《发电厂电气部分》第一章(G)

发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁发电厂电气部分2013下期发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁本课程学习内容第一章能源与发电第二章发电、变电和输电的电气部分第三章常用计算的基本理论和方法第四章电气主接线及设计第五章厂用电接线及设计第六章导体和电气设备的原理及选择第七章配电装置第八章发电厂和变电站的控制与信号第九章同步发电机和电力变压器的运行发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁本课程的目的和任务通过课堂讲授、多媒体教学、课外作业、课外自学及发电厂和变电所认识实习等教学环节，使学生了解现代大型发电厂的电能生产过程及特点；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，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及变电所电气部分技术问题的基本专业素质，掌握电气主系统的一般设计方法。发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁第一章能源和发电•1.1绪论•1.2能源和电能•1.3火力发电厂•1.4水力发电厂•1.5核能发电厂发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁1.1绪论一、我国电力工业发展概况1.装机容量、发电量迅速增长统计数据从1882年国内第一台直流发电机开始，解放前装机容量不足185万kW至2006年装机容量达到到6亿kW，期间经历了多阶段的跨越式发展。发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁年份装机容量(万kW)装机容量在国际排位年发电量（亿kWh）年发电量在国际排位备注～1949185214325建国前67年196011929594-装机容量突破1000万kW19871029054973-装机容量突破1亿199521722410069-装机容量突破2亿1996236542107942基本解决全国性缺电局面2000319322136852装机容量突破3亿2004440702218702装机容量突破4亿2005517182249752装机容量突破5亿2006622002283442装机容量突破6亿表1-1我国各阶段电力发展情况表发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁00.511.522.533.544.551952195319541955195619571958195919601961196219631964196519661967196819691970197119721973197419751976197719781979198019811982198319841985198619871988198919901991199219931994199519961997199819992000200120022003200420052005年500GW2004年400GW2000年300GW1995年200GW1987年100GW1978年57.1GW1949年1,850MW中国发电装机容量变化发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁2007年底：71329万千瓦（7.133亿千瓦）2008年底：79253万千瓦（7.93亿千瓦）2009年底：87407万千瓦（8.74亿千瓦）发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁2.电网的建设有较大发展1971年以前：我国大陆电网最高电压等级为220kV；1972年：建成第一条330kV输电线路（刘家峡——陕西关中，534km）；1981年：建成第一条500kV输电线路（河南平顶山——武汉，595km）；1989年：建成第一条±500kV直流输电线路（葛洲坝——上海，1046km）；2005年：建成第一条750kV输电线路（青海官亭——甘肃兰州东，146km）；2006年：我国首条1000kV特高压输电线路开关站在河南南阳奠基（晋东南——南阳——荆门，654km）。发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁3.电力设备的制造水平大大提高我国最大的地热电站：西藏羊八井第一、二地热电站总装机容量2.518万KW；我国最大的风电场：内蒙古赤峰赛罕坝风电场总装机容量17万KW。第二大风电场是新疆达坂城风电场，其总装机容量14万KW；我国最大的潮汐电站：浙江省江厦潮汐电站总装机容量3200KW；我国最大的垃圾焚烧电厂：上海浦东垃圾焚烧电厂总装机容量1.7万KW。发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁内蒙古赤峰赛罕坝风电场发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁新疆达坂城风电场发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁江厦潮汐电站发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁2005年10月24日广州首座垃圾电厂启用，日处理千吨垃圾发电。垃圾倒进“垃圾储蓄坑”，然后送去焚烧发电中央控制室发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁（1）电源结构不尽合理：水电、核电及新能源发电比重偏小。（2）电网建设与电源建设不协调，供电可靠性偏低：我国电力建设长期以来“重发轻供”的情况十分突出。部分电网网架结构不够坚强，出现窝电和缺电并存的现象；配电网仍不能满足用电需求增长的需要；供电可靠性偏低。（3）人均拥有装机容量和人均占有发电量较低：目前我国人均拥有装机容量和人均占有发电量不到世界平均水平的一半，约为发达国家的1/6和1/10。（4）技术经济指标平均水平不高：火电厂平均发电煤耗、供电煤耗、厂用电率、电网线损率等仍较高。（5）火电厂的污染物排放量高：火电厂的二氧化硫、氮氧化物和大量粉尘的排放尚未得到有效控制。（6）发供电设备质量问题较多，性能欠佳。二、差距发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁三、发展规划1.大力发展水电水能资源是可再生的清洁能源；在电力系统中，有一定比例的水电装机容量对系统调峰和安全经济运行极为有利；水电站的发电成本低，水库可以综合利用。发达国家水电的平均开发度已在60％以上。