發(fā)電廠變電站概述

1、發(fā)電廠變電站一、發(fā)電廠 發(fā)電廠：是把各種天然能源（化學能、水能、原子能等）轉(zhuǎn)換成電能的工廠。 1火力發(fā)電廠 火力發(fā)電廠：是把化石燃料（煤、油、天然氣、油頁巖等）的化學能轉(zhuǎn)換成電能的工廠，簡稱火電廠。 火電廠的原動機大都為汽輪機，也有用燃氣輪機、柴油機等。 火電廠又可分為以下幾種： 凝汽式火電廠 凝汽式火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過程: 煤粉在鍋爐爐膛8中燃燒，使鍋爐中的水加熱變成過熱蒸汽，經(jīng)管道送到汽輪機14，推動汽輪機旋轉(zhuǎn)，將熱能變?yōu)闄C械能。汽輪機帶動發(fā)電機15旋轉(zhuǎn)，再將機械能變?yōu)殡娔?。在汽輪機中做過功的蒸汽排入凝汽器16，循環(huán)水泵18打入的循環(huán)水將排汽迅速冷卻而凝結(jié)，由凝結(jié)水泵19將凝結(jié)水送到除氧器2

2、0中除氧(清除水中的氣體，特別是氧氣)，而后由給水泵21重新送回鍋爐。在凝汽器量的熱量被循環(huán)水帶走，凝汽式火電廠的效率較低，只有3040。 熱電廠莘縣熱電廠臨清熱電廠 由于供熱網(wǎng)絡不能太長，所以熱電廠總是建在熱力用戶附近。熱電廠與凝汽式火電廠不同之處是將汽輪機中一部分做過功的蒸汽從中段抽出來直接供給熱用戶，或經(jīng)熱交換器12將水加熱后，把熱水供給用戶。這樣，便可減少被循環(huán)水帶走的熱量，提高效率，現(xiàn)代熱電廠的效率達6070。運行方式不如凝汽式發(fā)電廠靈活。 燃氣輪機發(fā)電廠 燃氣輪機發(fā)電廠：用燃氣輪機或燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)中的燃氣輪機和汽輪機驅(qū)動發(fā)電機的發(fā)電廠?？扇加靡后w燃料或氣體燃料。燃氣輪機的工作原理

3、與汽輪機相似，不同的是其工質(zhì)不是蒸汽，而是高溫高壓氣體。這種單純用燃氣輪機驅(qū)動發(fā)電機的發(fā)電廠，熱效率只有3540。 為提高熱效率，采用燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng),燃氣輪機的排氣進入余熱鍋爐10，加熱其中的給水并產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，送到汽輪機5中去做功，帶動發(fā)電機再次發(fā)電；從汽輪機5中抽取低壓蒸汽（發(fā)電機停止發(fā)電時起動備用燃氣鍋爐8提供汽源），通過蒸汽型溴冷機6（溴化鋰作為吸收劑）或汽水熱交換器7制取冷、熱水。這是電、熱、冷三聯(lián)供模式。聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的熱效率可達5685。 2水力發(fā)電廠 水力發(fā)電廠：是把水的位能和動能轉(zhuǎn)換成電能的工廠，簡稱水電廠，也稱水電站。 水電站的原動機為水輪機，通過水輪機將水能轉(zhuǎn)換為

4、機械能，再由水輪機帶動發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)換為電能。 壩式水電站 壩式水電站：在河流上的適當?shù)胤浇ㄖr河壩，形成水庫，抬高上游水位，使壩的上、下游形成大的水位差的水電站。壩式水電站適宜建在河道坡降較緩且流量較大的河段。這類水電站按廠房與壩的相對位置又可為以下幾種。 （1）壩后式廠房。廠房建在攔河壩非溢流壩段的后面（下游側(cè)），不承受水的壓力，壓力管道通過壩體，適用于高、中水頭。壩后式水電站 水電站的生產(chǎn)過程較簡單，發(fā)電機與水輪機轉(zhuǎn)子同軸連接，水由上游沿壓力水管進入水輪機蝸殼，沖動水輪機轉(zhuǎn)子，水輪機帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動即發(fā)出電能；做過功的水通過尾水管流到下游；生產(chǎn)出來的電能經(jīng)變壓器升壓并沿架空線至屋外配電裝

