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1、发电厂变电所电气部分,刘宝贵 马仕海 编制,中国电力出版社,教材配套电子教案,第一章 绪 论,本章主要讲授内容发电厂的类型变电所的类型发电厂变电所电气设备概述本课程的目的和任务,第一节 发电厂的类型,一.火力发电厂二.水力发电厂三.核电厂 四.新能源发电,火 力 发 电 厂,把化石燃料(煤、油、天然气、油页岩等)的化学能转换成电能的工厂。分类：凝汽式火力发电厂 热电厂 燃气轮机发电厂,凝汽式火力发电厂生产过程,整个生产过程可分为三个系统：燃烧系统汽水系统电气系统,燃烧系统的作用及组成,作 用：把燃料的化学能通过在锅炉内燃烧过程中转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽。组 成：由运煤、磨煤、燃烧
2、、风烟、灰渣等系统组成。,火力发电厂燃烧系统流程示意图,汽水系统的作用及组成,作 用：把锅炉产生的蒸汽送入汽轮机冲动汽轮机的转子旋转，将热能转变为机械能。组 成：由锅炉、汽轮机、凝汽器、除氧器、加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系统。,火力发电厂汽水系统流程示意图,电气系统的作用及组成,作 用：把由汽轮机转子旋转的机械能利用发电机变成电能。组 成：包括发电机、励磁装置、厂用电系统和升压变电站等。,火力发电厂电气系统示意图,二、热电厂,热电厂与凝汽式火力发电厂的不同之处：将汽轮机中一部分做过功的蒸汽从中段抽出来直接供给热用户，或经热交换器将水加热后，把热水供给用户。,热电
3、厂生产过程的示意图,三、燃气轮机发电厂,用燃气轮机或燃气一蒸汽联合循环中的燃气轮机和汽轮机驱动发电机的发电厂。可燃用液体燃料或气体燃料。燃气轮机的工作原理与汽轮机相似，不同的是其工质不是蒸汽，而是高温高压气体。,燃气轮机基本循环示意图,电、热、冷三联供模式,燃气轮机的排气进入余热锅炉，加热其中的给水并产生高温高压蒸汽，送到汽轮机中去做功，带动发电机再次发电；从汽轮机中抽取低压蒸汽(发电机停止发电时起动备用燃气锅炉提供汽源)，通过蒸汽型溴冷机(溴化锂作为吸收剂)或汽水热交换器7制取冷、热水。,燃气一蒸汽联合循环系统,水力发电厂,把水的位能和动能转换成电能的工厂水电站的原动机为水轮机，通过水轮机将
4、水能转换为机械能，再由水轮机带动发电机将机械能转换为电能。按照是否建造拦河坝划分，水电站可分为坝式水电站、引水式水电站和抽水蓄能电站。,1)坝式水电站,在河流上的适当地方建筑拦河坝，形成水库，抬高上游水位，使坝的上、下游形成大的水位差。按厂房与坝的相对位置又可分为：坝后式厂房、溢流式厂房、岸边式厂房、地下式厂房、坝内式厂房和河床式厂房等。,电、热、冷三联供模式,燃气轮机的排气进入余热锅炉，加热其中的给水并产生高温高压蒸汽，送到汽轮机中去做功，带动发电机再次发电；从汽轮机中抽取低压蒸汽(发电机停止发电时起动备用燃气锅炉提供汽源)，通过蒸汽型溴冷机(溴化锂作为吸收剂)或汽水热交换器7制取冷、热水。
5、,坝后式水电站断面图,引水式水电站,由引水系统将天然河道的落差集中进行发电的水电站。,抽水蓄能电站,利用电力系统低谷负荷时的剩余电力抽水到高处蓄存，在高峰负荷时放水发电的水电站。,核电厂,核电厂是将原子核的裂变能转换为电能，燃料主要是U235。按所使用的慢化剂和冷却剂不同，核反应堆可分为以下几种：轻水堆 重水堆 石墨气冷堆及石墨沸水堆 液态金属冷却快中子堆,压水堆核电厂的示意图,压水堆核电厂的特点,整个系统分成一回路系统和二回路系统。一回路系统中压力为15MPa的高压水被冷却剂主泵送进反应堆，吸收燃料元件的释热后，进入蒸汽发生器下部的U形管内，将热量传给二回路系统的水，再返回冷却剂主泵入口，形
