发电厂电气设备课件

1989年9月， ±500kVDC
2004年6月， ±500kVDC
五、电力系统的发展

电网电压等级
第一条330kVAC： 1972 年6月甘肃刘家峡-天水陕西关中(眉县)。 第一条500kVAC： 1981年12月河南平 顶山-湖北武昌。
第一条750kVAC：2005年9 月青海官亭-甘肃兰州东。 各电网已形成500kV或330kV的骨干网架。
五、电力系统的发展

2.优化发展煤电




火电厂的厂址不受限制，建设周期短，能较快发挥 效益，燃煤火电仍是发电装机容量的主要组成部分。 我国有丰富的煤炭、石油和天燃气资源 。 煤电发展的重点是建设大型高效、低污染燃煤火电 机组，鼓励建设超临界、超超临界大容量机组，新 建燃煤机组的单机容量要在60万kW及以上。 预计2020年燃煤火电装机将达7.1亿～7.85亿kW。
第一条±500 kVDC：1989 年9月，湖北 葛洲坝-上海 南桥。

2006年，1000kV交流特高压试验示范工程和云南 至广东±800kV特高压直流输电示范工程奠基仪式 已分别举行，标志着交、直流特高压试验示范工程 建设已拉开帷幕。
六、电力工业发展前景

电力工业的基本任务：

为国民经济各部门和人民生活提供充足、可靠、 优质、廉价的电能。
装机容量 年发电量 世界排名
185 43 21/25
6587 3006 8/6
8500 3950
13789 6213 4
21722 10069
31900 13685
50841 24747
万kW 亿kW· h
3/2 2/2
二、装机容量及发电量的增长

截至2007年底，总装机容量为71329万kW，

(2) 按蒸汽压力和温度分

中低压发电厂，PN<25MW；
高压发电厂，PN<100MW；
超高压发电厂，PN<200MW； 亚临界压力发电厂，PN=300~1000MW； 超临界压力发电厂，PN=600、800MW及 以上。
一、火力发电厂
4. 类型
(3) 按原动机分

凝汽式汽轮机发电厂 燃气轮机发电厂


内燃机发电厂
蒸汽—燃气轮机发电厂
一、火力发电厂
4. 类型
(4) 按输出能源分

凝汽式火力发电厂—火电厂

只生产电能 效率较低，30%~40%

供热式火力发电厂—热电厂

既生产电能又供应热能
效率较高，60%~70%
一、火力发电厂
5. 优缺点

优点：

布局灵活，装机容量的大小可按需要决定； 一次投资较小，建设周期较短。 耗煤量大，发电成本高；
五、电力系统的发展

1.大力开发水电
水能资源是可再生的、清洁的能源；水电站的发电 我国水电建设将按照流域梯级滚动开发方式，重点开 成本低，水库可以综合利用；在电力系统中，有一 发黄河上游、长江中上游及其干支流、红水河、澜沧江中 定比重的水电装机容量对系统调峰和安全经济运行 下游和乌江等流域。 极为有利。 在东北、华北、华东等火电比重较大的电力系统，为 我国大陆水利资源理论蕴藏量和可开发装机容量均 适应系统调峰要求，将要建设相当规模的抽水蓄能电站。 居世界首位，理论蕴藏量在1万kW及以上的河流共 3886条，技术可开发装机容量54164万kW，经济可 我国近期在建和拟建的大型水电站有十几座。近 10～ 开发装机容量 40180 万kW 。 15年我国将新增 50万kW 机组120 多台，到 2020年，水电装 机容量将增加到 25000万kW。 优先并加快开发水电，是我国电力发展的基本方针， 也是西部开发、西电东送的主要内容。

最大水电机组：

320 MW(葛洲坝水电厂)
1000 MW(百万千瓦级)(大亚湾、岭澳、田湾)

最大核电机组：

四、最大发电厂

最大火电厂：

邹县电厂，4×335+2×600+2×1000 = 4540MW 北仑港电厂，5×600MW = 3000MW 三峡电厂(14+12(+6))×700 MW = 18200(+4200)MW

