第二节 发电厂和变电站概述精选文档.ppt

第二节 发电厂和变电站概述本讲稿第一页，共二十三页教学内容教学内容本节教学内容本节教学内容一、发电厂一、发电厂二、变电站二、变电站首页本讲稿第二页，共二十三页一、发电厂一、发电厂 发电厂是把各种天然能源（化学能、水能、原子能等）发电厂是把各种天然能源（化学能、水能、原子能等）转换成电能的工厂。转换成电能的工厂。（一）火力发电厂（一）火力发电厂1.凝汽式火电厂凝汽式火电厂 2.热电厂热电厂3.燃气轮机发电厂燃气轮机发电厂 首页 火力发电厂是把化石燃料的化学能转换成电能的工厂，简火力发电厂是把化石燃料的化学能转换成电能的工厂，简火力发电厂是把化石燃料的化学能转换成电能的工厂，简火力发电厂是把化石燃料的化学能转换成电能的工厂，简称火电厂。可分为：称火电厂。可分为：称火电厂。可分为：称火电厂。可分为：凝汽式火电厂的效率较低，凝汽式火电厂的效率较低，只有只有30304040。生产过。生产过程如图：程如图：热电厂总是建在热力用户附热电厂总是建在热力用户附近近,将汽轮机中一部分做过功将汽轮机中一部分做过功的蒸汽从中段抽出来直接供给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用户，或经热交换器将水加热后，把热水供给用户。热后，把热水供给用户。生产生产过程如图：过程如图：用燃气轮机或燃气蒸汽联合循环中的燃气轮机和汽用燃气轮机或燃气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，称为燃气轮机发电厂。轮机驱动发电机的发电厂，称为燃气轮机发电厂。单纯用燃气轮机驱动发电机的发电厂，热效率只有单纯用燃气轮机驱动发电机的发电厂，热效率只有35354040;联合循环系统的热效率可达联合循环系统的热效率可达56568585。1煤场；煤场；2碎煤机；碎煤机；3原煤仓；原煤仓；4磨煤机磨煤机5煤煤粉仓；粉仓；6给粉机；给粉机；7喷燃器；喷燃器；8炉膛炉膛9锅炉；锅炉；10省煤器；省煤器；11空气预热器；空气预热器；12引风机；引风机；13送风机送风机14汽轮机；汽轮机；15发电机；发电机；16凝汽器；凝汽器；17抽气器抽气器18循环水泵循环水泵19凝结水泵；凝结水泵；20除除氧器；氧器；21给水泵；给水泵；22加热器；加热器；23水处理设备；水处理设备；24升压变压器升压变压器1汽轮机；汽轮机；2发电机；发电机；3凝汽器；凝汽器；4抽气器；抽气器；5循环水泵；循环水泵；6凝结水泵凝结水泵7除氧器；除氧器；8给水泵；给水泵；9加热器；加热器；10水处理设备；水处理设备；11升压变压器；升压变压器；12加热器；加热器；13回水泵；回水泵；14泵泵1压气机；压气机；2燃烧室；燃烧室；3燃气轮机；燃气轮机；4发电机发电机5汽轮汽轮机；机；6蒸汽型溴冷机；蒸汽型溴冷机；7汽汽水热交换器；水热交换器；8备用燃气锅备用燃气锅炉；炉；9凝汽器；凝汽器；10余热锅炉；余热锅炉；11制冷采暖切换阀制冷采暖切换阀发电厂发电厂火力发电厂火力发电厂 水力发电厂水力发电厂 核电厂核电厂 新能源发电新能源发电 本讲稿第三页，共二十三页本讲稿第四页，共二十三页三、发电厂三、发电厂火力发电厂火力发电厂火力发电厂火力发电厂 本讲稿第五页，共二十三页 火力发电厂火力发电厂 凝汽式火电厂生产过程示意图凝汽式火电厂生产过程示意图本讲稿第六页，共二十三页一、发电厂一、发电厂（二）水力发电厂（二）水力发电厂水力发电厂是把水的位能和动能转换成电能的工厂，简称水水力发电厂是把水的位能和动能转换成电能的工厂，简称水电厂，也称水电站。