电能生产过程授课天津大学.ppt

发电厂电气部分（电能生产过程） 课程简介 课程特点 - 工程基础课（理论-工程） - 实际问题更多是工程问题，不单要考虑理论可行性 例 环境对工作状态的影响 - 通过课程学习建立一种工程思想 教材与参考资料 绪论 我国电力工业发展概况 1、电力重要性 电力是一种二次能源，特点 - 易于转换：机械能、热能、光能 - 易于远距离传输：（与传统能量传输形式比较） - 使用清洁 - 易于实现控制、自动化 电力的开发使用情况（占能源总量中的比例）反映一个国家/地区的经济、科技发展水平 我国电力工业发展概况 2、我国电力组成 - 火电70% 以煤电为主，我国煤炭储量占世界第三位，总储量1万亿T（人均为世界均值的1/2），燃油为辅 - 水电30% 我国水利资源总储量676GW，世界第一，但集中在西部，实际开发约10% - 少量核电、风电、地热等 电厂/站分类与特点 发电厂类型与特点 1、火力发电厂：主力电厂，用煤、油、天然气为燃料的发电厂 特点： A 资源丰富 （燃料：煤、油、天然气） B 时间常数大，起停时间长（一般8~16h，常承担基荷） C 效率低 凝汽式火电厂效率30~40%（存在结构性能量损失） 热电厂效率60~70%（热散回收再利用） D 污染大，消耗不可再生资源 发电厂类型与特点 2、水电厂：把水的机械能（动能、势能）变为电能 特点 A 消耗可再生资源 B 时间常数小，响应快速，一般承担峰荷（响应时间分钟级） C 效率高，可达80~90%（无结构性能量损失） D 发电价格便宜，但前期投入大，建设周期一般较长 E 无污染 发电厂类型与特点 3、其他主要形式电厂：核电、风电、太阳能、地热等 核电特点： A 资源丰富，燃料运输费用低（1kgU-235=2700T煤） B 建设周期长，投资大 C 时间常数大 D 有污染风险 变电站/所 1、电力系统宏观构成：发电-变电-输电-配电-用电 2、变电站是联系发电厂与用户的中间环节，起变换和分配电能作用。 分类： A 枢纽站：330~500kV及以上，连接多个电源点，是一个城市/地区的供电枢纽。 B 中间站：220~330kV，起系统交换接续电能作用，是供电中间环节 C 地区站：110~220kV，向一个局部地区供电，城市内部主要高压配电站 D 终端站：35~110kV，供给终端用户 系统中电气设备简介 一次设备 把生产和分配电能的设备，如发电机、变压器、断路器等统称为一次设备。作用：转换、传输电能，进行系统的开、关，进行接地保护等。包括： A 生产和转换电能的设备：发电机、变压器、电动机 B 接通/开断电路的设备：断路器、隔离开关、熔断器、接触器 C 限制故障电流和防御过电压：电抗器、避雷器 D 接地装置：接地线等 E 载流导体 二次设备 对一次设备进行测量、控制、监视、保护。包括： 仪用互感器（电压互感器、电流互感器） 测量表计（电压表、电流表、功率表） 继电保护与自动装置 直流电源设备（保护电源、照明等） 电气主接线 把发电机、变压器、断路器等设备按预期生产流程连成的电路，表明电能传输和分配的关系以及系统的各种运行方式，一般为单线图。 —— 常见为一次系统图，也有二次系统图 —— 常见一次设备图形符号（发电机、变压器、电动机、断路器、隔离开关、熔断器、接触器、电抗器、避雷器、线路、电缆等） 电气主接线 电气主接线基本要求 可靠性（供电可靠是最基本的要求） ① 可靠性含义 — 事故少 （单元设备质量） — 因事故被迫中断供电几率小 （网络强壮性） — 事故影响范围小 （网络自动化程度） — 事故停电时间短 （网络自动化程度） 可靠性 ② 可靠性分析方法 — 定性： 串、并，N-k分析 — 定量：可靠性数学，将概率工具引入系统的可靠性分析，指标：故障率、修复率、平均故障持续时间、平均无故障工作时间等，很多指标实