我国水电装机容量居世界第2位，但仅开发了少部分，水电装机容量比例偏低。发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁我国水电之最世界最大的水电站：长江三峡电站世界最大的抽水蓄能电站：广州抽水蓄能电站世界海拔最高的电站：西藏羊卓雍湖抽水蓄能电站发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁三峡电站发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁广州抽水蓄能电站发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁2.优化发展火电火电厂的厂址不受限制，建设周期短，能较快发挥效益。建设一批大容量、高参数、环保型机组，并优化电源布局；淘汰一批不符合节能环保标准的小火电机组，实行上大压小、降低能源消耗、减少污染排放，并把压小作为上大的前提。东莞沙角C电厂2号汽轮发电机组发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁3.积极发展核电我国目前已经形成了浙江秦山、广东大亚湾和江苏田湾等6个核电基地，拥有11台核电机组、约900多万KW的装机容量。距世界水平仍有很大差距，目前全球核电占电能的比平均为17%，已有17个国家核电在本国发电量中的比重超过25%，而我国核发电量占总量不到2%，远不到世界平均水平，更远远低于法国85%、美国20%的水平。核电在沿海地区是发展的必由之路，主要是在沿海一次能源短缺的广东、福建、浙江、江苏、辽宁、山东等省建设一批单机百万千瓦级的核电站；同时也探索在内地发展核电，主是在江西、湖南、安徽、吉林等省建设核电站。至2020年，中国核电装机容量规划要达到4000万KW，约占整个电力装机容量的4%。发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁秦山核电站发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁江苏田湾核电站发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁4.重点发展电网，形成全国统一的联合电网推进“西电东送、南北互供、全国联网”的发展战略，建设多个1000KV交流工程、±800KV直流工程。到2020年底，我国将建成覆盖华北、华中、华东地区的特高压交流同步电网，建成15个特高压直流工程；建设多个500KV交流工程、±500KV直流工程。随着三峡电站及其输变电工程建设的完成，到2010年已基本实现以三峡为中心的全国联网格局，并形成全国统一的联合电网。我国在进行电网建设的同时，还不断推进中俄、中越之间的跨国电力联网工程。发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁中国电网分布发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁区域电网构成华北、华东、华中、南方电网的装机容量已超过1亿kW(100GW)东北、西北电网的装机容量也超过4000万kW(40GW)发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁区域电网互联1989年9月，±500kVDC2001年5月，500kVAC2003年6月，500kVAC2003年9月，500kVAC2004年6月，±500kVDC2005年6月，直流背靠背发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁•电网电压等级第一条500kVAC：1981年12月河南平顶山-湖北武昌。第一条330kVAC：1972年6月甘肃刘家峡-天水-陕西关中(眉县)。各电网已形成500kV或330kV的骨干网架。第一条±500kVDC：1989年9月，湖北葛洲坝-上海南桥。第一条750kVAC：2005年9月青海官亭-甘肃兰州东。发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁5.因地制宜发展新能源发电，做好农村电气化建设在边远农村和沿海岛屿，因地制宜建设小水电、风力发电、生物质发电、潮汐发电、地热发电和太阳能发电等。至2010年，风电装机容量超过500万KW，生物质发电装机容量达到550万KW，太阳能发电装机容量达到30万KW；到2020年，风电装机达3000万KW，生物质发电达到3000万KW，太阳能发电装机达220万KW。发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁6.开发和节约并重，高度重视环境保护在开发能源的同时，采取有效措施节约能源、降低损耗（煤耗、水耗、线损等），提高能源利用效率。实行电力发展与环境保护相协调的方针，使电力建设与环境保护“同步规划、同步实施、同步发展”。发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁1.2能源和电能•一、能源的含义和分类•一次能源：直接由自然界采用的能源。如煤、石油、天然气等。•二次能源：由一次能源经加工转换而获得的另一种形态的能源。如电力、汽油、煤气等。发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁二、电能•电是一种二次能源，是在各种发电厂内由其它能源（比如煤、水等天然能源）转换而来的。•发电厂是把各种天然能源，如煤炭、水能、核能等转换成电能的工厂。•根据发电厂所使用的一次能源的不同，发电厂可分为：火力发电厂、水力发电厂、核电厂等类型。发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁1.3火力发电厂一、火电厂的分类发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁按输出能源分为：1）凝汽式电厂：（200MW及以上的机组）容量大，靠近燃料产区（坑口、矿口），燃烧劣质煤。电能经高压或超高压线路送往负荷中心，单纯供电。特点：水循环使用，即在汽轮机内作功后，蒸汽全部排入凝汽器冷却成水，又重新送回锅炉。蒸汽中含有的大量热量被浪费。效率低：30％～40％。发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁2）热电厂（几十到几百MW的机组）•容量中小，靠近城市和负荷中心。电能在满足地方需求后，经高压线路送进电网，既供电又供热。•特点：在汽轮机中段抽出已作功蒸汽，或直接供热给用户（化工、纺织、造纸、制药、公用事业和居民取暖等），或送给水加热器将水加热供给用户。•效率高：可达60％～70％。但运行方式不如凝汽式电厂灵活，因为需根据热需求调整出力。发电厂电气部分第一章湖南工业大学电气与信息工