发电厂电气部分--PPT课件.ppt

1一、课程介绍：一、课程介绍：（一）本课程的性质（一）本课程的性质（二）本课程的主要内容（二）本课程的主要内容（三）本课程的特点（三）本课程的特点二、本课程的教学形式：二、本课程的教学形式：多媒体与板书相结合多媒体与板书相结合发电厂变电站电气部分发电厂变电站电气部分2024/3/19 周二计算机网络技术及应用2三、使用教材及参考书三、使用教材及参考书（一）教材：（一）教材：发电厂电气部分发电厂电气部分（第四版）（第四版）熊信银熊信银 主编主编 中国电力出版社中国电力出版社（二）参考书：（二）参考书：发电厂电气部分发电厂电气部分范锡普范锡普 水利水电出版社水利水电出版社发电厂电气部分发电厂电气部分姚春球姚春球 中国电力出版社中国电力出版社发电厂电气设备发电厂电气设备楼樟达楼樟达 中国电力出版社中国电力出版社电力工程设计手册电力工程设计手册 西北电力设计院西北电力设计院四、本课程考核形式：闭卷考试四、本课程考核形式：闭卷考试发电厂变电站电气部分发电厂变电站电气部分2024/3/19 周二计算机网络技术及应用3绪绪 论论本章主要内容：本章主要内容：介绍电力工业发展和前景；介绍电力工业发展和前景；介绍电力系统基本概念（补充）介绍电力系统基本概念（补充）。学习目的：学习目的：学习目的：学习目的：了解我国电力工业发展概况和电力工业发展前景；了解我国电力工业发展概况和电力工业发展前景；了解我国电力工业发展概况和电力工业发展前景；了解我国电力工业发展概况和电力工业发展前景；掌握电力系统的组成并了解其特点；掌握电力系统的组成并了解其特点；掌握电力系统的组成并了解其特点；掌握电力系统的组成并了解其特点；掌握电力系统中电力网的概念及各种电压等级。掌握电力系统中电力网的概念及各种电压等级。掌握电力系统中电力网的概念及各种电压等级。掌握电力系统中电力网的概念及各种电压等级。为后期的学习奠定基础。为后期的学习奠定基础。为后期的学习奠定基础。为后期的学习奠定基础。2024/3/19 周二计算机网络技术及应用4一、我国电力工业发展概况一、我国电力工业发展概况世界：世界：第一座发电厂是第一座发电厂是1875年巴黎北火车站建成，年巴黎北火车站建成，直流直流发发电机，做照明用。电机，做照明用。我国我国:第一座第一座火电火电 112kW上海（上海（1882年）年）蒸汽机带动的直流发电；蒸汽机带动的直流发电；第一座第一座水电水电 2240kW昆明滇池石龙坝昆明滇池石龙坝 （1912年）年）2024/3/19 周二计算机网络技术及应用5一、我国电力工业发展概况一、我国电力工业发展概况1 1、我国电力发展史、我国电力发展史（1 1）1882188219491949年：年：发展迟缓发展迟缓 总装机容量：总装机容量：185185万千瓦（居万千瓦（居2121位）；年发电量：位）；年发电量：4343亿千瓦时（居亿千瓦时（居2525位）位）进口设备、集中沿海。进口设备、集中沿海。（2 2）1949194919781978年：年：很大发展很大发展 总装机容量：总装机容量：57125712万万kWkW（居（居8 8位）；年发电量：位）；年发电量：25662566亿千瓦时（居亿千瓦时（居7 7位）位）。（3 3）1978197819951995年：年：突飞猛进突飞猛进 总装机容量：突破总装机容量：突破2 2亿千瓦；亿千瓦；19961996年年装机容量和年发电量装机容量和年发电量均居世界第均居世界第2 2位位；（4 4）20002000年：年：总装机容量突破总装机容量突破3 3亿千瓦；亿千瓦；（5 5）20072007年：年：全国装机突破全国装机突破7 7亿亿kW kW，全国发电量达到，全国发电量达到3255932559亿亿KWhKWh。预计预计20202020年前后全国发电机装机容量越过美国，跃居世界第年前后全国发电机装机容量越过美国，跃居世界第1 1位。位。