1、电气设备,课程性质和任务,本课程是 “发电厂及电力系统” 专业的一门核心技术技能课程，它的任务是通过讲授发电厂、变电站电气设备的基本知识和电气一次系统、二次回路的内容，使学生具有中、高级专门人才所必需的发电厂、变电所一、二次系统及电气设备的专门知识，为后续专业课程的学习及提高职业技能，毕业后增强工作能力打下良好的基础。,课程教学目标,使学生具备有关发电厂、变电站一、二次系统和电气设备的专门知识，初步形成发电厂、变电站电气方面的工作能力。 1、知识学习目标 2、能力培养目标 3、思想教育目标,（1）能对发电厂、变电站的一、二次系统进行基本分析；（2）能简单分析电力系统中性点的运行方式；（3）能阅
2、读、绘制基本的一次接线图，能阅读二次回路图；（4）初步具备电气设备运行、检修和安装的能力；,具有实事求是、理论联系实际和勇于开拓和创新的精神。具有良好的职业道德。,学习要求,认真听讲、记笔记及时复习、按时完成作业随时提问、系统小结,成绩评判,平时表现作业、提问考试成绩,课堂五不：不睡觉不开小差不开小会不看无关书籍不开手机,项目一概述,任务1 电力工业发展概况发电厂、变电站概述,一、中国电力工业的发展概述二、电力系统及电力网概述三、发电厂、变电站概述,一、中国电力工业的发展,1、单机容量2、电压等级3、总装机容量4、机组组成,一、中国电力工业发展史,简介,中国电力工业从1882年有电以来，至今经
3、走过了125年的光辉历程。 1875年法国巴黎建成第一家发电厂，标志着世界电力时代的来临。 与世界有电的历史几乎同步，1879年，中国上海公共租界点亮了第一盏电灯，随后1882年由英国商人在上海创办了中国第一家公用电业公司上海电气公司。,历史时期,辛亥革命时期民国初期抗战期间解放战争期间解放后快速发展期,辛亥革命时期,1882年上海电气公司开业后，随着1890年八国联军的入侵，上海、汉口、天津、广州、北京，以及东北等租界相继开办了一些以解决照明为主的公用电业。同年华裔商人成立广州电灯公司，开始了民族资本创办电力的历史。1904年比利时商人与北洋军阀在天津签约成立了电车电灯公司，并于1906年开
4、始了中国交流电的历史。到1911年，全国发电装机容量才有2.7万KW，有电的地方仅是上海、广州、北京、香港、等中心城市和租界内，中国电力工业处于刚刚起步的幼芽状态。,民国初期,第一次世界大战爆发，民族资本工业得到了较快发展。 到1936年底，全国发电装机容量达到136.59万KW(不含台湾)，当时，最大的电力公司为上海电力公司，装机容量16.1万KW。 1924年江苏建成了第一条33KV输电线路，到1935年东北出现154KW输变线路，输电配电网络也相应得到发展。,抗战期间,从1937年抗日战争爆发到1945年日本投降的八年抗战期间，中国电力工业遭受了极大破坏。八年间，全国电力装机容量只增加9
5、万KW。这期间，国民政府主要在四川、云南、贵州、陕西、甘肃等后方地区共筹建了27个小电厂，总装机容量只有2.84万KW。日本人基本控制了东北与华北的电力。,解放战争期间,从1946年到1949年，中国电力工业基本处于停滞状态，仅在1947年在杨树浦电厂建成了1台180t/h高温高压锅炉和一台1.765万KW的背式汽轮发电机组，这是中国第一台高参数火电机组。在新中国成立前夕，全国装机容量只有185万KW、发电量43亿KWh，人均年用电量只有9kWh，发电量容量和发电量分别居世界第21位和第25位。 当时除东北仅有一条220KV线路和几条154KV线路，其他地区只有以城市供电区为中心的发电厂及直配
6、线。中国当时的电力工业处于落后地位。,解放后快速发展期,1949-1978年,在不到30年的时间里,全国发电装机容量达到5712万KW,发电量达到2566亿KWh,分别比1949年增长了29.9倍和58.7倍,装机容量的发电量分别跃居世界第8位和第7位. 电网也初具规模,建成里330KV和220KV输电线路533KM和22672KM,变电设备49万KVA和2479万KVA. 1987年，中国发电装机容量实现了历史性的突破，达到了1亿KW。,此后，电力工业连续每年新投产发电机组都超过1000万KW，从1987年仅用7年时间，全国发电装机容量翻了一番，跨上2亿KW的台阶。 1995年后又仅用5年的