水电站的原动机为水轮机，通过水轮机电厂，也称水电站。水电站的原动机为水轮机，通过水轮机将水能转换为机械能，再由水轮机带动发电机将机械能转换将水能转换为机械能，再由水轮机带动发电机将机械能转换为电能。水电厂分为：为电能。水电厂分为：1.坝式水电站坝式水电站（1）坝后式厂房）坝后式厂房 （2）溢流式厂房）溢流式厂房（3）岸边式厂房）岸边式厂房 （4）地下式厂房）地下式厂房（5）坝内式厂房）坝内式厂房 （6）河床式厂房）河床式厂房2.引水式水电站引水式水电站3.抽水蓄能电站抽水蓄能电站 水电厂种类水电厂种类 ：水电厂水电厂 坝式水电站坝式水电站 引水式电站引水式电站 抽水蓄能电站抽水蓄能电站 坝后式坝后式 溢流式溢流式 岸边式岸边式 地下式地下式 坝内式坝内式 河床式河床式 本讲稿第七页，共二十三页一、发电厂一、发电厂（三）核电厂（三）核电厂核电厂是将原子核的裂变能转换为电能的发电厂，燃核电厂是将原子核的裂变能转换为电能的发电厂，燃料主要是料主要是U235。其生产过程与一般火电厂相似。其生产过程与一般火电厂相似。按所使用的慢化剂和冷却剂，核反应堆可分为轻水堆、按所使用的慢化剂和冷却剂，核反应堆可分为轻水堆、重水堆、石墨气冷堆及石墨沸水堆。轻水堆又分压水重水堆、石墨气冷堆及石墨沸水堆。轻水堆又分压水堆和沸水堆。堆和沸水堆。核电厂中以轻水堆核电厂最多。核电厂中以轻水堆核电厂最多。轻水堆式核电厂发电方式示意图如图所示：轻水堆式核电厂发电方式示意图如图所示：(a)(a)压水堆核电厂；压水堆核电厂；(b)(b)沸水堆核电厂沸水堆核电厂本讲稿第八页，共二十三页一、发电厂一、发电厂（四）新能源发电（四）新能源发电1.风力发电风力发电2.海洋能发电海洋能发电3.地热发电地热发电4.太阳能发电太阳能发电5.生物质能发电生物质能发电6.磁流体发电磁流体发电本讲稿第九页，共二十三页二、变电站二、变电站 变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。着变换和分配电能的作用。1.枢纽变电站枢纽变电站2.中间变电站中间变电站3.地区变电站地区变电站4.终端变电站终端变电站5.企业变电站企业变电站 枢纽变电站位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高、中枢纽变电站位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高、中压的几个部分，汇集有多个电源和多回大容量联络线，变电容压的几个部分，汇集有多个电源和多回大容量联络线，变电容量大，电压（指其高压侧，以下同）等级为量大，电压（指其高压侧，以下同）等级为330500kV。全站。全站停电时，将引起系统解列，甚至瘫痪。停电时，将引起系统解列，甚至瘫痪。中间变电站一般位于系统的主要环路线路中或系统主中间变电站一般位于系统的主要环路线路中或系统主要干线的接口处，汇集有要干线的接口处，汇集有23个电源，高压侧以交换潮流个电源，高压侧以交换潮流为主，同时又降压供给当地用户，主要起中间环节作用，为主，同时又降压供给当地用户，主要起中间环节作用，电压等级为电压等级为220330kV。全站停电时，将引起区域电网解。全站停电时，将引起区域电网解列。列。地区变电站以对地区用户地区变电站以对地区用户供电为主，是一个地区或城市的供电为主，是一个地区或城市的主要变电站，电压等级一般为主要变电站，电压等级一般为110220kV。全站停电时，仅。全站停电时，仅使该地区中断供电。使该地区中断供电。