《发电厂电气部分》第一章(G).ppt

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1、发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分发电厂电气部分2013下期2021/9/151发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁本课程学习内容本课程学习内容第一章 能源与发电第二章 发电、变电和输电的电气部分第三章第三章 常用计算的基本理论和方法常用计算的基本理论和方法第四章 电气主接线及设计第五章 厂用电接线及设计第六章 导体和电气设备的原理及选择第七章 配电装置第八章 发电厂和变电站的控制与信号第九章同步发电机和电力变压器的运行2021/9/152发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁本课程的目的和任务本

2、课程的目的和任务 通过课堂讲授、多媒体教学、课外作业、课通过课堂讲授、多媒体教学、课外作业、课外自学及发电厂和变电所认识实习等教学环节，外自学及发电厂和变电所认识实习等教学环节，使学生了解现代大型发电厂的电能生产过程及特使学生了解现代大型发电厂的电能生产过程及特点；掌握发电厂和变电所电气主系统及高压电器点；掌握发电厂和变电所电气主系统及高压电器的工作原理及应用，发电厂和变电所的控制与信的工作原理及应用，发电厂和变电所的控制与信号原理。号原理。培养学生分析和解决发电厂及变电所电气部培养学生分析和解决发电厂及变电所电气部分技术问题的基本专业素质，掌握电气主系统的分技术问题的基本专业素质，掌握电气主

3、系统的一般设计方法。一般设计方法。2021/9/153发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁第一章第一章 能源和发电能源和发电1.1 1.1 1.1 1.1 绪论绪论绪论绪论1.2 1.2 1.2 1.2 能源和电能能源和电能能源和电能能源和电能1.3 1.3 1.3 1.3 火力发电厂火力发电厂火力发电厂火力发电厂1.4 1.4 1.4 1.4 水力发电厂水力发电厂水力发电厂水力发电厂1.5 1.5 1.5 1.5 核能发电厂核能发电厂核能发电厂核能发电厂2021/9/154发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁1.1 1.1 绪绪 论论一

4、、我国电力工业发展概况一、我国电力工业发展概况1.1.装机容量、发电量迅速增长装机容量、发电量迅速增长 统计数据从统计数据从18821882年国内第一台直流发电机开始，年国内第一台直流发电机开始，解放前装机容量不足解放前装机容量不足185185万万kWkW至至20062006年装机容量达年装机容量达到到到到6 6亿亿kWkW，期间经历了多阶段的跨越式发展。，期间经历了多阶段的跨越式发展。2021/9/155发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁年份年份装机容量装机容量(万万kW)kW)装机容量在装机容量在国际排位国际排位年发电量年发电量（亿（亿kWhkWh）年发电量在

5、国年发电量在国际排位际排位备注备注19491949185185212143432525建国前建国前6767年年19601960119211929 9594594-装机容量突破装机容量突破10001000万万kWkW1987198710290102905 549734973-装机容量突破装机容量突破1 1亿亿1995199521722217224 41006910069-装机容量突破装机容量突破2 2亿亿1996199623654236542 210794107942 2基本解决全国性缺基本解决全国性缺电局面电局面2000200031932319322 213685136852 2装机容量突破装

6、机容量突破3 3亿亿2004200444070440702 221870218702 2装机容量突破装机容量突破4 4亿亿2005200551718517182 224975249752 2装机容量突破装机容量突破5 5亿亿2006200662200622002 228344283442 2装机容量突破装机容量突破6 6亿亿表表表表1-11-11-11-1我国各阶段电力发展情况表我国各阶段电力发展情况表我国各阶段电力发展情况表我国各阶段电力发展情况表2021/9/156发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁 2005 2005年年 500 GW 500 GW 2004

7、2004年年 400 GW 400 GW20002000年年 300 GW 300 GW19951995年年 200 GW 200 GW19871987年年 100GW 100GW19781978年年57.1GW57.1GW19491949年年1,8501,850MW中中 国国 发发 电电 装装 机机 容容 量量 变变 化化2021/9/157发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁20072007年底：年底：7132971329万千瓦（万千瓦（7.1337.133亿千瓦）亿千瓦）20082008年底：年底：7925379253万千瓦（万千瓦（7.937.93亿千瓦）亿