7、时间，全国发电装机量又跨上3亿KW的台阶。 这期间，我国发电装机容量和发电量先后跃过法国、英国、加拿大、德国、俄罗斯和日本等发达国家和经济大国，于1996年底跃居世界第2位，仅次于美国。,电源开发,实施“优先开发水电，大力发展火电，适当发展核电，积极开发新能源发电”的方针。 到2001年底全国水电装机达到8301万KW，火电达到25314万KW，核电达到210万KW，风力和新能源发电达到37万KW。 目前水电开发已占到全国水电可开发资源的22%，水电装机容量居世界第二位。1994年12月开工建设的长江三峡工程是世界最大的电站，装机容量为240万KW的广州抽水蓄能电站是世界最大的 抽水蓄能电站，
8、西藏的羊卓雍湖水电站是世界海拔最高的电站。,电力系统的发展,科学技术的进步,早期简单电力系统,1882年美国671.5KW1882年中国上海11.76KW,现代复杂电力系统,火力发电厂,燃煤发电厂,燃气、燃油发电厂,山西大同第二发电厂,山东邹县电厂,水利发电厂,委内瑞拉古里电厂10X610MW,巴西依泰普水电厂18台 X700MW,中国三峡电站26台X700MW,美国大古力电厂3X600+3X700,佛子岭水电站大坝全景,三峡水电站装机2670万千瓦,核能发电厂,2020年4000万千万,第四代：高温气冷堆认定为第四代核电反应堆。,三里岛核电站（1979.3.28）,切尔诺贝利核电站（1986
9、4.26)发生核泄漏,第一代：上世纪50年代，小功率实验性核电站。,第三代：上世纪90年代， “先进轻水堆”为主要特征的第三代核电技术。,第二代：上世纪60年代后期开始，功率在30万千瓦以上的压水堆、沸水堆、重水堆核电站。,广东大亚湾核电站 2X900MW,风力发电,德国、美国、丹麦、西班牙,1890年起源于丹麦,1986 年山东荣成第一个示范风电场,2005年底，风电机组1864台，装机容量126.6万千瓦。,2020年我国风电装机总量将增加到3000万千瓦,装机容量最大的新疆达板城风电场,内蒙商都风力发电场3875KW,据统计，2001年底全国发电装机容量和发电量达到3.3861亿KW和1
10、4839亿KWh，分别是1949年的183倍和345倍，50多年来年均增速在10%以上。 我国的电网建设也得到了巨大的发展，全国大区联网和西电东送联网建设不断加强，相应的城乡电网也得到改造和加强，到2001年底，全国220KV及以上线路达到17.66万KM，变电容量达到4.73亿KVA。,到2005年年底，全国发电设备容量为：5.17亿万千瓦。其中，水电约占总容量22.7%，火电约占总量75.67%，核电占总量1.32%，风电占总量0.2%。,到2006年年底,全国发电装机容量达到6.22亿万千瓦，2020年达到9.5亿万千瓦,水轮发电机最大容量840MVA（778MW）,核能发电机最大容量（
11、取决于核反应堆）1000MW双环路压水堆,电网建设,1972年我国第一条330KV超高压输变电工程刘家峡经天水到陕西关中全长534km的线路投产。 1981年又建成了从河南平顶山湖北武汉的我国第一条全长595km的500kv线路。 1985年全部采用国产设备的辽宁锦州到辽阳的500kv输变电工程投产。 此后，500kv（包括330kv）电网工程在我国许多省份和大区内的省际间迅速发展。,随着三峡工程正式开工，与之配套的三峡输变电工程也于1997年1月正式开工，其建设将确保三峡的电力输送到华中、华东、广东及重庆等地区，同时也将促进中国逐步形成以三峡电站为中心的全国联网。 2009年三峡电站全部建成
12、后，总功率为18200MW,将通过15回500KV交流输电线路和3回500KV直流输电线路向全国输电。,1000kV特高压输电线路,500千伏上海南桥变电站直流阀厅,500kV上海杨高变电站,2020年：装机容量为9.5亿kW左右,发电量为4.3万亿kWh,全国人均占有电量约为2900kWh,2000年世界人均电量2500kWh,相当于美国50年代初，英国60年代初的水平。,比西班牙1982年人均占有电量(3100kWh)还低。,煤电为6亿kW，占63% ；水电2亿kW，占21.1% 抽水蓄能电站2500万kW，占2.6%；核电4000万kW占4.2% ；气电7000万kW，占7.3% 新能源
