發(fā)電廠變電所電氣部分

發(fā)電廠變電所電氣部分第一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日第一章緒論本章主要講授內(nèi)容發(fā)電廠的類型變電所的類型發(fā)電廠變電所電氣設(shè)備概述本課程的目的和任務第二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日第一節(jié)發(fā)電廠的類型一.火力發(fā)電廠二.水力發(fā)電廠三.核電廠四.新能源發(fā)電第三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日火力發(fā)電廠

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。

分類：凝汽式火力發(fā)電廠熱電廠燃氣輪機發(fā)電廠第四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日凝汽式火力發(fā)電廠生產(chǎn)過程

整個生產(chǎn)過程可分為三個系統(tǒng)：①燃燒系統(tǒng)②汽水系統(tǒng)③電氣系統(tǒng)第五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日第六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日①燃燒系統(tǒng)的作用及組成

作用：把燃料的化學能通過在鍋爐內(nèi)燃燒過程中轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，加熱鍋爐中的水使之變?yōu)檎羝?/p>

組成：由運煤、磨煤、燃燒、風煙、灰渣等系統(tǒng)組成。

第七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日火力發(fā)電廠燃燒系統(tǒng)流程示意圖

第八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日②汽水系統(tǒng)的作用及組成作用：把鍋爐產(chǎn)生的蒸汽送入汽輪機沖動汽輪機的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。組成：由鍋爐、汽輪機、凝汽器、除氧器、加熱器等設(shè)備及管道構(gòu)成，包括給水系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)和補充給水系統(tǒng)。

第九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日火力發(fā)電廠汽水系統(tǒng)流程示意圖

第十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日③電氣系統(tǒng)的作用及組成

作用：把由汽輪機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機械能利用發(fā)電機變成電能。組成：包括發(fā)電機、勵磁裝置、廠用電系統(tǒng)和升壓變電站等。第十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日火力發(fā)電廠電氣系統(tǒng)示意圖

第十二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日二、熱電廠

熱電廠與凝汽式火力發(fā)電廠的不同之處：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)熱交換器將水加熱后，把熱水供給用戶。

第十三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日熱電廠生產(chǎn)過程的示意圖

第十四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日三、燃氣輪機發(fā)電廠用燃氣輪機或燃氣一蒸汽聯(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。

第十五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日燃氣輪機基本循環(huán)示意圖第十六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日電、熱、冷三聯(lián)供模式

燃氣輪機的排氣進入余熱鍋爐，加熱其中的給水并產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，送到汽輪機中去做功，帶動發(fā)電機再次發(fā)電；從汽輪機中抽取低壓蒸汽(發(fā)電機停止發(fā)電時起動備用燃氣鍋爐提供汽源)，通過蒸汽型溴冷機(溴化鋰作為吸收劑)或汽～水熱交換器7制取冷、熱水。第十七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)

第十八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日水力發(fā)電廠

把水的位能和動能轉(zhuǎn)換成電能的工廠水電站的原動機為水輪機，通過水輪機將水能轉(zhuǎn)換為機械能，再由水輪機帶動發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)換為電能。按照是否建造攔河壩劃分，水電站可分為壩式水電站、引水式水電站和抽水蓄能電站。第十九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日1)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。按廠房與壩的相對位置又可分為：壩后式廠房、溢流式廠房、岸邊式廠房、地下式廠房、壩內(nèi)式廠房和河床式廠房等。第二十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日電、熱、冷三聯(lián)供模式

燃氣輪機的排氣進入余熱鍋爐，加熱其中的給水并產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，送到汽輪機中去做功，帶動發(fā)電機再次發(fā)電；從汽輪機中抽取低壓蒸汽(發(fā)電機停止發(fā)電時起動備用燃氣鍋爐提供汽源)，通過蒸汽型溴冷機(溴化鋰作為吸收劑)或汽～水熱交換器7制取冷、熱水。第二十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日

壩后式水電站斷面圖

第二十二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日引水式水電站由引水系統(tǒng)將天然河道的落差集中進行發(fā)電的水電站。第二十三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日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。第二十四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日核電廠

核電廠是將原子核的裂變能轉(zhuǎn)換為電能，燃料主要是U235。按所使用的慢化劑和冷卻劑不同，核反應堆可分為以下幾種：輕水堆重水堆石墨氣冷堆及石墨沸水堆液態(tài)金屬冷卻快中子堆第二十五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日壓水堆核電廠的示意圖

第二十六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日壓水堆核電廠的特點整個系統(tǒng)分成一回路系統(tǒng)和二回路系統(tǒng)。

