发电厂绪论.pptx

11.1 我国电力工业发展概况我国电力工业发展概况 2一、我国电力工业的起点一、我国电力工业的起点n1879年5月28日，中国上海公共租界，以1台10马力(7.46kW)蒸汽机为动力，带动自激式直流发电机，发出的电力点亮了第一盏电灯。n1882年7月26日，中国第一家电业公司上海电气公司成立，创办了中国第一家发电厂，安装1台16马力(11.93kW)蒸汽发电机组，沿外滩架设6.4km的电线，沿线串接15盏弧光灯，供给照明用电。n同年9月25日，坐落在黄浦江外滩的上海俱乐部等装接电灯，成为第一批电灯用户。3一、我国电力工业的起点一、我国电力工业的起点n这家电厂比全球率先使用弧光灯的法国巴黎北火车站电厂晚建 7 年，比英国伦敦霍而蓬高架路电厂晚建 6 个月，但比美国纽约珠街电厂早建 2 个月，比日本东京电灯公司早建 5 年。n1897年，清政府上海南市马路工程善后局创办南市电灯厂。该厂于当年除夕建成供电，点亮中国地界上的第一盏电灯。n到1911年中华民国成立前夕，上海电力工业已初具规模，4 家中外电力公司共拥有发电设备容量8750kW。4二、装机容量及发电量的增长二、装机容量及发电量的增长 装机容量 185 6587 8500 13789 21722 31900 50841 万kW 年发电量 43 3006 3950 6213 10069 13685 24747 亿kWh 世界排名 21/25 8/6 4 3/2 2/2美国1958年水平人均85位，用电量为世界平均水平的1/35二、装机容量及发电量的增长二、装机容量及发电量的增长n截至2007年底，总装机容量为71329万kW，n火电：55442万kW，占77.73；n水电：14526万kW，占20.36；n核电：885万kW，占1.24；n风电：403万kW，占0.56。6二、装机容量及发电量的增长二、装机容量及发电量的增长n截至2010年底，总装机容量超过9亿kW，n火电：70663万kW，占73.44；n水电：21340万kW，占22.18；n核电：1082万kW，占1.12；n风电：1000万kW，占1.07。7二、装机容量及发电量的增长二、装机容量及发电量的增长n截至2011年底，总装机容量超过10.5亿kW，n火电：7.6亿kW，占72.38；n水电：2.3亿kW，占21.90；n核电：1192万kW，占1.14；n风电：4700万kW，占4.47。8三、最大单机容量三、最大单机容量n最大火电机组最大火电机组：n1000 MW(华电国际邹县发电厂、华能玉环电厂)n最大水电机组最大水电机组：n700 MW(三峡电厂)n550 MW(二滩水电厂)n320 MW(葛洲坝水电厂)n最大核电机组最大核电机组：n1000 MW(百万千瓦级)(大亚湾、岭澳、田湾)9四、最大发电厂四、最大发电厂n最大火电厂最大火电厂：n北仑电厂，5600MW+21000=5000MWn邹县电厂，4335+2600+21000=4540MWn最大水电厂最大水电厂：n三峡电厂(14+12(+6)700 MW=18200(+4200)MWn最大核电厂最大核电厂：n秦山核电站1300+2650+2700=3000MWn最大抽水蓄能电厂最大抽水蓄能电厂：n广东抽水蓄能电厂8300 MW=2400MWn天荒坪抽水蓄能电厂6300+8300=4200MW10五、电力系统的发展五、电力系统的发展n建国初期：n大多是大城市发、供电系统；n跨地区的电力系统有：n东北中部和南部的154、220kV系统；n东北东部的110kV系统（以丰满、水丰和镜泊湖水电厂等为中心）；n冀北系统。n本世纪初：n已形成东北、华北、华东、华中、西北、西南、华南等七个跨省区域性电力系统。