2024/3/19 周二计算机网络技术及应用6一、我国电力工业发展概况一、我国电力工业发展概况2 2、电厂规模、单机容量大幅度提高、电厂规模、单机容量大幅度提高（1 1）火电厂（为主）火电厂（为主）最大的火电机组：最大的火电机组：100100万万kWkW；（玉环发电厂）（玉环发电厂）最大的火电厂容量：最大的火电厂容量：454454万万kWkW（山东邹县电厂，（山东邹县电厂，4 433.5+233.5+260+260+2100100万万kW kW）；（2 2）水电厂）水电厂最大的水电机组：最大的水电机组：7070万万kWkW；（三峡工程）（三峡工程）最大的水电厂容量：最大的水电厂容量：18201820万万kWkW（三峡工程，（三峡工程，26267070万万kWkW）；（3 3）核电厂）核电厂最大的核电厂容量：最大的核电厂容量：305305万万kWkW（秦山核电厂（秦山核电厂1 131+231+265+265+27272万万kW kW）；（4 4）抽水蓄能电厂）抽水蓄能电厂最大的抽水蓄能电厂容量：最大的抽水蓄能电厂容量：240240万万kWkW（广东抽水蓄能电厂，（广东抽水蓄能电厂，8 83030万万kWkW）；）；2024/3/19 周二计算机网络技术及应用7一、我国电力工业发展概况一、我国电力工业发展概况2 2、交流输电线路电压等级不断提高、交流输电线路电压等级不断提高（1 1）1882188219491949年：年：110kV110kV线路线路2 2条共条共7272万万kWkW（2 2）19741974年：第一条年：第一条330kV330kV超高压输电线路建成；超高压输电线路建成；（3 3）19811981年：第一条年：第一条500kV500kV超高压输电线路建成；超高压输电线路建成；（4 4）20052005年：西北年：西北750kV750kV超高压输电线路建成；超高压输电线路建成；（5 5）20062006年：河南年：河南1000kV1000kV特高压输电线路开工。特高压输电线路开工。我我国国1000kV特高特高压输电线路路图片片2024/3/19 周二计算机网络技术及应用8 线路全长约线路全长约653.8653.8千米，包括三站两线，起于山西省长治千米，包括三站两线，起于山西省长治的晋东南变电站，经河南省南阳开关站，止于湖北省荆门变电的晋东南变电站，经河南省南阳开关站，止于湖北省荆门变电站，联接华北、华中两大电网，已于站，联接华北、华中两大电网，已于20082008年建成投运。年建成投运。中国电机工程学会理事长陆延昌用几组数字说明特高压电网中国电机工程学会理事长陆延昌用几组数字说明特高压电网的优势：的优势：1 1回回1000kV1000kV特高压交流输电线路特高压交流输电线路输送功率接近输送功率接近500500万千瓦，万千瓦，约约为为500kV500kV线路的线路的4 45 5倍倍；同时特高压交流线路在输送功率相同的情况下，可将最远同时特高压交流线路在输送功率相同的情况下，可将最远送送电距离延长电距离延长3 3倍，倍，而而损耗损耗只有只有500kV500kV线路的线路的25254040。输送同样的功率，采用输送同样的功率，采用1000kV1000kV线路与线路与500kV500kV线路相比，可线路相比，可节节省省60%60%土地资源土地资源.1000kV1000kV电网简介电网简介（补充）：（补充）：2024/3/19 周二计算机网络技术及应用9了解：了解：我国直流输电情况：我国直流输电情况：19881988年：年：500kV高压直流输电建成，高压直流输电建成，葛洲坝葛洲坝-上海南桥，输送容量：上海南桥，输送容量：120120万万kWkW20062006年：年：800kV特高压直流输电开工。特高压直流输电开工。一、我国电力工业发展概况一、我国电力工业发展概况2024/3/19 周二计算机网络技术及应用10二、我国电力工业发展前景二、我国电力工业发展前景（一）体制管理（一）体制管理 1993年年4月，八届人大一次会议决定撤消能源部，重月，八届人大一次会议决定撤消能源部，重新成立新成立 电力工业部电力工业部。1998年年3月，九届人大一次会议决定批准成立月，九届人大一次会议决定批准成立 国家国家电力公司。电力公司。注意：国家电力公司的成立标志着我国电力工业管理注意：国家电力公司的成立标志着我国电力工业管理体制由计划经济向社会主义市场经济转变，实现政企分开体制由计划经济向社会主义市场经济转变，实现政企分开的历史性转折的历史性转折！