终端变电站位于输电线路终端，接近负终端变电站位于输电线路终端，接近负荷点，经降压后直接向用户供电，不承担功荷点，经降压后直接向用户供电，不承担功率转送任务，电压等级为率转送任务，电压等级为110kV及以下。全站及以下。全站停电时，仅使其站供的用户中断供电。停电时，仅使其站供的用户中断供电。企业变电站是供大、中型企业变电站是供大、中型企业专用的终端变电站，电压等企业专用的终端变电站，电压等级一般为级一般为35110kV，进线为，进线为12回。回。本讲稿第十页，共二十三页思考练习思考练习思考练习思考练习1.发电厂和变电站的作用是什么？各有哪发电厂和变电站的作用是什么？各有哪些类型？些类型？2.什么是新能源发电？包括哪些形式？什么是新能源发电？包括哪些形式？本讲稿第十一页，共二十三页本讲稿第十二页，共二十三页一、发电厂一、发电厂1.坝式水电站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，这种水电游水位，使坝的上、下游形成大的水位差，这种水电站称为坝式水电站。站称为坝式水电站。坝式水电站适宜建在河道坡降较缓且流量较大的河段。坝式水电站适宜建在河道坡降较缓且流量较大的河段。这类水电站按厂房与坝的相对位置又可为以下几种。这类水电站按厂房与坝的相对位置又可为以下几种。（1）坝后式厂房）坝后式厂房 （2）溢流式厂房）溢流式厂房（3）岸边式厂房）岸边式厂房 （4）地下式厂房）地下式厂房（5）坝内式厂房）坝内式厂房 （6）河床式厂房）河床式厂房本讲稿第十三页，共二十三页一、发电厂一、发电厂（1）坝后式厂房坝后式厂房厂房建在拦河坝非溢流坝段的后面（下游侧），不承厂房建在拦河坝非溢流坝段的后面（下游侧），不承受水的压力，压力管道通过坝体，适用于高、中水头。受水的压力，压力管道通过坝体，适用于高、中水头。1上游水位；上游水位；2下游水位；下游水位；3坝；坝；4压力进水管；压力进水管；5检修闸门；检修闸门；6闸门；闸门；7吊车；吊车；8水轮机蜗壳；水轮机蜗壳；9水轮机转子；水轮机转子；10尾水管；尾水管；11发电机；发电机；12发电机间；发电机间；13吊吊车；车；14发电机电压配电装置；发电机电压配电装置；15升升压变压器；压变压器；16架空线；架空线；17避雷线避雷线本讲稿第十四页，共二十三页一、发电厂一、发电厂（2）溢流式厂房溢流式厂房 溢流式厂房建在溢流坝段后（下游侧），泄洪水流从溢流式厂房建在溢流坝段后（下游侧），泄洪水流从厂房顶部越过泄入下游河道，适用于河谷狭窄，水库厂房顶部越过泄入下游河道，适用于河谷狭窄，水库下泄洪水流量大，溢洪与发电分区布置有一定困难的下泄洪水流量大，溢洪与发电分区布置有一定困难的情况。情况。（3）岸边式厂房岸边式厂房岸边式厂房建在拦河坝下游河岸边的地面上，引水道岸边式厂房建在拦河坝下游河岸边的地面上，引水道及压力管道明铺于地面或埋没于地下。及压力管道明铺于地面或埋没于地下。（4）地下式厂房地下式厂房地下式厂房的引水道和厂房都建在坝侧地下。地下式厂房的引水道和厂房都建在坝侧地下。本讲稿第十五页，共二十三页一、发电厂一、发电厂（5）坝内式厂房坝内式厂房压力管道和厂房都建在混凝土坝的空腔内，常设在溢流压力管道和厂房都建在混凝土坝的空腔内，常设在溢流坝段内，适用于河谷狭窄，下泄洪水流量大的情况。坝段内，适用于河谷狭窄，下泄洪水流量大的情况。（6）河床式厂房河床式厂房厂房与拦河坝相连接，成为坝的一部分，厂房承受水的厂房与拦河坝相连接，成为坝的一部分，厂房承受水的压力，适用于水头小于压力，适用于水头小于50m的水电站。的水电站。河床式厂房的水电站如图所示。河床式厂房的水电站如图所示。