8、千瓦）20092009年底：年底：87407 87407 万千瓦（万千瓦（8.748.74亿千瓦）亿千瓦）2021/9/158发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁2.2.电网的建设有较大发展电网的建设有较大发展l19711971年以前：年以前：我国大陆电网最高电压等级为我国大陆电网最高电压等级为220kV220kV；l19721972年：年：建成第一条建成第一条330kV330kV输电线路（输电线路（刘家峡刘家峡陕西关中，陕西关中，534km534km）；）；l19811981年：年：建成第一条建成第一条500kV500kV输电线路（输电线路（河南平顶山河南平顶山武

9、汉，武汉，595km595km）；）；l19891989年：年：建成第一条建成第一条500kV500kV直流输电线路（直流输电线路（葛洲坝葛洲坝上上海，海，1046km1046km）；）；l20052005年：年：建成第一条建成第一条750kV750kV输电线路（输电线路（青海官亭青海官亭甘肃兰甘肃兰州东，州东，146km146km）；）；l20062006年：年：我国首条我国首条1000kV1000kV特高压输电线路开关站在河南南特高压输电线路开关站在河南南阳奠基（阳奠基（晋东南晋东南南阳南阳荆门，荆门，654km654km ）。）。2021/9/159发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学

10、电气与信息工程学院 何小宁3.3.电力设备的制造水平大大提高电力设备的制造水平大大提高l我国最大的地热电站：我国最大的地热电站：西藏羊八井西藏羊八井第一、二地热第一、二地热电站总装机容量电站总装机容量2.5182.518万万KWKW；l我国最大的风电场：我国最大的风电场：内蒙古赤峰赛罕坝风电场内蒙古赤峰赛罕坝风电场总总装机容量装机容量1717万万KWKW。第二大风电场是新疆达坂城风电。第二大风电场是新疆达坂城风电场，其总装机容量场，其总装机容量1414万万KWKW；l我国最大的潮汐电站：我国最大的潮汐电站：浙江省江厦潮汐电站浙江省江厦潮汐电站总装总装机容量机容量3200KW3200KW；l我国

11、最大的垃圾焚烧电厂：我国最大的垃圾焚烧电厂：上海浦东垃圾焚烧电上海浦东垃圾焚烧电厂厂总装机容量总装机容量1.71.7万万KWKW。2021/9/1510发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁内蒙古赤峰赛罕坝风电场内蒙古赤峰赛罕坝风电场2021/9/1511发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁新疆达坂城风电场新疆达坂城风电场2021/9/1512发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁江厦潮汐电站江厦潮汐电站2021/9/1513发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁 2005 2005年年1

12、010月月2424日广州日广州首座垃圾电厂启用，日首座垃圾电厂启用，日处理千吨垃圾发电。处理千吨垃圾发电。垃圾倒进垃圾倒进“垃圾垃圾储蓄坑储蓄坑”，然后送去，然后送去焚烧发电焚烧发电 中央控制室中央控制室2021/9/1514发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁（1 1）电源结构不尽合理：）电源结构不尽合理：水电、核电及新能源发电比重偏小。水电、核电及新能源发电比重偏小。（2 2）电网建设与电源建设不协调，供电可靠性偏低：）电网建设与电源建设不协调，供电可靠性偏低：我国电力我国电力建设长期以来建设长期以来“重发轻供重发轻供”的情况十分突出。部分电网网架结的情况十分突

13、出。部分电网网架结构不够坚强，出现窝电和缺电并存的现象；配电网仍不能满足构不够坚强，出现窝电和缺电并存的现象；配电网仍不能满足用电需求增长的需要；供电可靠性偏低。用电需求增长的需要；供电可靠性偏低。（3 3）人均拥有装机容量和人均占有发电量较低：）人均拥有装机容量和人均占有发电量较低：目前我国人均目前我国人均拥有装机容量和人均占有发电量不到世界平均水平的一半，约拥有装机容量和人均占有发电量不到世界平均水平的一半，约为发达国家的为发达国家的1/61/6和和1/101/10。（4 4）技术经济指标平均水平不高：）技术经济指标平均水平不高：火电厂平均发电煤耗、供电火电厂平均发电煤耗、供电煤耗、厂用电