2024/3/19 周二计算机网络技术及应用11二、我国电力工业发展前景二、我国电力工业发展前景（二）电力工业任务（二）电力工业任务 为国民经济各部门和人民生活供给为国民经济各部门和人民生活供给充足、可充足、可靠、优质、廉价靠、优质、廉价的电能。的电能。（三）电力工业发展目标（三）电力工业发展目标 厂网分开，竞价上网，实现高度自动化，西厂网分开，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。电东送、南北互供、走向联合电力系统。2024/3/19 周二计算机网络技术及应用12二、我国电力工业发展前景二、我国电力工业发展前景1、节能减排，世纪之约、节能减排，世纪之约 “上大压小上大压小”，加快关停小火电机组。，加快关停小火电机组。2、做好电力规划，加强电网建设、做好电力规划，加强电网建设 电力规划就是根据社会经济发展的需求、能源资电力规划就是根据社会经济发展的需求、能源资源和负荷的分布，确定合理的电源结构和战略布源和负荷的分布，确定合理的电源结构和战略布局，确立电网电压等级、输电方式和合理的网架局，确立电网电压等级、输电方式和合理的网架结构等。结构等。2024/3/19 周二计算机网络技术及应用13停电的危害停电的危害 20032003年年 8 8月月1414日，美国东北部和加拿大东部联合电力系统发生了大面日，美国东北部和加拿大东部联合电力系统发生了大面积停电事故，共损失负荷积停电事故，共损失负荷61.80GW61.80GW。20082008年年1 1月中国雪灾面前，首当其冲的是电网。月中国雪灾面前，首当其冲的是电网。据不完全统计，全国电网系统共有据不完全统计，全国电网系统共有1548615486条次线路停运（其中国条次线路停运（其中国家电网家电网79847984条次，南方电网条次，南方电网75027502条次），共有条次），共有87098709根（基）根（基）110110千伏千伏以上线路倒塔，共有以上线路倒塔，共有15631563座变电站停运。仅国家电网公司经营区域内座变电站停运。仅国家电网公司经营区域内农村低压线路受损农村低压线路受损10.510.5万千米、倒杆万千米、倒杆42.642.6万根。部分地市甚至出现了万根。部分地市甚至出现了全城停电的严重问题。全城停电的严重问题。尤其是贵州省五十年来最严重的凝冻灾害，导致尤其是贵州省五十年来最严重的凝冻灾害，导致贵州电网解列贵州电网解列运行运行，贵阳市一度进入一级停电状态。，贵阳市一度进入一级停电状态。2024/3/19 周二计算机网络技术及应用14二、我国电力工业发展前景二、我国电力工业发展前景3、电力工业现代化、电力工业现代化 电力工业现代化的标志：电力工业现代化的标志：特高压、大系统特高压、大系统 大电厂、大机组大电厂、大机组 高度自动化高度自动化我国电力工业发展目标：我国电力工业发展目标：优化发展火电；优化发展火电；优先开发水电；优先开发水电；积极发展核电积极发展核电2024/3/19 周二计算机网络技术及应用15二、我国电力工业发展前景二、我国电力工业发展前景4、联合电力系统、联合电力系统形成联合电力系统的优势：形成联合电力系统的优势：1)1)各系统用电负荷的错峰效益；各系统用电负荷的错峰效益；2)2)提高供电可靠性、减少系统备用容量；提高供电可靠性、减少系统备用容量；3)3)有利于安装单机容量较大的机组；有利于安装单机容量较大的机组；4)4)进行电力系统的经济调度；进行电力系统的经济调度；5)5)调峰能力互相支援调峰能力互相支援。2024/3/19 周二计算机网络技术及应用16二、我国电力工业发展前景二、我国电力工业发展前景5、电力市场、电力市场 所谓电力市场既是生产与运营的组织、指挥、控所谓电力市场既是生产与运营的组织、指挥、控制和管理中心，也是电能商品集中交易与结算的制和管理中心，也是电能商品集中交易与结算的场所。场所。我国电力体质改革的总体目标是：我国电力体质改革的总体目标是：建立全国统一、竞争开放、规范有序的电力市场。建立全国统一、竞争开放、规范有序的电力市场。