发电厂及变电站电气设备第一章_绪论教材
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第一章
第一节 第二节 第三节
绪
论
我国电力工业的发展概况 发电厂和变电所的类型 发电厂变电所电气设备概述
思考题与习题
第一节 我国电力工业的发展概况
电能具有便于输送、分配、使用、控制等优点，被广泛
应用于现代工农业、交通运输、科学技术、国防建设及人民 生活中，已成为不可缺少的二次能源。电力工业的发展水平 已成为衡量一个国家综合国力和现代化水平的重要标志。 我国具有丰富的能源资源。可开发利用的水能蕴藏量约
所示，主要用于电力系统中的发电机、变压器、输配电设备
和用电设备。
▉ 电气设备的主要额定参数 — 第三类额定电压
▉电气设备的主要额定参数 — 第三类额定电压
对表1-3进行分析，可以发现存在以下规律：
（1）用电设备的额定电压与电网的额定电压是相等的。 （2）发电机的额定电压比其所在电力网的电压高5%。 （3）变压器一次线圈是接受电能，可看成是用电设备， 其额定电压与用电设备的额定电压相等，而直接与发电机相连 接的升压变压器的一次侧电压应与发电机电压相配合。 （4）变压器的二次线圈（副线圈）相当于一个供电电 源，它的空载额定电压要比其所在电网的额定电压高10%。但
（1）根据集中落差的方式： 堤坝式（如图1-2 河床式水电厂） 引水式 混合式 （2）根据运行的方式： 有调节水电厂 无调节水电厂 抽水蓄能水电厂
▉ 水力发电厂—河床式水力发电厂
▉ 核电厂
核电厂是利用核能发电的电厂，这是一种大有发展前途
的新能源，一般建在自然资源匮乏的缺电地区。核电机组与 普通火力发电机组不同的是以核反应堆和蒸汽发生器替代了 锅炉设备，而汽轮机和发电机部分则基本相同。 图1-3是核电厂发电方式示意图。原子核反应堆是核电厂
一、电气一次设备
二、 二次设备
三、电气设备的主要额定参数
■ 额定电压（kV）
■ 额定电流（kA）
■ 额定容量（kVA）
▉ 电气一次设备
源自文库在发电厂和变电所中，为了满足用户对电力的需求和保
证电力系统运行的安全稳定和经济性，安装有各种电气设备。 通常把直接生产、输送、分配和使用电能的设备称为一次设 备。它们包括： （1）生产和转换电能的设备。如发电机和变压器等。 （2）接通或断开电路的开关设备。 （3）载流导体。如母线、电缆等。 （4）互感器。互感器分为电压互感器和电流互感器。
▉ 中间变电所
中间变电所的电压等级一般为220～330kV，汇集2～3
个电源和若干线路，高压侧起交换功率的作用，或使长距离 输电线路分段，同时降压对一个区域供电。 这样的变电所在系统中主要起中间环节的作用，故称中 间变电所。全所停电后，将引起区域电网的解列。
▉ 地区变电所和终端变电所
地区变电所
地区变电所的电压等级一般为110～220kV，主要向一个
为3.78亿kW，居世界首位。
到2005年底，我国发电装机总容量为5亿千瓦时。预计 到2007年底，我国发电装机容量将达到7亿千瓦时。我国装 机容量和发电量均位列世界第二。
第二节 发电厂和变电所类型
一、发电厂类型
■ 火力发电厂 ■ 水力发电厂
■ 风力发电厂
■ 太阳能发电
■ 核电厂
二、变电所类型
■ 枢纽变电所 ■ 地区变电所 ■ 中间变电所 ■ 终端变电所
的核心部分，它是一个可以被控制的核裂变装置，以铀—
235或铀—238（或铀—239）为燃料。 核反应堆又分为压水堆、重水堆、石墨堆等类型。我国 已建成发电的核电厂有大亚湾和秦山核电厂。
▉ 核电厂— 核电厂生产过程示意图
▉ 变电所类型
电力系统的组成结构：
电力系统由发电厂、变电所、线路和用户组成。 变电所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。图1-4是一个电力系统与电力系统示意图。
（5）保护电器。如电抗器和避雷器等。
（6）接地装置。
▉ 二次设备
在电力系统中为了能对电气一次设备和系统的运行状况
进行测量、控制、保护和监察而需要一些专门的设备，通常 把这些设备称为电气二次设备。它们包括： （1）测量表计。如电压表、电流表、功率表、电能表、 频率表等，用于测量一次电路中的电气参数。 （2）继电保护及自动装置。如各种继电器和自动装置 等，用于监视一次系统的运行状况，迅速反应不正常情况并 进行调节或作用于断路器跳闸，切除故障。