一回路系統(tǒng)中壓力為15MPa的高壓水被冷卻劑主泵送進反應堆，吸收燃料元件的釋熱后，進入蒸汽發(fā)生器下部的U形管內(nèi)，將熱量傳給二回路系統(tǒng)的水，再返回冷卻劑主泵入口，形成一個閉合回路。第二十七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日壓水堆核電廠的特點二回路系統(tǒng)的水在U形管外部流過，吸收一回路系統(tǒng)的水的熱量后沸騰，產(chǎn)生的蒸汽進入汽輪機的高壓缸做功；高壓缸的排汽經(jīng)再熱器再熱提高溫度后，再進入汽輪機的低壓缸做功；膨脹做功后的蒸汽在凝汽器中被凝結(jié)成水，再送回蒸汽發(fā)生器，形成一個閉合回路。第二十八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日沸水堆核電廠的示意圖

第二十九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日沸水堆核電廠堆芯產(chǎn)生的飽和蒸汽經(jīng)分離器和干燥器除去水分后直接送入汽輪機做功。沸水堆的控制棒是從堆芯下部插入。在沸水堆核電廠中反應堆的功率主要由堆芯的含汽量來控制。在沸水堆中配備一組噴射泵，通過改變堆芯水的再循環(huán)率來控制反應堆的功率。第三十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日新能源發(fā)電

風力發(fā)電海洋能發(fā)電地熱發(fā)電太陽能發(fā)電生物質(zhì)能發(fā)電磁流體發(fā)電第三十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日(1)風力發(fā)電

風力機1將風能轉(zhuǎn)化為機械能(屬于低速旋轉(zhuǎn)機械)，升速齒輪箱2將風力機軸上的低速旋轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚傩D(zhuǎn)，帶動發(fā)電機3發(fā)出電能；經(jīng)電纜線路10引至配電裝置11，然后送入電網(wǎng)第三十二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日

(2)海洋能發(fā)電

在潮差大的海灣入口或河口筑堤構(gòu)成水庫，在壩內(nèi)或壩側(cè)安裝水輪發(fā)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。通常分為單庫單向式和單庫雙向式兩種。第三十三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日單庫單向式潮汐電站

電站只建一個水庫，安裝單向水輪發(fā)電機組，在落潮時發(fā)電。當漲潮至庫內(nèi)水位時，開閘向水庫充水，至庫內(nèi)外在更高的水位齊平時關(guān)閘，等待潮水逐漸下降；當庫內(nèi)外水位差達機組啟動水頭時開閘發(fā)電，直到庫內(nèi)外水位差小于機組發(fā)電所需的最低水頭，再次關(guān)閘等待，轉(zhuǎn)入下一周期。第三十四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日單庫單向式潮汐電站

第三十五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日(3)地熱發(fā)電

利用地下蒸汽或熱水等地球內(nèi)部熱能資源發(fā)電，稱為地熱發(fā)電。利用地下熱水發(fā)電，分為閃蒸地熱發(fā)電系統(tǒng)和雙循環(huán)地熱發(fā)電系統(tǒng)兩種類型。第三十六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日閃蒸地熱發(fā)電系統(tǒng)

第三十七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日(4)太陽能發(fā)電

1)太陽能熱發(fā)電將吸收的太陽輻射熱能轉(zhuǎn)換成電能分集中式和分散式兩類

第三十八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日集中式太陽能熱發(fā)電

塔式太陽能電站熱力系統(tǒng)流程第三十九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日變電所的類型

樞紐變電所中間變電所地區(qū)變電所終端變電所

第四十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日發(fā)電廠變電所電氣設(shè)備簡述

一次設(shè)備直接生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換和輸配電能的設(shè)備。

1．生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備包括：同步發(fā)電機、變壓器、電動機2．開關(guān)電器包括：斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器、負荷開關(guān)、重合器、分段器等

3．限流電器包括：普通電抗器和分裂電抗器第四十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日發(fā)電廠變電所電氣設(shè)備簡述4．載流導體包括：母線、架空線、電纜線

5．補償設(shè)備包括：調(diào)相機、電力電容器、消弧線圈、并聯(lián)電抗器

6．儀用互感器包括：電流互感器、電壓互感器

第四十二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日發(fā)電廠變電所電氣設(shè)備簡述

7．防御過電壓設(shè)備包括：避雷線(架空地線)、避雷器、避雷針

8．絕緣子包括：針式絕緣子、懸垂絕緣子、棒式絕緣子9．接地裝置第四十三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日

二次設(shè)備：對一次設(shè)備進行監(jiān)察、測量、控制、保護、調(diào)節(jié)的輔助設(shè)備。包括：測量表計、絕緣監(jiān)察裝置、控制和信號裝置、繼電保護及自動裝置、)直流電源設(shè)備、高頻阻波器發(fā)電廠變電所電氣設(shè)備簡述第四十四頁，共四十六頁，