5、置，而后送入電力系統(tǒng)。 （2）溢流式廠房。廠房建在溢流壩段后（下游側(cè)），泄洪水流從廠房頂部越過泄入下游河道，適用于河谷狹窄，水庫下泄洪水流量大，溢洪與發(fā)電分區(qū)布置有一定困難的情況。溢流式水電站 （3）岸邊式廠房。廠房建在攔河壩下游河岸邊的地面上，引水道及壓力管道明鋪于地面或埋沒于地下。 （4）地下式廠房。廠房的引水道和廠房都建在壩側(cè)地下。 （5）壩式廠房。廠房的壓力管道和廠房都建在混凝土壩的空腔，且常設在溢流壩段，適用于河谷狹窄，下泄洪水流量大的情況。 （6）河床式廠房。廠房與攔河壩相連接，成為壩的一部分，廠房承受水的壓力，適用于水頭小于50m的水電站。 引水式水電站 引水式水電站：由引水系統(tǒng)

6、將天然河道的落差集中進行發(fā)電的水電站。無壓引水式水電站有壓引水式水電站 引水式水電站適宜建在河道多彎曲或河道坡降較陡的河段，用較短的引水系統(tǒng)可集中較大的水頭；也適用于高水頭水電站，避免建設過高的擋水建筑物。 引水式水電站生產(chǎn)原理:在河流適當?shù)囟谓ǖ脱?（擋水低壩），水經(jīng)引水渠2和壓力水管3引入廠房4，從而獲得較大的水位差。 抽水蓄能電站 抽水蓄能電站：利用電力系統(tǒng)低谷負荷時的剩余電力抽水到高處蓄存，在高峰負荷時放水發(fā)電的水電站。 抽水蓄能電站是電力系統(tǒng)的填谷調(diào)峰電源?？刹捎玫虊问交蛞?。 抽水蓄能電站生產(chǎn)原理:當電力系統(tǒng)處于低谷負荷時，其機組以電動機水泵方式工作，吸收電力系統(tǒng)的有功功率將下游

7、的水抽至上游水庫蓄存起來，把電能轉(zhuǎn)換為水能，這時它是用戶；當電力系統(tǒng)處于高峰負荷時，其機組按水輪機發(fā)電機方式運行，使所蓄的水用于發(fā)電，以滿足調(diào)峰需要，這時它是發(fā)電站。 3核電廠 核電廠：是將原子核的裂變能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電廠，燃料主要是U235。U235容易在慢中子的撞擊下裂變，釋放出巨大能量，同時釋放出新的中子。 按所使用的慢化劑和冷卻劑，核反應堆可分為輕水堆、重水堆、石墨氣冷堆及石墨沸水堆。輕水堆又分壓水堆和沸水堆。 核電廠的生產(chǎn)過程與一般火電廠相似。核電廠中以輕水堆核電廠最多，輕水堆式核電廠發(fā)電方式示意圖如圖18所示。 壓水堆核電廠：實際上是用核反應堆和蒸汽發(fā)生器代替一般火電廠的鍋爐。反應

8、堆常有100多個至200多個燃料組件。在主循環(huán)水泵（又稱壓水堆冷卻劑泵或主泵）的作用下，壓力為15.215.5MPa、溫度290左右的蒸餾水不斷在左回路（稱一回路，有24條并聯(lián)環(huán)路）中循環(huán)，經(jīng)反應堆時被加熱到320左右，然后進入蒸汽發(fā)生器，并將自身的熱量傳給右回路（稱二回路）的給水，使之變成飽和或微過熱蒸汽；蒸汽沿管道進入汽輪機膨脹做功，推動汽輪機并帶動發(fā)電機發(fā)電。二回路的工作過程與火電廠相似。 沸水堆核電廠：是以沸騰輕水為慢水劑和冷卻劑并在反應堆直接產(chǎn)生飽和蒸汽，通入汽輪機做功發(fā)電；汽輪機的排汽冷凝后，經(jīng)輕化器凈化、加熱器加熱，再由給水泵送入反應堆。 4新能源發(fā)電 風力發(fā)電風車 流動空氣所具