13、1500万kW占1.5%,管理体制,我国从建国开始，就对电力工业发展十分重视 1993年4月，八届人大一次会议决定撤消能源部，重新成立电力工业部。 1998年3月，九届人大一次会议决定批准成立国家电力公司。 从1988年到2001年这十多年，是我国电力工业发展最快、规模最大、技术管理水平得到了极大提高的时期。这期间，我们解决了长期困扰经济发展的缺电问题，调整了电力结构，飞速发展了电网。,在我国电力管理体制的历次改革中，成立国家电力公司标志着我国电力工业管理体制由计划经济想社会主义市场经济转变，实现政企分开的历史性转折。电力要发展，必须深化改革。2002年厂网分家，全国成立五大发电集团：国电、大
14、唐、华能、中电投、五大电网：华北、东北、华中、华东、西北、南方。,电力系统及电力网,（一）定义 （二）联合电力系统优越性（三）电力生产的特点（四）电力系统运行要求（五）电力安全生产,（一）定义,电力系统,由发电厂、升压和降压变电所、输配电线路及电能用户在电气上连成的整体。,电力网,电力网各级电压的输配电线路和变电所组成的部分。,联合电力系统,许多电厂用电网连接并联在同一电力系统中工作。,（二）联合电力系统优越性,1、可提高运行的可靠性2、保证供电质量3、提高设备利用率，减少备用容量4、提高整个电力系统的经济性5、为使用高效率、大容量的机组创造 条件,（三）电力生产的特点,1、同时性,发、供、用
15、同时性,2、运行方式改变引起电磁暂态和机电暂态的短暂性；,3、对经济和生活的重要性。,4、不能大量储存,（四）电力系统运行要求,1、安全可靠、连续地对电力用户供电，完成年发电量计划2、电能质量：U=5%，f=500.5HZ3、经济性：消耗少、效率高、成本低4、安全性,人身安全设备安全电网安全,（五）电力安全生产,1、安全技术措施2、安全组织措施3、安全与防火4、触电急救,安全制度、安全工具、灭火工具,发电厂、变电站概述,一、发电厂1、火电厂2、水电厂3、核能电厂4、其他类型电厂二、变电站,一、发电厂,定义,把其他形式的能量转换为电能的工厂。（化学能、位能、动能、核能）,类型：按使用能源不同按在
16、系统中地位和作用,火电厂水电厂核能电厂其他类型电厂,区域性电厂地方性电厂自备电厂,1、火电厂,燃料,煤、油、天然气,过程：,C（化学能） + O2CO2 + Q（热能），借助汽轮机等热力机械机械能 汽轮机带动发电机电能,主要设备,锅炉、汽机、发电机,辅助设备：风机、水泵,建在煤碳基地或附近，热效率仅为（3740）%（大机组）、（2530）%（中、小电厂）,火电厂类型（按作用）：凝汽式电厂热电厂,建在城市或用户附近，热效率达（6070）%，热机组发电与用热相关，用热量多时多发电，不如凝汽机组灵活。,2、水电厂,定义,将水的位能和动能转换为电能的工厂,出力：水电厂的出力与水的流量和上、下游水位落差
17、的乘积成正比。,类型（按取水方式）：坝式水电厂 修坝成水库， 引水发电径流式水电厂抽水蓄能式水电厂,坝后式：电厂厂房在坝后面，不承受水压。刘家峡、新安江、丹江口河床式：厂房与大坝连成一体，承受水压。富春江,建坝不形成水库，直接引水发电。葛洲坝 （季节影响大）,水轮机发电机运行方式 发电电动机水泵 抽水,调频、调相、备用,高水头20-30m,水电厂优点：生产过程简单、运行维护人员少，易自动化，成本低，效率高，运行灵活，起停迅速，不污染，发电、防洪、灌溉、航运一体。,水机总效0.85-0.86Q：水流量 m3/sH：水头m,3、核能电厂,核反应堆和蒸汽发生器代替锅炉设备在核反应堆内，铀在慢中子的撞
18、击下产生链式反应，使原子核分裂，放出巨大能量，用石墨或重水作减速剂。效率高，所需原料少。核电厂中水循环有两个独立回路。,总：17%法国：80%中国：1%大亚湾、秦山,4、其他类型电厂,风力发电厂太阳能（光伏电厂）地热电厂潮汐电厂沼气电厂生物能电厂,再生能源,二、变电站,变电站变换电能电压和分配电能的场所。,作用：变换电能电压，传输、接受、分配电能,330500KV，连接系统的高压和中压，汇集多个大电源和大容量联络线。电压高，回路多，容量大，全所停电将引起系统解列，大面积停电,按地位和作用分为 ：枢纽变电所中间变电所地区变电所企业变电所终端变电所,330220KV以上，设在高压和超高压主要环形线路或系统主干线的接口处。高压侧有穿越功率通过，降压给附近地区供电，回路不多,110220KV，给地区供电,矿企业专用，35220KV,负荷点附近，10110KV，接线简单,小 结,电力系统及电力网定义发电厂类型变电站类型,测 试 题,什么是电力系统？什么是电力网？电厂按使用的能源分为哪几种？我国哪种电厂电最多？哪种电厂是再生能源电厂？凝汽式电厂与热电厂有什么区别？联合电力系统有什么优点？,结束,谢谢,2005年9月2日,