图中的溢洪坝、溢图中的溢洪坝、溢洪道是为了渲泄洪洪道是为了渲泄洪水、保证大坝安全水、保证大坝安全的泄水建筑物。的泄水建筑物。1进水口进水口2厂房厂房3溢流坝溢流坝本讲稿第十六页，共二十三页一、发电厂一、发电厂2.引水式水电站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，由引水系统将天然河道的落差集中进行发电的水电站，称为引水式水电站。称为引水式水电站。引水式水电站适宜建在河道多弯曲或河道坡降较陡的引水式水电站适宜建在河道多弯曲或河道坡降较陡的河段，用较短的引水系统可集中较大的水头；也适用河段，用较短的引水系统可集中较大的水头；也适用于高水头水电站，避免建设过高的挡水建筑物。于高水头水电站，避免建设过高的挡水建筑物。1堰堰;2引水渠引水渠;3压力水管压力水管;4厂房厂房引水式水电站如图所示。引水式水电站如图所示。本讲稿第十七页，共二十三页一、发电厂一、发电厂3.抽水蓄能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，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，称为抽水蓄能电站。在高峰负荷时放水发电的水电站，称为抽水蓄能电站。抽水蓄能电站可能是堤坝式或引水式。抽水蓄能电站可能是堤坝式或引水式。抽水蓄能电站如图所示。抽水蓄能电站如图所示。1压力水管压力水管2厂房；厂房；3坝坝 当电力系统处于低谷负荷当电力系统处于低谷负荷时，机组以电动机水泵方时，机组以电动机水泵方式工作；式工作；当电力系统处于高峰负荷当电力系统处于高峰负荷时，机组按水轮机时，机组按水轮机发电机发电机方式运行。方式运行。本讲稿第十八页，共二十三页一、发电厂一、发电厂1.风力发电风力发电流动空气所具有的能量，称为风能。流动空气所具有的能量，称为风能。将风能转换为电能的发电方式，称为风力发电。将风能转换为电能的发电方式，称为风力发电。在风能丰富的地区，按一定的排列方式成群安装风力在风能丰富的地区，按一定的排列方式成群安装风力发电机组，组成集群，称为风力发电场。发电机组，组成集群，称为风力发电场。风力发电装置如图所示。风力发电装置如图所示。1风力机；风力机；2升速齿轮箱；升速齿轮箱；3发电机；发电机；4控制系统；控制系统；5驱动装置；驱动装置；6底板和外罩；底板和外罩；7塔架；塔架；8控制和控制和保护装置；保护装置；9土建基础；土建基础；10电缆线路；电缆线路；11配电装置配电装置 风力机风力机1 1将风能转化为机械能，升速齿轮箱将风能转化为机械能，升速齿轮箱2 2将风力机轴上的将风力机轴上的低速旋转变为高速旋转，带动发电机低速旋转变为高速旋转，带动发电机3 3发出电能；经电缆线路发出电能；经电缆线路1010引引至配电装置至配电装置1111，然后送入电网。，然后送入电网。本讲稿第十九页，共二十三页一、发电厂一、发电厂2.海洋能发电海洋能发电海洋能是蕴藏在海水中的可再生能源，如潮汐能、波海洋能是蕴藏在海水中的可再生能源，如潮汐能、波浪能、海流能、海洋温差能、海洋盐差能等。浪能、海流能、海洋温差能、海洋盐差能等。潮汐发电就是利用潮汐的位能发电，即在潮差大的海潮汐发电就是利用潮汐的位能发电，即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发电机组，利用堤坝两侧的潮差驱动水轮发电机组发电。可分为：电。可分为：（1）单库单向式。）单库单向式。（2）单库双向式。）单库双向式。（3）双库（高低库）式。）双库（高低库）式。