14、率、电网线损率等仍较高。煤耗、厂用电率、电网线损率等仍较高。（5 5）火电厂的污染物排放量高：）火电厂的污染物排放量高：火电厂的二氧化硫、氮氧化物火电厂的二氧化硫、氮氧化物和大量粉尘的排放尚未得到有效控制。和大量粉尘的排放尚未得到有效控制。（6 6）发供电设备质量问题较多，性能欠佳。）发供电设备质量问题较多，性能欠佳。二、差距二、差距2021/9/1515发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁三、发展规划三、发展规划1.1.大力发展水电大力发展水电 水能资源是可再生的清洁能源；在电力系统中，水能资源是可再生的清洁能源；在电力系统中，有一定比例的水电装机容量对系统调峰和

15、安全经济运有一定比例的水电装机容量对系统调峰和安全经济运行极为有利；水电站的发电成本低，水库可以综合利行极为有利；水电站的发电成本低，水库可以综合利用。用。发达国家水电的平均开发度已在发达国家水电的平均开发度已在6060以上。我国以上。我国水电装机容量居世界第水电装机容量居世界第2 2位，但仅开发了少部分，水位，但仅开发了少部分，水电装机容量比例偏低。电装机容量比例偏低。2021/9/1516发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁我国水电之最我国水电之最l世界最大的水电站：世界最大的水电站：长江三峡电站长江三峡电站l世界最大的抽水蓄能电站：世界最大的抽水蓄能电站：广州

16、抽水蓄能电站广州抽水蓄能电站l世界海拔最高的电站：世界海拔最高的电站：西藏羊卓雍湖抽水蓄能电站西藏羊卓雍湖抽水蓄能电站2021/9/1517发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁三三峡峡电电站站2021/9/1518发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁广州抽水蓄能电站广州抽水蓄能电站2021/9/1519发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁2.2.优化发展火电优化发展火电 火电厂的厂址不受限制，建设周期短，能较快火电厂的厂址不受限制，建设周期短，能较快发挥效益。建设一批大容量、高参数、环保型机组，发挥效益。建设一

17、批大容量、高参数、环保型机组，并优化电源布局；淘汰一批不符合节能环保标准的并优化电源布局；淘汰一批不符合节能环保标准的小火电机组，实行小火电机组，实行上大压小上大压小、降低能源消耗、减少、降低能源消耗、减少污染排放，并把压小作为上大的前提。污染排放，并把压小作为上大的前提。东东莞莞沙沙角角C C电电厂厂2 2号号汽汽轮轮发发电电机机组组2021/9/1520发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁3.3.积极发展核电积极发展核电 我国目前已经形成了我国目前已经形成了浙江秦山、广东大亚湾和江苏田浙江秦山、广东大亚湾和江苏田湾湾等等6 6个核电基地，拥有个核电基地，拥有11

18、11台核电机组、约台核电机组、约900900多万多万KWKW的装的装机容量。机容量。距世界水平仍有很大差距，目前全球核电占电能的比距世界水平仍有很大差距，目前全球核电占电能的比平均为平均为17%17%，已有，已有1717个国家核电在本国发电量中的比重超过个国家核电在本国发电量中的比重超过25%25%，而，而我国核发电量占总量不到我国核发电量占总量不到2%2%，远不到世界平均水平，远不到世界平均水平，更远远低于更远远低于法国法国85%85%、美国、美国20%20%的水平的水平。核电在沿海地区是发展的必由之路，主要是在沿海一核电在沿海地区是发展的必由之路，主要是在沿海一次能源短缺的广东、福建、浙江

19、、江苏、辽宁、山东等省次能源短缺的广东、福建、浙江、江苏、辽宁、山东等省建设一批单机百万千瓦级的核电站；同时也探索在内地发建设一批单机百万千瓦级的核电站；同时也探索在内地发展核电，主是在江西、湖南、安徽、吉林等省建设核电站。展核电，主是在江西、湖南、安徽、吉林等省建设核电站。至至20202020年，中国核电装机容量年，中国核电装机容量规划要达到规划要达到40004000万万KWKW，约占整个电力装机容量的约占整个电力装机容量的4%4%。2021/9/1521发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁秦山核电站秦山核电站2021/9/1522发电厂电气部分 第一章 湖南工业

20、大学 电气与信息工程学院 何小宁江苏田湾核电站江苏田湾核电站2021/9/1523发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁4.4.重点发展电网，形成全国统一的联合电网重点发展电网，形成全国统一的联合电网 推进推进“西电东送、南北互供、全国联网西电东送、南北互供、全国联网”的发展的发展战略，建设多个战略，建设多个1000KV1000KV交流工程、交流工程、800KV800KV直流工程。直流工程。到到20202020年底，我国将建成覆盖华北、华中、华东地区年底，我国将建成覆盖华北、华中、华东地区的特高压交流同步电网，建成的特高压交流同步电网，建成1515个特高压直流工程；个