11五、电力系统的发展五、电力系统的发展n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)12五、电力系统的发展五、电力系统的发展n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2008年底，1000kVAC13六、电力工业发展前景六、电力工业发展前景n电力工业的基本任务：n为国民经济各部门和人民生活提供充足、可靠、优质、廉价的电能。n满足两个指标：n电力弹性系数E；n发电能源在一次能源总消耗的比例n电力工业的发展方向：n厂网分开，竞价上网，实现高度自动化，西电东送，南北互供，走向联合电力系统。14六、电力工业发展前景六、电力工业发展前景n当前问题：n内部结构矛盾n发展的水平n环境保护n管理体制15n今后发展方针：今后发展方针：n充分开发水电充分开发水电n大型火电基地建设大型火电基地建设n适当发展核电适当发展核电n优化发电能源结构优化发电能源结构油气田天然气油气田天然气n新能源新能源n联合电网联合电网开发节约并重、环保开发节约并重、环保六、电力工业发展前景六、电力工业发展前景16六、电力工业发展前景六、电力工业发展前景n相关技术：n做好电力规划，加强电网建设n电力工业现代化n联合电力系统n电力市场nIT技术n谐波治理n洁净煤发电技术n绿色能源的开发和利用171.2 发电厂的类型发电厂的类型 18引言引言n发电厂是把各种天然能源（一次能源），如煤炭、水能、核能等转换成电能的工厂。n根据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、核能发电厂等。19一、火力发电厂一、火力发电厂n主要是煤，还有石油、天然气。1.一次能源（燃料）一次能源（燃料）2.主要设备主要设备n锅炉、汽轮机、发电机及各种辅机。3.电能生产过程电能生产过程n燃料在锅炉里燃烧使水变成蒸汽推动汽轮机转子旋转带动发电机转子旋转发电机产生电能n化学能热能机械能电能20一、火力发电厂一、火力发电厂n电能生产过程可分为三个系统：n燃烧系统n汽水系统n电气系统21一、火力发电厂一、火力发电厂n燃料的化学能在锅炉燃烧中转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽。n燃烧系统由运煤、磨煤、燃烧、风烟、灰渣等系统组成。(1)燃烧系统燃烧系统22一、火力发电厂一、火力发电厂n由锅炉、汽轮机、凝汽器、除氧器、加热器等设备及管道构成，n包括给水系统、循环水系统和补充给水系统。(2)汽水系统汽水系统23一、火力发电厂一、火力发电厂n包括发电机、励磁装置、厂用电系统和升压变电站等。(3)电气系统电气系统24一、火力发电厂一、火力发电厂n电能生产过程燃烧系统燃烧系统燃烧系统燃烧系统汽水系统汽水系统汽水系统汽水系统电气系统电气系统电气系统电气系统25一、火力发电厂一、火力发电厂n火电厂外景26一、火力发电厂一、火力发电厂n汽轮机和发电机27一、火力发电厂一、火力发电厂n升压变压器28一、火力发电厂一、火力发电厂n配电装置29一、火力发电厂一、火力发电厂n控制室30一、火力发电厂一、火力发电厂n燃煤发电厂 n燃油发电厂n燃气发电厂n余热发电厂n垃圾发电厂n工业废料发电厂4.类型类型(1)按燃料分按燃料分31一、火力发电厂一、火力发电厂n中低压发电厂，PN25MW；n高压发电厂，PN100MW；n超高压发电厂，PN200MW；n亚临界压力发电厂，PN=3001000MW；n超临界压力发电厂，PN=600、800MW及以上。4.类型类型(2)按蒸汽压力和温度分按蒸汽压力和温度分32一、火力发电厂一、火力发电厂n凝汽式汽轮机发电厂n燃气轮机发电厂n内燃机发电厂n蒸汽燃气轮机发电厂4.类型类型(3)按原动机分按原动机分33一、火力发电厂一、火力发电厂n凝汽式火力发电厂火电厂n只生产电能n效率较低，30%40%n供热式火力发电厂热电厂n既生产电能又供应热能n效率较高，60%70%4.类型类型(4)按输出能源分按输出能源分34一、火力发电厂一、火力发电厂n优点：n布局灵活，装机容量的大小可按需要决定；n一次投资较小，建设周期较短。