建两个毗连的水库，水轮发电机建两个毗连的水库，水轮发电机组安装在两水库之间的隔坝内。高库设组安装在两水库之间的隔坝内。高库设有进水闸，在潮位较库内水位高时进水有进水闸，在潮位较库内水位高时进水（低库不进水），以尽量保持高水位；（低库不进水），以尽量保持高水位；低库设有泄水闸，在潮位较库内水位低低库设有泄水闸，在潮位较库内水位低时泄水。这样，两库之间终日有水位差，时泄水。这样，两库之间终日有水位差，可连续发电。可连续发电。本讲稿第二十页，共二十三页一、发电厂一、发电厂3.地热发电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。地热发电。地热蒸汽发电的原理和设备与火电厂基本相同。利用地热蒸汽发电的原理和设备与火电厂基本相同。利用地下热水发电，有两种基本类型。地下热水发电，有两种基本类型。（1 1）闪蒸地热发电系统（又称减压扩容法）。使地下热水）闪蒸地热发电系统（又称减压扩容法）。使地下热水变为低压蒸汽供汽轮机做功。变为低压蒸汽供汽轮机做功。（2 2）双循环地热发电系统（又称中间介质法）。这种系统的热）双循环地热发电系统（又称中间介质法）。这种系统的热水和工质各自构成独立系统水和工质各自构成独立系统 。本讲稿第二十一页，共二十三页一、发电厂一、发电厂4.太阳能发电太阳能发电太阳能是从太阳向宇宙空间发射的电磁辐射能。太阳太阳能是从太阳向宇宙空间发射的电磁辐射能。太阳能发电有热发电和光发电两种方式。能发电有热发电和光发电两种方式。（1）太阳能热发电）太阳能热发电太阳能热发电是将吸收的太阳辐射热能转换成电能的太阳能热发电是将吸收的太阳辐射热能转换成电能的装置，其基本组成与常规火电设备类似。它又分集中装置，其基本组成与常规火电设备类似。它又分集中式和分散式两类。式和分散式两类。集中式太阳能热发电又称塔式太阳能热发电，其热力集中式太阳能热发电又称塔式太阳能热发电，其热力系统流程如图所示。系统流程如图所示。分散式太阳能热发电，是在大面积的场地上安装许多套结构分散式太阳能热发电，是在大面积的场地上安装许多套结构相同的小型太阳能集热装置，通过管道将各套装置所产生的热相同的小型太阳能集热装置，通过管道将各套装置所产生的热能汇集起来，进行热电转换，发出电力。能汇集起来，进行热电转换，发出电力。（2 2）太阳能光发电）太阳能光发电 太阳能光发电是不通过热过程而直接将太阳的光能太阳能光发电是不通过热过程而直接将太阳的光能转变成电能，有多种发电方式，其中光伏发电方式是主转变成电能，有多种发电方式，其中光伏发电方式是主流。流。光伏发电是把照射到太阳能电池上的光直接变换成光伏发电是把照射到太阳能电池上的光直接变换成电能输出。电能输出。本讲稿第二十二页，共二十三页一、发电厂一、发电厂5.生物质能发电生物质能发电生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而储存在生物质内部的能量，属可再生能源。能而储存在生物质内部的能量，属可再生能源。薪柴、农作物秸秆、人畜粪便、有机垃圾及工业有机薪柴、农作物秸秆、人畜粪便、有机垃圾及工业有机废水等，是主要的生物质能资源。废水等，是主要的生物质能资源。生物质发电系统是以生物质能为能源的发电工程，如生物质发电系统是以生物质能为能源的发电工程，如垃圾焚烧发电、沼气发电、蔗渣发电等。垃圾焚烧发电、沼气发电、蔗渣发电等。6.磁流体发电磁流体发电亦称等离子体发电，是使极高温度并高度电离的气体亦称等离子体发电，是使极高温度并高度电离的气体高速（高速（1000m/s）流经强磁场而直接发电。）流经强磁场而直接发电。本讲稿第二十三页，共二十三页