全照明、蓄电池及开关设备的直流操作电压。直流为6、12、
24、48V；交流单相为12V和36V，三相线电压为36V。
▉ 电气设备的主要额定参数 — 额定电压
第二类额定电压
第二类额定电压是100～1000V之间的电压等级。这类
额定电压应用最广、数量最多，如动力、照明、家用电器和 控制设备等。 第三类额定电压 第三类额定电压是1000V及以上的高电压等级，见表1-3
▉ 变电所类型— 电力系统与电力网示意图
▉ 枢纽变电所
枢纽变电所位于电力系统的枢纽点，汇集多个电源，连
接电力系统高压和中压的几个部分，电压等级一般为330～ 500kV。这种变电所一旦停电，将造成大范围停电，引起系 统解列，甚至整个系统瘫痪。因此，枢纽变电所对电力系统 运行的稳定和可靠性起着重要作用。 说明：330kV电压为非国际标准电压等级。在我国电力 系统中只有个别输电线路在使用。
地区用户供电，是一个地区或一个中小城市的主要变电所， 一旦停电，将造成该地区或城市供电的紊乱，甚至中断供电。 终端变电所 终端变电所位于配电线路的末端，接近负荷处，电压等
级一般为35～110kV，经降压后直接向用户供电。降压后的
电压一般为10kV和0.4kV，分别向不同的用户供电。
第三节 发电厂、变电所电气设备概述
▉ 火力发电厂
1. 能量转换过程
燃料的化学能→热能→机械能→电能
2. 火力发电厂三大主机
锅炉 汽轮机 发电机
3. 火力发电厂分类
凝气式火力发电厂，生产过程示意图见1-1 热电厂
▉ 火力发电厂— 凝汽式火电厂生产过程示意图
▉ 水力发电厂
1. 能量转换过程
水能（势能）→机械能（动能）→电能
2. 水力发电厂分类
（3）直流设备。如直流发电机、蓄电池组、硅整流装置
等，为保护、控制和事故照明等提供直流电源。
▉ 电气设备的主要额定参数 — 额定电压
额定电压是国家根据经济发展的的需要，技术经济的合
理性，制造能力和产品系列性等各种因素所规定的电气设备
的标准电压等级。我国规定的额定电压，按电压高低和使用 范围分为三类。 第一类额定电压 第一类额定电压是100V及以下的电压等级，主要用于安
第一节 第二节 第三节
绪
论
我国电力工业的发展概况 发电厂和变电所的类型 发电厂变电所电气设备概述
思考题与习题
第一节 我国电力工业的发展概况
电能具有便于输送、分配、使用、控制等优点，被广泛
应用于现代工农业、交通运输、科学技术、国防建设及人民 生活中，已成为不可缺少的二次能源。电力工业的发展水平 已成为衡量一个国家综合国力和现代化水平的重要标志。 我国具有丰富的能源资源。可开发利用的水能蕴藏量约
所示，主要用于电力系统中的发电机、变压器、输配电设备
和用电设备。
▉ 电气设备的主要额定参数 — 第三类额定电压
▉电气设备的主要额定参数 — 第三类额定电压
对表1-3进行分析，可以发现存在以下规律：
（1）用电设备的额定电压与电网的额定电压是相等的。 （2）发电机的额定电压比其所在电力网的电压高5%。 （3）变压器一次线圈是接受电能，可看成是用电设备， 其额定电压与用电设备的额定电压相等，而直接与发电机相连 接的升压变压器的一次侧电压应与发电机电压相配合。 （4）变压器的二次线圈（副线圈）相当于一个供电电 源，它的空载额定电压要比其所在电网的额定电压高10%。但
（1）根据集中落差的方式： 堤坝式（如图1-2 河床式水电厂） 引水式 混合式 （2）根据运行的方式： 有调节水电厂 无调节水电厂 抽水蓄能水电厂
▉ 水力发电厂—河床式水力发电厂
▉ 核电厂
核电厂是利用核能发电的电厂，这是一种大有发展前途
的新能源，一般建在自然资源匮乏的缺电地区。核电机组与 普通火力发电机组不同的是以核反应堆和蒸汽发生器替代了 锅炉设备，而汽轮机和发电机部分则基本相同。 图1-3是核电厂发电方式示意图。原子核反应堆是核电厂
一、电气一次设备
二、 二次设备
三、电气设备的主要额定参数
■ 额定电压（kV）
■ 额定电流（kA）
■ 额定容量（kVA）
▉ 电气一次设备
源自文库在发电厂和变电所中，为了满足用户对电力的需求和保