21、特高压直流工程；建设多个建设多个500KV500KV交流工程、交流工程、500KV500KV直流工程。直流工程。随着三峡电站及其输变电工程建设的完成，到随着三峡电站及其输变电工程建设的完成，到20102010年已基本实现以三峡为中心的全国联网格局，并年已基本实现以三峡为中心的全国联网格局，并形成全国统一的联合电网。形成全国统一的联合电网。我国在进行电网建设的同时，还不断推进中俄、我国在进行电网建设的同时，还不断推进中俄、中越之间的跨国电力联网工程。中越之间的跨国电力联网工程。2021/9/1524发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁中国电网分布中国电网分布2021/

22、9/1525发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁区域电网构成区域电网构成华北、华东、华中、南方电网的装机容量已超过1亿kW(100GW)东北、西北电网的装机容量也超过4000万kW(40GW)2021/9/1526发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁区域电网互联区域电网互联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2021/9/1527发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁电网电压

23、等级电网电压等级第一条500kVAC：1981年12月河南平顶山-湖北武昌。第一条330kVAC：1972年6月甘肃刘家峡-天水-陕西关中(眉县)。各电网已形成各电网已形成500kV或或330kV的骨干网架。的骨干网架。第一条500 kVDC：1989年9月，湖北葛洲坝-上海南桥。第一条750kVAC：2005年9月青海官亭-甘肃兰州东。2021/9/1528发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁5.5.因地制宜发展新能源发电，做好农村电气化建设因地制宜发展新能源发电，做好农村电气化建设 在边远农村和沿海岛屿，因地制宜建设小水电、在边远农村和沿海岛屿，因地制宜建设小水

24、电、风力发电、生物质发电、潮汐发电、地热发电和太风力发电、生物质发电、潮汐发电、地热发电和太阳能发电等。阳能发电等。至至20102010年，风电装机容量超过年，风电装机容量超过500500万万KWKW，生物，生物质发电装机容量达到质发电装机容量达到550550万万KWKW，太阳能发电装机容，太阳能发电装机容量达到量达到3030万万KWKW；到；到20202020年，风电装机达年，风电装机达30003000万万KWKW，生物质发电达到生物质发电达到30003000万万KWKW，太阳能发电装机达，太阳能发电装机达220220万万KWKW。2021/9/1529发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学

25、电气与信息工程学院 何小宁6.6.开发和节约并重，高度重视环境保护开发和节约并重，高度重视环境保护 在开发能源的同时，采取有效措施节约能源、在开发能源的同时，采取有效措施节约能源、降低损耗（煤耗、水耗、线损等），提高能源利用降低损耗（煤耗、水耗、线损等），提高能源利用效率。实行电力发展与环境保护相协调的方针，使效率。实行电力发展与环境保护相协调的方针，使电力建设与环境保护电力建设与环境保护“同步规划、同步实施、同步同步规划、同步实施、同步发展发展”。2021/9/1530发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁1.2 1.2 能源和电能能源和电能一、能源的含义和分类一、

26、能源的含义和分类一次能源：一次能源：直接由自然界采用的能源。如煤、石直接由自然界采用的能源。如煤、石油、天然气等。油、天然气等。二次能源：二次能源：由一次能源经加工转换而获得的另一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、汽油、煤气等。种形态的能源。如电力、汽油、煤气等。2021/9/1531发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁二、电能二、电能电是一种二次能源，是在各种发电厂内由其它能电是一种二次能源，是在各种发电厂内由其它能电是一种二次能源，是在各种发电厂内由其它能电是一种二次能源，是在各种发电厂内由其它能源（比如煤、水等天然能源）转换而来的。源（比如

27、煤、水等天然能源）转换而来的。源（比如煤、水等天然能源）转换而来的。源（比如煤、水等天然能源）转换而来的。发电厂是把各种天然能源，如煤炭、水能、核能发电厂是把各种天然能源，如煤炭、水能、核能发电厂是把各种天然能源，如煤炭、水能、核能发电厂是把各种天然能源，如煤炭、水能、核能等转换成电能的工厂。等转换成电能的工厂。等转换成电能的工厂。等转换成电能的工厂。根据发电厂所使用的一次能源的不同，发电厂可根据发电厂所使用的一次能源的不同，发电厂可根据发电厂所使用的一次能源的不同，发电厂可根据发电厂所使用的一次能源的不同，发电厂可分为：火力发电厂、水力发电厂、核电厂等类型。分为：火力发电厂、水力发电厂、核电