一、火力发电厂
(3) 电气系统

包括发电机、励磁装置、厂用电系统和 升压变电站等。
一、火力发电厂

电能生产过程
电气系统 燃烧系统
汽水系统
一、火力发电厂
4. 类型
(1) 按燃料分

燃煤发电厂
燃油发电厂 燃气发电厂 余热发电厂 垃圾发电厂
工业废料发电厂
一、火力发电厂
4. 类型
东北中部和南部的154、220kV系统； 东北东部的110kV系统（以丰满、水丰和镜泊湖水电厂 等为中心）； 冀北系统。


本世纪初：

已形成东北、华北、华东、华中、西北、西南、 华南等七个跨省区域性电力系统。
五、电力系统的发展
“十一五” 期间我国电力工业发展的基本方针是： 1.大力开发水电 2.优化发展煤电 3.积极发展核电 4.适当发展天然气发电 5.加快新能源发电 6.加强电网发展
第一章 绪 论
§1.1 我国电力工业发展概况
§1.2 发电厂的类型
§1.3 变电站的类型 §1.4 电气设备概述
§1.1 我国电力工业发展概况
电力工业起步
人类在开发能源中不断前进，继17世纪 广泛利用蒸汽机后，18世纪发现了电能，19世 纪中叶制成了发电机。从19世纪末开始，电力 应用得到了迅猛发展。
引言

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、核能发电厂等。
一、火力发电厂
1. 一次能源（燃料）

主要是煤，还有石油、天然气。
2. 主要设备

锅炉、汽轮机、发电机及各种辅机。
3. 电能生产过程


燃料在锅炉里燃烧→使水变成蒸汽→推动 汽轮机转子旋转→带动发电机转子旋转→ 发电机产生电能 化学能→热能→机械能→电能
五、电力系统的发展

3.积极发展核电




核电是一种“安全、可靠、高效、经济、清洁”的 能源。 发展核电是实施电力可持续发展战略的长远大计。 加快核电发展有利于电力结构调整，是解决我国能 源资源不足的一项重要战略措施。 根据我国电力工业发展规划，未来20年我国将成为 全世界最大的新核电厂建设基地。 到2020年，核电容量将要达到4000万kW，即还要 新建31台百万kW级核电机组。

电力工业的发展方向：

厂网分开，竞价上网，实现高度自动化，西电东 送，南北互供，走向联合电力系统。
六、电力工业发展前景

相关技术：

做好电力规划，加强电网建设 电力工业现代化 联合电力系统 电力市场
IT技术
谐波治理 洁净煤发电技术
绿色能源的开发和利用
§1.2 发电厂的类型
五、电力系统的发展

6.加强电网发展




在继续大力发展电源的同时，只有高度重视电网的建设， 才能促进煤电就地转化和水电大规模开发。 我国将加强各跨省区电网建设，不断扩大跨大区的联网 送电，提高资源使用效率和优化配置。 重点建设西北与川渝联网，华中与西北、华北加强联网， 华北与西北、华东联网，以及东北与华北加强联网等项 目，形成北、中、南三大输电通道，实现全国主要大区 电力系统之间的联网。 电网将主要建设±500kV交直流系统、750kV交流系统， 重点研制800kV直流和交流百万伏级输变电系统。

缺点：

动力设备繁多，控制操作复杂，运行费用高；
启动时间长(几小时到十几小时)，启停费用高； 担负调峰、调频时，煤耗增加、事故增多；
对空气和环境的污染大。
二、水力发电厂
1. 一次能源

水的位能或动能
2. 主要设备

压力水管、水轮机、发电机
3. 生产过程
1882年7月26日 上海电气公司
12kW 以蒸汽机带动的直流发电机
从电厂到外滩，沿街架线，供给照明用电

第一个水电厂：

1912年农历4月12日 云南昆明附近石龙坝水电厂 装有2台240kW水轮发电机组
二、装机容量及发电量的增长
50000 45000 40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 1949 1980 1985 1990 1995 2000 2005 装机容量 年发电量