2024/3/19 周二计算机网络技术及应用17二、我国电力工业发展前景二、我国电力工业发展前景6、ITIT技术技术(Information Technology)ITIT技术在电力系统的应用：技术在电力系统的应用：（1）各类电气设备的微机化）各类电气设备的微机化（2）电力系统各类复杂计算由计算机自动实现。）电力系统各类复杂计算由计算机自动实现。2024/3/19 周二计算机网络技术及应用18二、我国电力工业发展前景二、我国电力工业发展前景7、洁净煤发电技术、洁净煤发电技术 洁净煤发电技术是指在最大限度地发挥煤作为发电洁净煤发电技术是指在最大限度地发挥煤作为发电能源的潜能，同时实现最少的污染物排放，达到煤能源的潜能，同时实现最少的污染物排放，达到煤的高效、清洁利用和发电。的高效、清洁利用和发电。8、绿色能源的开发和利用、绿色能源的开发和利用 所谓绿色能源是指通过特定的发电设备，将风能、所谓绿色能源是指通过特定的发电设备，将风能、太阳能、生物质能、海洋能和地热等再生能源转换太阳能、生物质能、海洋能和地热等再生能源转换得来的电能，其最大特点是生产过程中不排放或很得来的电能，其最大特点是生产过程中不排放或很少排放对环境有害的废气和废水等污染物。少排放对环境有害的废气和废水等污染物。2024/3/19 周二计算机网络技术及应用19三、电力系统组成三、电力系统组成1 1、基本概念、基本概念（1）电力系统）电力系统 电力系统是由电力系统是由发电厂、变电所、输配电线路和用电设备发电厂、变电所、输配电线路和用电设备有机有机连接起来的整体。连接起来的整体。发电厂发电厂-生产电能的工厂，把非电形式的能量转换成电能。生产电能的工厂，把非电形式的能量转换成电能。发电的形式有水力、火力、风力、核电、潮汐等。发电的形式有水力、火力、风力、核电、潮汐等。变电站变电站-转换能量、变换电压的场所。转换能量、变换电压的场所。由电力变压器和配电装置组成。由电力变压器和配电装置组成。输配电线路输配电线路-输送和分配电能的线路输送和分配电能的线路用电设备用电设备（电力用户（电力用户/负荷）负荷）-使用和消耗电能。使用和消耗电能。2024/3/19 周二计算机网络技术及应用20电力系统组成示意图电力系统组成示意图G发电厂发电厂输电线路输电线路降压变电所降压变电所配电线路配电线路电力用户电力用户电力系统电力系统升压变电所升压变电所2024/3/19 周二计算机网络技术及应用21三、电力系统组成三、电力系统组成1 1、基本概念、基本概念（2）电力网）电力网 在电力系统中，由升压和降压变电所通过输、配电线路连接在电力系统中，由升压和降压变电所通过输、配电线路连接起来的部分。起来的部分。按电压等级高低分类：按电压等级高低分类：低压电网低压电网：3kV3kV以下以下 高压电网高压电网：3330kV3330kV 超高压电网超高压电网：3301000kV3301000kV 特高压电网特高压电网：1000kV1000kV及以上及以上各省区都有，并各省区都有，并形成了跨省区的形成了跨省区的多个大电网。多个大电网。按供电范围分类：按供电范围分类：地方性电网地方性电网：电压等级电压等级 110kV，供电距离供电距离100kV，供电距离供电距离100km主要是城市、主要是城市、工矿区、农村工矿区、农村的配电网络。的配电网络。2024/3/19 周二计算机网络技术及应用22我国大区电网分布图（了解）2024/3/19 周二计算机网络技术及应用23三、电力系统组成三、电力系统组成1 1、基本概念、基本概念（3）电力系统）电力系统=发电厂发电厂+电力网电力网+电力用户电力用户G发电厂发电厂输电线路输电线路降压变电所降压变电所配电线路配电线路电力用户电力用户电力系统电力系统升压变电所升压变电所电力网电力网2024/3/19 周二计算机网络技术及应用24 电力系统概貌图电力系统概貌图2024/3/19 周二计算机网络技术及应用25三、电力系统组成三、电力系统组成2 2、电力系统的特点、电力系统的特点从发电厂发出的电能，除了少部分自用及供给附近电力用从发电厂发出的电能，除了少部分自用及供给附近电力用户外，大部分都要经过升压变电所升压后，采用高电压进户外，大部分都要经过升压变电所升压后，采用高电压进行电力传输，送给远方的电力用户使用。