28、厂等类型。分为：火力发电厂、水力发电厂、核电厂等类型。分为：火力发电厂、水力发电厂、核电厂等类型。2021/9/1532发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁1.3 1.3 火力发电厂火力发电厂一、火电厂的分类一、火电厂的分类2021/9/1533发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁按输出能源分为：按输出能源分为：1 1）凝汽式电厂：）凝汽式电厂：（200MW200MW及以上的机组）容量大，及以上的机组）容量大，靠近燃料产区（坑口、矿口），燃烧劣质煤。电靠近燃料产区（坑口、矿口），燃烧劣质煤。电能经高压或超高压线路送往负荷中心，单纯供电。能

29、经高压或超高压线路送往负荷中心，单纯供电。特点：特点：水循环使用，即在汽轮机内作功后，蒸汽水循环使用，即在汽轮机内作功后，蒸汽全部排入凝汽器冷却成水，又重新送回锅炉。蒸全部排入凝汽器冷却成水，又重新送回锅炉。蒸汽中含有的大量热量被浪费。汽中含有的大量热量被浪费。效率低：效率低：30304040。2021/9/1534发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁2 2）热电厂）热电厂（几十到几百（几十到几百MWMW的机组）的机组）容量中小，靠近城市和负荷中心。电能在满足地容量中小，靠近城市和负荷中心。电能在满足地容量中小，靠近城市和负荷中心。电能在满足地容量中小，靠近城市和负

30、荷中心。电能在满足地方需求后，经高压线路送进电网，既供电又供热。方需求后，经高压线路送进电网，既供电又供热。方需求后，经高压线路送进电网，既供电又供热。方需求后，经高压线路送进电网，既供电又供热。特点：特点：特点：特点：在汽轮机中段抽出已作功蒸汽，或直接供在汽轮机中段抽出已作功蒸汽，或直接供在汽轮机中段抽出已作功蒸汽，或直接供在汽轮机中段抽出已作功蒸汽，或直接供热给用户（化工、纺织、造纸、制药、公用事业热给用户（化工、纺织、造纸、制药、公用事业热给用户（化工、纺织、造纸、制药、公用事业热给用户（化工、纺织、造纸、制药、公用事业和居民取暖等），或送给水加热器将水加热供给和居民取暖等），或送给水加

31、热器将水加热供给和居民取暖等），或送给水加热器将水加热供给和居民取暖等），或送给水加热器将水加热供给用户。用户。用户。用户。效率高：效率高：效率高：效率高：可达可达可达可达6060606070707070。但运行方式不如凝汽。但运行方式不如凝汽。但运行方式不如凝汽。但运行方式不如凝汽式电厂灵活，因为需根据热需求调整出力。式电厂灵活，因为需根据热需求调整出力。式电厂灵活，因为需根据热需求调整出力。式电厂灵活，因为需根据热需求调整出力。2021/9/1535发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁二、二、火电厂的电能生产过程火电厂的电能生产过程1.1.主要组成主要组成两大部

32、分：两大部分：热力部分和电气部分热力部分和电气部分也可分为也可分为三个系统：三个系统：燃烧系统、汽水系统、电气燃烧系统、汽水系统、电气系统系统三大核心设备：三大核心设备：锅炉、汽轮机和发电机锅炉、汽轮机和发电机大型火力发电厂一般都有燃煤、锅炉、汽机、电大型火力发电厂一般都有燃煤、锅炉、汽机、电气、化学、热工、水处理等车间（或称分场）。气、化学、热工、水处理等车间（或称分场）。2021/9/1536发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁2021/9/1537发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁(1)火力发电厂燃烧系统流程示意图火力发电厂燃烧系

33、统流程示意图 2021/9/1538发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁由锅炉、汽轮机、凝汽器、除氧器、加由锅炉、汽轮机、凝汽器、除氧器、加热器等设备及管道构成，热器等设备及管道构成，包括给水系统、循环水系统和补充给水包括给水系统、循环水系统和补充给水系统。系统。(2)(2)汽水系统汽水系统2021/9/1539发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁包括发电机、励磁装置、厂用电系统包括发电机、励磁装置、厂用电系统和升压变电站等。和升压变电站等。(3)(3)电气系统电气系统2021/9/1540发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息