核电


1994年浙江秦山电站一期30万kW国产机组和广东 大亚湾电站（装机容量2×90万kW，法国机组）的 投产运行实现了我国核能发电零的突破。 到2006年底全国核电装机670万kW，约占总容量 1.08％；核电发电量543亿kW.h，约占全部发电量 1.92％。
五、电力系统的发展

4.适当发展天然气发电

火电


2000年以前，我国的火电厂是以30万kW机组为主， 2000年以后，主要建设30万kW及以上高参数、高效率、 调峰性能好的机组，引进和发展超临界机组。 至2006年底，全国火电装机达到48405万kW，约占总 容量77.82％；火电发电量23573亿kW.h，约占全部发 电量83.17％。



新能源发电主要包括风力发电、潮汐发电和太阳能 发电，也包括地热发电和垃圾、生物质能发电等。 在新能源发电中，以风力发电为主。 预计到2010年，新能源发电将占全国装机容量1％ 以上。
Fra Baidu bibliotek

新能源


从1992到2001年，我国的新能源发电装机容量以年 均44.55％的速度发展，至2001年底，装机容量已 达37万kW。 2003年底我国太阳电池的累计装机已经达到5万kW。 2004年底，我国已建风电场43个(除台湾省)，1292 台机组，累计装机容量76.4万kW。


天然气发电是燃气轮机联合循环的主要应用领域。 利用天然气发电的地区将主要是华南、华东、华北 等经济发达、能源贫乏地区以及产气的西北、川、 渝地区。 预测，2010年天然气发电装机约2800万～3000万 kW，2020年天然气发电装机约6000万～7000万kW。
五、电力系统的发展

5.加快新能源发电
火电：55442万kW，占77.73％；
水电：14526万kW，占20.36％；
核电：885万kW，占1.24％； 风电：403万kW，占0.56％。

全年发电量为32559亿kW· h。
三、最大单机容量

最大火电机组：

1000 MW(华电国际邹县发电厂、华能玉环电厂) 700 MW(三峡电厂) 550 MW(二滩水电厂)

水电


实行改革开放以来，我国规划并建设了葛洲坝、白 山、龙羊峡、漫湾、广蓄、天生桥、五强溪、小浪 底、二滩、天荒坪、三峡、龙滩、瀑布沟等一批巨 型水电厂，迈入世界水电建设前列。 至2006年底，全国水电装机达到12857万kW，约占 总容量20.67％；水电发电量4167亿kW.h，约占全 部发电量14.70％。目前我国是世界上水电在建规 模最大、发展速度最快的国家。
五、电力系统的发展

区域电网构成
东北、西北电网的装机容量 也超过4000万kW (40GW)
华北、华东、华 中、南方电网的 装机容量已超过 1亿kW (100GW)
五、电力系统的发展

区域电网互联
2005年6月， 直流背靠背 2001年5月， 500kVAC 2003年9月， 500kVAC
2003年6月， 500kVAC
一、火力发电厂

电能生产过程可分为三个系统：

燃烧系统 汽水系统 电气系统
一、火力发电厂
(1) 燃烧系统

燃料的化学能在锅炉燃烧中转变为热能， 加热锅炉中的水使之变为蒸汽。
燃烧系统由运煤、磨煤、燃烧、风烟、灰 渣等系统组成。

一、火力发电厂
(2) 汽水系统

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。
1875年
1878年
1879年
1882年
法国开始进行远距离高压直流输电，同时，英国、日本、俄 美国旧金山实验电厂开始发电，成为世界上最早出售电力的电厂 世界上最早的发电厂 法国建成第一座水电厂 ―巴黎北火车站电厂建成，用于照明供电 罗斯相继修建了发电厂
一、我国电力工业的起点

第一个发电厂：


最大水电厂：

二滩水电厂6×550MW = 3300MW
秦山核电站1×300+2×650+2×700 = 3000MW 广东抽水蓄能电厂8×300 MW = 2400MW

最大核电厂：


最大抽水蓄能电厂：

五、电力系统的发展

建国初期：

大多是大城市发、供电系统；
跨地区的电力系统有：