n缺点：n耗煤量大，发电成本高；n动力设备繁多，控制操作复杂，运行费用高；n启动时间长(几小时到十几小时)，启停费用高；n担负调峰、调频时，煤耗增加、事故增多；n对空气和环境的污染大。5.优缺点优缺点35二、水力发电厂二、水力发电厂n水的位能或动能1.一次能源一次能源2.主要设备主要设备n压力水管、水轮机、发电机3.生产过程生产过程n高处的水经压力水管推动水轮机转子旋转带动发电机转子旋转发电机发出电能n位能或动能机械能电能361900多吨的机组转子吊起，在半个多小时内顺利吊装就位 37二、水力发电厂二、水力发电厂n坝后式水电厂n河床式水电厂4.类型类型(1)堤坝式水电厂：堤坝式水电厂：38二、水力发电厂二、水力发电厂4.类型类型(1)堤坝式水电厂：堤坝式水电厂：n坝后式水电厂u厂房建在坝的后面，不承受上游水压39二、水力发电厂二、水力发电厂4.类型类型(1)堤坝式水电厂：堤坝式水电厂：n河床式水电厂u厂房代替一部分坝体，也起拦水作用，直接承受上游水压40二、水力发电厂二、水力发电厂n三峡水电站41二、水力发电厂二、水力发电厂n建筑在山区水流湍急的河道上，或河床坡度较陡的地方，由引水渠道造成水头；n一般不需修坝或只修低堰。(2)引水式水电厂：引水式水电厂：4.类型类型42二、水力发电厂二、水力发电厂n工作原理：n在电力系统负荷高峰时，放水，发电；n在电力系统负荷低谷时，抽水，蓄能。4.类型类型(3)抽水蓄能式水电厂：抽水蓄能式水电厂：n作用：n用于电网的调峰、填谷、备用、调频、调相43二、水力发电厂二、水力发电厂n优点：n发电成本低，n对环境没有污染，n运行灵活方便，n可防洪、灌溉、航运等。n缺点：n一次投资大，n建设周期长，n受水文气象影响，n淹没土地、移民搬迁等。5.优缺点优缺点44三、核能发电厂三、核能发电厂核电厂核电厂n核能（核裂变能）1.一次能源一次能源2.主要设备主要设备n核反应堆、蒸汽发生器、汽轮机、发电机 3.生产过程生产过程n核燃料在核反应堆中裂变产生热能产生蒸汽推动汽轮机转子旋转带动发电机转子旋转发电机发出电能n原子能热能机械能电能45三、核能发电厂三、核能发电厂核电厂核电厂n压水堆：4.类型类型u用高压轻水作慢化剂、冷却剂，一回路系统和二回路系统分开46三、核能发电厂三、核能发电厂核电厂核电厂4.类型类型n沸水堆：u轻水作冷却剂，水会沸腾，汽轮机等设备可能受污染47三、核能发电厂三、核能发电厂核电厂核电厂n优点：n可节省煤、石油和天然气及运输费用，n无需空气助燃，可建在地下、水下、山上。n缺点：n投资大5.优缺点优缺点4849四、其它形式发电四、其它形式发电1.风力发电：风力发电：容量小2.地热发电：地热发电：美国加州 旧金山 400MW3.潮汐发电：潮汐发电：法国 240MW4.太阳能发电太阳能发电5.磁流体发电磁流体发电6.垃圾发电垃圾发电7.生物发电生物发电8.50太阳能电站5152新西兰怀拉开地热电站 羊八井地热勘探地热发电53潮汐发电54送风（氧）送风（氧）秸秆、垃圾秸秆、垃圾破碎机破碎机加压器加压器炭化炉炭化炉（无氧高温分解）（无氧高温分解）生物炭生物炭可燃气可燃气焦油焦油锅炉燃烧汽轮机汽轮机秸秆棒秸秆棒或块或块（运输）饱和蒸汽饱和蒸汽abc生物质能发电生物质能发电变废为宝变废为宝55561.3 变电所的类型变电所的类型 57引言引言n电力系统由发电厂、变电所、线路和用户组成。变电所是联系发电厂和用户的中间环节。n根据变电所在电力系统中的地位，变电所可分成四类：n枢纽变电所n中间变电所n地区变电所n终端变电所5859一、枢纽变电所一、枢纽变电所n位于电力系统的枢纽点，汇集多个电源，电压等级多为330500kV。n全所停电后，将引起系统解列，甚至出现瘫痪。60二、中间变电所二、中间变电所 n高压侧以交换潮流为主，起系统交换功率的作用，或使长距离输电线路分段，一般汇集23个电源，电压为220330kV，同时又降压供给当地用户。