行电力传输，送给远方的电力用户使用。输电线路的电压愈高，电力的输送距离就愈远。输电线路的电压愈高，电力的输送距离就愈远。输送一定的功率，电压愈高线路中的电流愈少，从而减少输送一定的功率，电压愈高线路中的电流愈少，从而减少线路上的电压、电能损耗，亦可减小导线的截面，即节约线路上的电压、电能损耗，亦可减小导线的截面，即节约有色金属。有色金属。2024/3/19 周二计算机网络技术及应用26三、电力系统组成三、电力系统组成2 2、电力系统的特点、电力系统的特点发发电电机机在在某某一一时时刻刻发发出出的的电电能能，经经过过输输电电线线路路立立刻刻送送给给了了用用电电设设备备，而而用用电电设设备备立立刻刻又又转转换换为为其其他他形形式式的的能能量量，发发电电供供电电用用电电的的全全过过程程是是在在一一瞬瞬间完成的。间完成的。发发电电量量随随用用电电量量的的变变化化而而变变化化，生生产产量量和和消消费费量量是严格平衡的。是严格平衡的。电能用户如何用电、用多少电电能用户如何用电、用多少电 及电气设备的工作状态等及电气设备的工作状态等 都会影响系统运行。都会影响系统运行。2024/3/19 周二计算机网络技术及应用27三、电力系统组成三、电力系统组成2 2、电力系统的特点、电力系统的特点电电力力系系统统的的暂暂态态过过程程非非常常迅迅速速，以以10103 310106 6s s计。计。对电能质量（电压和频率）要求非常严格。对电能质量（电压和频率）要求非常严格。电电力力一一旦旦中中断断供供给给，给给国国民民经经济济和和人人民民生生活活造造成成重大损失。重大损失。电能目前还不能大量存储。电能目前还不能大量存储。2024/3/19 周二计算机网络技术及应用28四、电力系统电压等级四、电力系统电压等级 什么是什么是额定电压？额定电压？定义：电气设备的额定电压是能使发电机、变压器和用电定义：电气设备的额定电压是能使发电机、变压器和用电设备在正常运行时获得最佳技术效果的电压。设备在正常运行时获得最佳技术效果的电压。电气设备的额定电压在我国早已统一标准化，并分成若干电气设备的额定电压在我国早已统一标准化，并分成若干标准等级，所以额定电压有若干个标准等级。标准等级，所以额定电压有若干个标准等级。我国电力网额定电压等级如下我国电力网额定电压等级如下：0.22、0.38、3、6、35、110、220、330、500、750、1000 kV2024/3/19 周二计算机网络技术及应用29电压等级与传输容量有关电压等级与传输容量有关 当当S S一定时，一定时，U U愈高，愈高，I I愈小，线路上电压与功率愈小，线路上电压与功率损耗愈小，电力传输距离愈长，所需导线截面积损耗愈小，电力传输距离愈长，所需导线截面积愈小，投资愈少。愈小，投资愈少。当当I I一定时，一定时，U U愈高，愈高，S S愈大。愈大。这就是采用高压或超高压输电线路的原理。这就是采用高压或超高压输电线路的原理。对应与某一输送容量和输送距离，存在着一个较对应与某一输送容量和输送距离，存在着一个较为经济合理的输电电压。为经济合理的输电电压。2024/3/19 周二计算机网络技术及应用30电电 网网 电电 压压（kV）架架 空空 线线 路路电电 缆缆 线线 路路输送容量输送容量（MW）输输送送距距离离（km）输输送送容容量量（MW）输输送送距距离离（km）0.383.06.010.035110 0.11.02.03.01050 0.25135108152070501500.10.1751.53.05.00.200.351.8810 各种电压线路送电容量与距离的参考值各种电压线路送电容量与距离的参考值 2024/3/19 周二计算机网络技术及应用31课堂小结课堂小结1、电力系统、电力网的概念、电力系统、电力网的概念2、什么是额定电压？、什么是额定电压？我国电力系统电压等级有哪些？我国电力系统电压等级有哪些？F 作业：作业：F 重点：重点：电力系统及电力网基本概念电力系统及电力网基本概念电力系统电压等级电力系统电压等级2024/3/19 周二计算机网络技术及应用32