6、成一个闭合回路。,压水堆核电厂的特点,二回路系统的水在U形管外部流过，吸收一回路系统的水的热量后沸腾，产生的蒸汽进入汽轮机的高压缸做功；高压缸的排汽经再热器再热提高温度后，再进入汽轮机的低压缸做功；膨胀做功后的蒸汽在凝汽器中被凝结成水，再送回蒸汽发生器，形成一个闭合回路。,沸水堆核电厂的示意图,沸水堆核电厂,堆芯产生的饱和蒸汽经分离器和干燥器除去水分后直接送入汽轮机做功。沸水堆的控制棒是从堆芯下部插入。在沸水堆核电厂中反应堆的功率主要由堆芯的含汽量来控制。在沸水堆中配备一组喷射泵，通过改变堆芯水的再循环率来控制反应堆的功率。,新能源发电,风力发电 海洋能发电 地热发电 太阳能发电 生物质能发电
7、 磁流体发电,(1)风力发电,风力机1将风能转化为机械能(属于低速旋转机械)，升速齿轮箱2将风力机轴上的低速旋转变为高速旋转，带动发电机3发出电能；经电缆线路10引至配电装置11，然后送入电网,(2)海洋能发电,在潮差大的海湾入口或河口筑堤构成水库，在坝内或坝侧安装水轮发电机组，利用堤坝两侧的潮差驱动水轮发电机组发电。通常分为单库单向式和单库双向式两种。,单库单向式潮汐电站,电站只建一个水库，安装单向水轮发电机组，在落潮时发电。当涨潮至库内水位时，开闸向水库充水，至库内外在更高的水位齐平时关闸，等待潮水逐渐下降；当库内外水位差达机组启动水头时开闸发电，直到库内外水位差小于机组发电所需的最低水头
8、，再次关闸等待，转入下一周期。,单库单向式潮汐电站,(3)地热发电,利用地下蒸汽或热水等地球内部热能资源发电，称为地热发电。利用地下热水发电，分为闪蒸地热发电系统和双循环地热发电系统两种类型。,闪蒸地热发电系统,(4)太阳能发电,1)太阳能热发电 将吸收的太阳辐射热能转换成电能分集中式和分散式两类,集中式太阳能热发电,塔式太阳能电站热力系统流程,变电所的类型,枢纽变电所中间变电所地区变电所 终端变电所,发电厂变电所电气设备简述,一次设备 直接生产、转换和输配电能的设备。1生产和转换电能的设备 包括：同步发电机、变压器、电动机 2开关电器包括：断路器、隔离开关、熔断器、负荷开关、重合器、分段器等
9、 3限流电器包括：普通电抗器和分裂电抗器,发电厂变电所电气设备简述,4载流导体 包括：母线、架空线、电缆线 5补偿设备 包括：调相机、电力电容器、消弧线圈、并联电抗器 6仪用互感器包括：电流互感器、电压互感器,发电厂变电所电气设备简述,7防御过电压设备包括：避雷线(架空地线)、避雷器、避雷针 8绝缘子 包括：针式绝缘子、悬垂绝缘子、棒式绝缘子9接地装置,二次设备：对一次设备进行监察、测量、控制、保护、调节的辅助设备。包括：测量表计、绝缘监察装置、控制和信号装置、继电保护及自动装置、)直流电源设备、高频阻波器,发电厂变电所电气设备简述,本课程的目的和任务,通过课堂讲授、多媒体教学、课外作业、课外自学、课程设计及发电厂和变电所认识实习等教学环节，使学生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，电气主系统的设计方法以及发电厂和变电所的控制与信号原理，培养学生分析和解决发电厂和变电所电气部分技术问题的基本专业素质,