9、有的能量，稱為風能。將風能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電方式，稱為風力發(fā)電。 在風能豐富的地區(qū)，按一定的排列方式成群安裝風力發(fā)電機組，組成集群，稱為風力發(fā)電場。其機組可多達幾十臺、幾百臺，甚至數(shù)千臺，是大規(guī)模開發(fā)利用風能的有效形式。 風力發(fā)電機組的單機容量為幾十瓦至幾兆瓦，100kW以上的風力發(fā)電機為同步發(fā)電機或異步發(fā)電機；大、中型風力發(fā)電機組皆配有由微機或可編程控制器組成的控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)控制、自檢、顯示等功能。 海洋能發(fā)電 海洋能：是蘊藏在海水中的可再生能源，如潮汐能、波浪能、海流能、海洋溫差能、海洋鹽差能等。 潮汐發(fā)電：是利用潮汐的位能發(fā)電，即在潮差大的海灣入口或河口筑堤構(gòu)成水庫，在壩或壩側(cè)安裝水輪發(fā)

10、電機組，利用堤壩兩側(cè)的潮差驅(qū)動水輪發(fā)電機組發(fā)電。最大的潮汐電站-法國朗斯電站 地熱發(fā)電 地熱發(fā)電：利用地下蒸汽或熱水等地球部熱能資源發(fā)電。 地熱蒸汽發(fā)電的原理和設備與火電廠基本相同。利用地下熱水發(fā)電，有兩種基本類型。 （1）閃蒸地熱發(fā)電系統(tǒng)（又稱減壓擴容法）：使地下熱水變?yōu)榈蛪赫羝┢啓C做功。 （2）雙循環(huán)地熱發(fā)電系統(tǒng)（又稱中間介質(zhì)法）。 太陽能發(fā)電 太陽能：是從太陽向宇宙空間發(fā)射的電磁輻射能，到達地球表面的太陽能為8.2109萬kW，能量密度為1kW/左右。太陽能發(fā)電有熱發(fā)電和光發(fā)電兩種方式。 太陽能熱發(fā)電：是將吸收的太陽輻射熱能轉(zhuǎn)換成電能的裝置，其基本組成與常規(guī)火電設備類似。它又分集中式

11、和分散式兩類。集中式太陽能熱發(fā)電又稱塔式太陽能熱發(fā)電，其熱力系統(tǒng)流程如圖114所示。 太陽能光發(fā)電：是不通過熱過程而直接將太陽的光能轉(zhuǎn)變成電能，有多種發(fā)電方式，其中光伏發(fā)電方式是主流。 光伏發(fā)電：是把照射到太陽能電池（也稱光伏電池，是一種半導體器件，受光照射會產(chǎn)生伏打效應）上的光直接變換成電能輸出。 5.生物質(zhì)能發(fā)電 生物質(zhì)能是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能而儲存在生物質(zhì)部的能量，屬可再生能源。生物質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)是以生物質(zhì)能為能源的發(fā)電工程，（如垃圾焚燒發(fā)電、沼氣發(fā)電、蔗渣發(fā)電等。） 6.磁流體發(fā)電 磁流體發(fā)電亦稱等離子體發(fā)電，是使極高溫度并高度電離的氣體高速（1000m/s）流經(jīng)強磁場而

12、直接發(fā)電。這時氣體中的電子受磁力作用和氣體中活化金屬粒子（鉀、銫）相互碰撞，沿著與磁力線成垂直的方位流向電極而發(fā)出直流電。二、變電站 變電站是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。變電站有多種分類方法，可以根據(jù)電壓等級、升壓或降壓及在電力系統(tǒng)中的地位分類。根據(jù)變電站在系統(tǒng)中的地位，可分為以下幾類。電力系統(tǒng)的接線圖 1.樞紐變電站 樞紐變電站位于電力系統(tǒng)的樞紐點，連接電力系統(tǒng)高、中壓的幾個部分，匯集有多個電源和多回大容量聯(lián)絡線，變電容量大，電壓（指其高壓側(cè)，以下同）等級為330500kV。全站停電時，將引起系統(tǒng)解列，甚至癱瘓。500kV變電站 2.中間變電站 中間變電站一般位于系統(tǒng)的主要環(huán)路線路中或系統(tǒng)主要干線的接口處，匯集有23個電源，高壓側(cè)以交換潮流為主，同時又降壓供給當?shù)赜脩?，主要起中間環(huán)節(jié)作用，電壓等級為220330kV。全站停電時，將引起區(qū)域電網(wǎng)解列。220kV馬頭變電站 3.地區(qū)變電站 地區(qū)變電站以對地區(qū)用戶供電為主，是一個地區(qū)或城市的主