证电力系统运行的安全稳定和经济性，安装有各种电气设备。 通常把直接生产、输送、分配和使用电能的设备称为一次设 备。它们包括： （1）生产和转换电能的设备。如发电机和变压器等。 （2）接通或断开电路的开关设备。 （3）载流导体。如母线、电缆等。 （4）互感器。互感器分为电压互感器和电流互感器。
▉ 中间变电所
中间变电所的电压等级一般为220～330kV，汇集2～3
个电源和若干线路，高压侧起交换功率的作用，或使长距离 输电线路分段，同时降压对一个区域供电。 这样的变电所在系统中主要起中间环节的作用，故称中 间变电所。全所停电后，将引起区域电网的解列。
▉ 地区变电所和终端变电所
地区变电所
地区变电所的电压等级一般为110～220kV，主要向一个
为3.78亿kW，居世界首位。
到2005年底，我国发电装机总容量为5亿千瓦时。预计 到2007年底，我国发电装机容量将达到7亿千瓦时。我国装 机容量和发电量均位列世界第二。
第二节 发电厂和变电所类型
一、发电厂类型
■ 火力发电厂 ■ 水力发电厂
■ 风力发电厂
■ 太阳能发电
■ 核电厂
二、变电所类型
■ 枢纽变电所 ■ 地区变电所 ■ 中间变电所 ■ 终端变电所
的核心部分，它是一个可以被控制的核裂变装置，以铀—
235或铀—238（或铀—239）为燃料。 核反应堆又分为压水堆、重水堆、石墨堆等类型。我国 已建成发电的核电厂有大亚湾和秦山核电厂。
▉ 核电厂— 核电厂生产过程示意图
▉ 变电所类型
电力系统的组成结构：
电力系统由发电厂、变电所、线路和用户组成。 变电所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。图1-4是一个电力系统与电力系统示意图。
（5）保护电器。如电抗器和避雷器等。
（6）接地装置。
▉ 二次设备
在电力系统中为了能对电气一次设备和系统的运行状况
进行测量、控制、保护和监察而需要一些专门的设备，通常 把这些设备称为电气二次设备。它们包括： （1）测量表计。如电压表、电流表、功率表、电能表、 频率表等，用于测量一次电路中的电气参数。 （2）继电保护及自动装置。如各种继电器和自动装置 等，用于监视一次系统的运行状况，迅速反应不正常情况并 进行调节或作用于断路器跳闸，切除故障。
全照明、蓄电池及开关设备的直流操作电压。直流为6、12、
24、48V；交流单相为12V和36V，三相线电压为36V。
▉ 电气设备的主要额定参数 — 额定电压
第二类额定电压
第二类额定电压是100～1000V之间的电压等级。这类
额定电压应用最广、数量最多，如动力、照明、家用电器和 控制设备等。 第三类额定电压 第三类额定电压是1000V及以上的高电压等级，见表1-3
▉ 变电所类型— 电力系统与电力网示意图
▉ 枢纽变电所
枢纽变电所位于电力系统的枢纽点，汇集多个电源，连
接电力系统高压和中压的几个部分，电压等级一般为330～ 500kV。这种变电所一旦停电，将造成大范围停电，引起系 统解列，甚至整个系统瘫痪。因此，枢纽变电所对电力系统 运行的稳定和可靠性起着重要作用。 说明：330kV电压为非国际标准电压等级。在我国电力 系统中只有个别输电线路在使用。
地区用户供电，是一个地区或一个中小城市的主要变电所， 一旦停电，将造成该地区或城市供电的紊乱，甚至中断供电。 终端变电所 终端变电所位于配电线路的末端，接近负荷处，电压等
级一般为35～110kV，经降压后直接向用户供电。降压后的
电压一般为10kV和0.4kV，分别向不同的用户供电。
第三节 发电厂、变电所电气设备概述
▉ 火力发电厂
1. 能量转换过程
燃料的化学能→热能→机械能→电能
2. 火力发电厂三大主机
锅炉 汽轮机 发电机
3. 火力发电厂分类
凝气式火力发电厂，生产过程示意图见1-1 热电厂
▉ 火力发电厂— 凝汽式火电厂生产过程示意图
▉ 水力发电厂
1. 能量转换过程
水能（势能）→机械能（动能）→电能
2. 水力发电厂分类
（3）直流设备。如直流发电机、蓄电池组、硅整流装置
等，为保护、控制和事故照明等提供直流电源。
▉ 电气设备的主要额定参数 — 额定电压
额定电压是国家根据经济发展的的需要，技术经济的合
理性，制造能力和产品系列性等各种因素所规定的电气设备
的标准电压等级。我国规定的额定电压，按电压高低和使用 范围分为三类。 第一类额定电压 第一类额定电压是100V及以下的电压等级，主要用于安