n全所停电后，将引起区域电网解列。61三、地区变电所三、地区变电所n高压侧电压一般为110220kV，向地区用户供电为主的变电所，这是一个地区或城市的主要变电所。n全所停电后，仅使该地区中断供电。62四、终端变电所四、终端变电所n在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压多为110 kV，经降压后直接向用户供电的变电所。n全所停电后，只是用户受到损失。631.4 电气设备概述电气设备概述64一、电气设备一、电气设备n发电厂电气系统u根据电气设备的作用不同，可将电气设备分为一次设备和二次设备。65一、电气设备一、电气设备n生产、变换、输送、分配和使用电能的设备1.一次设备一次设备66一、电气设备一、电气设备1.一次设备一次设备n发电机将机械能转换成电能，n电动机将电能转换成机械能，n变压器将电压升高或降低以满足输配电需要。生产和转换电能的设备n如发电机、电动机、变压器等。67一、电气设备一、电气设备n如断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器、接触器等。n用于正常或事故时将电路闭合或断开。1.一次设备一次设备 接通或断开电路的开关电器68一、电气设备一、电气设备69一、电气设备一、电气设备70一、电气设备一、电气设备n如电抗器和避雷器等。1.一次设备一次设备 限制故障电流和防御过电压的保护电器n电抗器用于限制短路电流，n避雷器用于防御过电压。71一、电气设备一、电气设备n如裸导体、电缆等。n用于传输电能或连接电气设备。1.一次设备一次设备 载流导体72一、电气设备一、电气设备n如电压互感器和电流互感器。n用于将高电压、大电流转换成低电压、小电流，供给测量仪表和保护装置使用。1.一次设备一次设备 互感器73一、电气设备一、电气设备n包括并联电容器、串联电容器和并联电抗器，n用来补偿电力系统的无功功率，以降低有功损耗和维持系统的稳定性。1.一次设备一次设备 无功补偿设备74一、电气设备一、电气设备n由埋入土中的金属接地体（角钢、扁钢、钢管等）和连接用的接地线构成。n无论是电力系统中性点的工作接地，还是保护人身安全的保护接地，以及为了稳定电位、防止干扰的仪控接地，均同接地装置相连。1.一次设备一次设备 接地装置75一、电气设备一、电气设备n对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、监视和保护的设备2.二次设备二次设备76一、电气设备一、电气设备n如电压表、电流表、功率表和电能表等。n用于测量电路中的电气参数。2.二次设备二次设备 测量表计77一、电气设备一、电气设备n这些装置能反应系统不正常情况或故障情况，进行监控和调节或作用于断路器跳闸将故障切除。2.二次设备二次设备 继电保护、自动装置及远动装置78一、电气设备一、电气设备n包括直流发电机组、蓄电池组和硅整流装置等。n供给控制、保护用的直流电源和厂用直流负荷、事故照明用电等。2.二次设备二次设备 直流电源设备79一、电气设备一、电气设备n操作电器（如各种类型的操作把手、按钮等）实现对电路的操作控制，n信号设备给出信号或显示运行状态标志，n控制电缆用于连接二次设备。2.二次设备二次设备 操作电器、信号设备及控制电缆80二、电气接线二、电气接线n电气接线的含义：n在发电厂和变电所中，根据各种电气设备的作用和要求，按一定的方式用导体连接起来所形成的电路称为电气接线。n电气接线的类型：n由一次设备所连成的电路称为（电气）一次接线或电气主接线；n由二次设备所连成的电路称为（电气）二次接线。81(1).电气主接线图中的代表符号828384二、电气接线二、电气接线n电气主接线通常用电气主接线图来表示。n电气主接线图是用规定的图形符号和文字符号表示电气设备连接关系的一种图。n电气主接线表明电能汇集和分配的关系。n电气主接线图通常采用单线图表示，只有需要时才绘制三线图。