,与相同发电量的火电相比,相当于每年节约标
16、煤2.5万吨(按照发电平均标煤耗350克/千瓦时计),相应减少二氧化碳约6.7万吨/年,二氧化硫排放量约为700吨/年。将风能转换成电能的发电方式称谓风力发电。风能将风能转换成电能的发电方式称谓风力发电。风能属于再生能源,又是一种过程性的能源,无法直接储属于再生能源,又是一种过程性的能源,无法直接储存,还具有随机性,所以对风能的应用技术上比较复存,还具有随机性,所以对风能的应用技术上比较复杂。图杂。图1-1-是风力发电装置的示意图。由此图可以看出是风力发电装置的示意图。由此图可以看出风力发电机生产过程的简单描述。风力发电机生产过程的简单描述。风力发电风力发电图图1-8 1-8 风力发电装置的示
17、意图风力发电装置的示意图11风力机风力机 22升速齿轮箱升速齿轮箱 33发电机发电机 44控制系统控制系统55改变方向的驱动装置改变方向的驱动装置 66底板底板 77塔架塔架 88控制和保控制和保护装置护装置 99基础基础 1010电缆电缆线路线路 1111配电装置配电装置风力发电厂风力发电厂地球本身是个大热库,地热资源遍布世界各地。仅地球本身是个大热库,地热资源遍布世界各地。仅地表地表10公里以内就有可供开采的热能,地热能的储量很公里以内就有可供开采的热能,地热能的储量很大,它的总量大约是煤炭的一亿七千万倍。但是,目前大,它的总量大约是煤炭的一亿七千万倍。但是,目前世界上实际能利用的地热资源
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