34、工程学院 何小宁2 2、生产过程、生产过程燃料的化学能燃料的化学能燃料的化学能燃料的化学能热能热能热能热能热能传递给水、蒸汽和空气热能传递给水、蒸汽和空气热能传递给水、蒸汽和空气热能传递给水、蒸汽和空气汽轮机轴上的机械能汽轮机轴上的机械能汽轮机轴上的机械能汽轮机轴上的机械能发电机送出的电能（加上励磁机送进的磁能）发电机送出的电能（加上励磁机送进的磁能）发电机送出的电能（加上励磁机送进的磁能）发电机送出的电能（加上励磁机送进的磁能）气流的动能气流的动能气流的动能气流的动能2021/9/1541发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁(1)(1)(1)(1)输煤系统输煤系统

35、输煤系统输煤系统煤矿煤矿煤矿煤矿经火车或轮船运到电厂经火车或轮船运到电厂经火车或轮船运到电厂经火车或轮船运到电厂存放在储煤场存放在储煤场存放在储煤场存放在储煤场再经碎煤机打碎大块煤再经碎煤机打碎大块煤再经碎煤机打碎大块煤再经碎煤机打碎大块煤锅炉原煤仓锅炉原煤仓锅炉原煤仓锅炉原煤仓经皮带：通过电磁分离器吸净铁屑经皮带：通过电磁分离器吸净铁屑经皮带：通过电磁分离器吸净铁屑经皮带：通过电磁分离器吸净铁屑2021/9/1542发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁(2)(2)(2)(2)磨煤制粉系统磨煤制粉系统磨煤制粉系统磨煤制粉系统煤从给煤机送至磨煤机，加上热风道来的热风煤

36、从给煤机送至磨煤机，加上热风道来的热风煤从给煤机送至磨煤机，加上热风道来的热风煤从给煤机送至磨煤机，加上热风道来的热风煤被磨制和干燥后，送到粗粉分离器煤被磨制和干燥后，送到粗粉分离器煤被磨制和干燥后，送到粗粉分离器煤被磨制和干燥后，送到粗粉分离器旋风分离器进行气粉分离旋风分离器进行气粉分离旋风分离器进行气粉分离旋风分离器进行气粉分离热风进入排风机热风进入排风机热风进入排风机热风进入排风机带上从给粉机来的煤粉由喷燃器喷入炉膛燃烧带上从给粉机来的煤粉由喷燃器喷入炉膛燃烧带上从给粉机来的煤粉由喷燃器喷入炉膛燃烧带上从给粉机来的煤粉由喷燃器喷入炉膛燃烧细粉进入煤粉仓细粉进入煤粉仓细粉进入煤粉仓细粉进入

37、煤粉仓2021/9/1543发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁(3)(3)(3)(3)风烟系统风烟系统风烟系统风烟系统冷空气经送风机，进入空气预热器冷空气经送风机，进入空气预热器冷空气经送风机，进入空气预热器冷空气经送风机，进入空气预热器一部分热风送磨煤机，一部分热风直送喷燃器一部分热风送磨煤机，一部分热风直送喷燃器一部分热风送磨煤机，一部分热风直送喷燃器一部分热风送磨煤机，一部分热风直送喷燃器炉膛中热风与煤粉混合燃烧，产生大量热量炉膛中热风与煤粉混合燃烧，产生大量热量炉膛中热风与煤粉混合燃烧，产生大量热量炉膛中热风与煤粉混合燃烧，产生大量热量烟气经吸风机引至烟囱

38、，排入大气烟气经吸风机引至烟囱，排入大气烟气经吸风机引至烟囱，排入大气烟气经吸风机引至烟囱，排入大气热量经过金属表面传给锅炉的水冷壁管、热量经过金属表面传给锅炉的水冷壁管、热量经过金属表面传给锅炉的水冷壁管、热量经过金属表面传给锅炉的水冷壁管、过热器、省煤器、空气预热器、除尘器过热器、省煤器、空气预热器、除尘器过热器、省煤器、空气预热器、除尘器过热器、省煤器、空气预热器、除尘器2021/9/1544发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁(4)(4)(4)(4)汽水系统汽水系统汽水系统汽水系统给水泵打水给水泵打水给水泵打水给水泵打水经高压加热器、省煤器加热送入汽包经高压

39、加热器、省煤器加热送入汽包经高压加热器、省煤器加热送入汽包经高压加热器、省煤器加热送入汽包汽包内的水经水冷壁下降管及下联箱进入上升管汽包内的水经水冷壁下降管及下联箱进入上升管汽包内的水经水冷壁下降管及下联箱进入上升管汽包内的水经水冷壁下降管及下联箱进入上升管汽进入过热器，经蒸汽管道引入汽轮机汽进入过热器，经蒸汽管道引入汽轮机汽进入过热器，经蒸汽管道引入汽轮机汽进入过热器，经蒸汽管道引入汽轮机蒸汽膨胀，高速冲击叶片，带动发电机转子转动蒸汽膨胀，高速冲击叶片，带动发电机转子转动蒸汽膨胀，高速冲击叶片，带动发电机转子转动蒸汽膨胀，高速冲击叶片，带动发电机转子转动水吸热汽化，汽水混合物上升到汽包进行汽

40、水分离水吸热汽化，汽水混合物上升到汽包进行汽水分离水吸热汽化，汽水混合物上升到汽包进行汽水分离水吸热汽化，汽水混合物上升到汽包进行汽水分离2021/9/1545发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁(4)(4)(4)(4)汽水系统汽水系统汽水系统汽水系统作功后蒸汽温度压力下降作功后蒸汽温度压力下降作功后蒸汽温度压力下降作功后蒸汽温度压力下降排入凝汽器排入凝汽器排入凝汽器排入凝汽器冷却凝结成水循环使用冷却凝结成水循环使用冷却凝结成水循环使用冷却凝结成水循环使用(5)(5)(5)(5)电气系统电气系统电气系统电气系统发电机发电发电机发电发电机发电发电机发电除去厂用电后经变

41、压器升压送入电网除去厂用电后经变压器升压送入电网除去厂用电后经变压器升压送入电网除去厂用电后经变压器升压送入电网2021/9/1546发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁水力发电厂：水为原料，水轮机为原动机，根据取水水力发电厂：水为原料，水轮机为原动机，根据取水的方式不同，又可以分为：的方式不同，又可以分为：1)1)堤堤坝式水电厂坝式水电厂 堤坝蓄水，抬高水位，形成发电水头。堤坝蓄水，抬高水位，形成发电水头。坝后式：坝后式：厂房在堤坝后面厂房在堤坝后面 河床式：河床式：厂房组成堤坝的一部分厂房组成堤坝的一部分 2 2）引水式水电厂）引水式水电厂 不修堤坝，只由引水渠

42、道形成发电水头。不修堤坝，只由引水渠道形成发电水头。1.3 1.3 1.3 1.3 水力发电厂水力发电厂水力发电厂水力发电厂2021/9/1547发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁坝后式水电厂坝后式水电厂2021/9/1548发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁河床式水电厂河床式水电厂2021/9/1549发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁3 3 3 3）混合式水电厂）混合式水电厂）混合式水电厂）混合式水电厂兼有堤坝式，引水式的特点。兼有堤坝式，引水式的特点。4 4 4 4）抽水蓄能电厂）抽水蓄能电厂）抽水

43、蓄能电厂）抽水蓄能电厂 利用深夜或丰水期剩余电力，使水轮机以水泵方利用深夜或丰水期剩余电力，使水轮机以水泵方式工作，将下游的水抽到高水位蓄水池内，再在需要式工作，将下游的水抽到高水位蓄水池内，再在需要时用来发电，作负荷调峰、填谷之用。时用来发电，作负荷调峰、填谷之用。2021/9/1550发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁火电和水电的简单比较火电和水电的简单比较火电和水电的简单比较火电和水电的简单比较1 1 1 1）火电厂投资相对少，建设工期相对短，但原料储）火电厂投资相对少，建设工期相对短，但原料储）火电厂投资相对少，建设工期相对短，但原料储）火电厂投资相对少，

44、建设工期相对短，但原料储量不如水电丰富，而且有污染。量不如水电丰富，而且有污染。量不如水电丰富，而且有污染。量不如水电丰富，而且有污染。2 2 2 2）火电机组不如水电机组起停迅速，所以火电大多）火电机组不如水电机组起停迅速，所以火电大多）火电机组不如水电机组起停迅速，所以火电大多）火电机组不如水电机组起停迅速，所以火电大多承担系统基荷，而水电既可承担基荷（丰水期），也承担系统基荷，而水电既可承担基荷（丰水期），也承担系统基荷，而水电既可承担基荷（丰水期），也承担系统基荷，而水电既可承担基荷（丰水期），也可承担腰荷，以及调峰、调频、调相和各种备用任务可承担腰荷，以及调峰、调频、调相和各种备用任

45、务可承担腰荷，以及调峰、调频、调相和各种备用任务可承担腰荷，以及调峰、调频、调相和各种备用任务。2021/9/1551发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁1.4 1.4 核能发电厂核能发电厂 基本原理同火力发电厂，只不过是用核反应堆和基本原理同火力发电厂，只不过是用核反应堆和基本原理同火力发电厂，只不过是用核反应堆和基本原理同火力发电厂，只不过是用核反应堆和蒸发器代替了火力发电厂的锅炉设备。一个蒸发器代替了火力发电厂的锅炉设备。一个蒸发器代替了火力发电厂的锅炉设备。一个蒸发器代替了火力发电厂的锅炉设备。一个1000MW1000MW1000MW1000MW的的的的火电

46、厂一天燃煤火电厂一天燃煤火电厂一天燃煤火电厂一天燃煤9600t9600t9600t9600t，同样大的核电厂只要，同样大的核电厂只要，同样大的核电厂只要，同样大的核电厂只要3.3kg3.3kg3.3kg3.3kg的的的的U235U235U235U235。2021/9/1552发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁核分裂反应如何持续发生核分裂反应如何持续发生2021/9/1553发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁压水式核反应器示意图压水式核反应器示意图2021/9/1554发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁沸水

47、式核反应器示意图沸水式核反应器示意图2021/9/1555发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁其它能源发电其它能源发电1）太阳能）太阳能2）风能）风能3）地热）地热4）潮汐）潮汐5）燃料电池）燃料电池6）垃圾）垃圾7）磁流体）磁流体2021/9/1556发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁三种方法三种方法:1 1）直接将日光转换为电流。）直接将日光转换为电流。2 2）产生蒸汽推动发电机。）产生蒸汽推动发电机。3 3）利用日光将水分解，利用氢作为发电的燃料。）利用日光将水分解，利用氢作为发电的燃料。上述三种方法均须有稳定的日照及宽阔地带。上

48、述三种方法均须有稳定的日照及宽阔地带。太阳能发电太阳能发电太阳能发电太阳能发电2021/9/1557发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁2021/9/1558发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁利用聚热装置，将太阳热利用聚热装置，将太阳热能聚集以产生蒸汽，带动能聚集以产生蒸汽，带动涡轮发电机产生电力。涡轮发电机产生电力。太阳能的利用方式太阳能的利用方式利用光电效应来产生利用光电效应来产生电力电力2021/9/1559发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁2021/9/1560发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学

49、电气与信息工程学院 何小宁2021/9/1561发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁20KW20KW变速恒频风力发变速恒频风力发电机组电机组2021/9/1562发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁潮夕发电示意图潮夕发电示意图2021/9/1563发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁根据电厂的地位和作用，又可分为：根据电厂的地位和作用，又可分为：根据电厂的地位和作用，又可分为：根据电厂的地位和作用，又可分为：1 1）区域性发电厂、地区发电厂和自备发电厂）区域性发电厂、地区发电厂和自备发电厂）区域性发电厂、地区发

50、电厂和自备发电厂）区域性发电厂、地区发电厂和自备发电厂区域性发电厂：区域性发电厂：区域性发电厂：区域性发电厂：主力电厂，多为大型水电厂或凝汽式火电厂，担负主主力电厂，多为大型水电厂或凝汽式火电厂，担负主要供电任务。要供电任务。地区发电厂和自备发电厂：地区发电厂和自备发电厂：地区发电厂和自备发电厂：地区发电厂和自备发电厂：中小型电厂，多建在负荷中心附近或大厂矿企业内，中小型电厂，多建在负荷中心附近或大厂矿企业内，直接供该地区或该厂用电。直接供该地区或该厂用电。2021/9/1564发电厂电气部分 第一章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁2 2）基荷电厂、腰荷电厂和峰荷电厂）基荷电厂、腰荷