【正文】 發(fā)電廠電氣設(shè)備 目 錄 第一章 電力系統(tǒng)概述 第二章 電力系統(tǒng)短路及其計(jì)算 第三章 電氣主接線及設(shè)計(jì) 第四章 廠用電 第五章 載流導(dǎo)體的發(fā)熱與電動(dòng)力效應(yīng) 第六章 導(dǎo)體及電氣設(shè)備的原理與選擇 參考書目 電力系統(tǒng)概述 發(fā)電廠電氣設(shè)備 電力系統(tǒng)概述 目 錄 第一節(jié) 電力系統(tǒng)基本概念 第二節(jié) 電力系統(tǒng)接線方式與電壓等級(jí) 第三節(jié) 電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式 一、我國電力工業(yè)概況及發(fā)展趨勢(shì) ? 我國近代電力工業(yè)的發(fā)展可以分為 1950~1978 年和 1978年以后兩個(gè)階段。 ? 在 1950~1978年期間，新中國的建立為電力工業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。 ? 1978年后，中國開始實(shí)行改革開放政，電力工業(yè)更是以前所未有的速度向前發(fā)展。 ? 目前，比較完備的電力工業(yè)體系已經(jīng)初步建立，技術(shù)裝備水平正在逐步提高。 一、我國電力工業(yè)概況及發(fā)展趨勢(shì) （ 1）裝機(jī)容量發(fā)展 ? 2023年 5月我國安裝在嶺澳核電廠的 100萬kW級(jí)容量核電機(jī)組商業(yè)投產(chǎn)。 ? 2023年 7月 7日，我國首臺(tái) 70萬 kW水輪機(jī)組在三峽水力發(fā)電廠順利通過 72小時(shí)試運(yùn)行。世界最大的水力發(fā)電廠是三峽水力發(fā)電廠，總裝機(jī)容量為 1820萬 kW。 ? 2023年 4月 20日我國首次引進(jìn)的上海外高橋90萬 kW超臨界機(jī)組投產(chǎn)，標(biāo)志著我國單機(jī)裝機(jī)容量跨入百萬千瓦級(jí)的世界先進(jìn)行列。 一、我國電力工業(yè)概況及發(fā)展趨勢(shì) （ 1）裝機(jī)容量發(fā)展 ? 2023年 11月 23日 1時(shí) 17分，華能沁北電廠 1號(hào)機(jī)組順利通過 168小時(shí)試運(yùn)，正式投入生產(chǎn)。這是我國首臺(tái) 60萬 kW國產(chǎn)化超臨界燃煤機(jī)組投產(chǎn)。這標(biāo)志著我國電站設(shè)備制造和電力工業(yè)裝備水平從此邁上了新臺(tái)階。 ? 2023年 11月 24日，以浙江華能玉環(huán)電廠 4號(hào)超超臨界燃煤機(jī)組順利投產(chǎn)為標(biāo)志，我國最大的 100萬kW級(jí)火力發(fā)電廠宣告建成投產(chǎn)。 ? 擁有 4臺(tái)國產(chǎn) 100萬千瓦超超臨界機(jī)組的華能玉環(huán)電廠工程是我國“ 863計(jì)劃”中引進(jìn)超超臨界發(fā)電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化依托工程的國家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目。 一、我國電力工業(yè)概況及發(fā)展趨勢(shì) （ 1）裝機(jī)容量發(fā)展 ? 到年 2023年底，全國發(fā)電設(shè)備裝機(jī)容量達(dá)到 ，超過美國。其中可再生能源 ，火電 ，核電 1461萬千瓦。資料顯示，到 2023年底我國發(fā)電裝機(jī)容量為 ，與美國基本持平。 ? 這些都說明了我國電力工業(yè)已進(jìn)入大機(jī)組、大電廠、大電網(wǎng)、超高壓、高度自動(dòng)化的發(fā)展時(shí)期和向跨大區(qū)聯(lián)網(wǎng)、推進(jìn)全國聯(lián)網(wǎng)的新階段。 一、我國電力工業(yè)概況及發(fā)展趨勢(shì) （ 2）電網(wǎng)骨架 ? 除西北電網(wǎng)最高電壓等級(jí)為 330 kV 外，其他跨省電網(wǎng)和山東電網(wǎng)已建成 500 kV 主網(wǎng)架。 ? 全長 146km的青海官亭 —蘭州東 750kV輸電示范工程在 2023年 10月投運(yùn)，這是我國首條電壓等級(jí)最高、世界海拔最高的輸變電工程。 ? 我國交流 1000kV晉東南－南陽－荊門特高壓交流試驗(yàn)示范工程于 2023年 1月 6日正式投產(chǎn)； 一、我國電力工業(yè)概況及發(fā)展趨勢(shì) （ 2）電網(wǎng)骨架 ? 2023年 6月 18日，直流177。 800kV直流輸電工程云廣特高壓直流輸電工程竣工投產(chǎn)。這是世界上第一條177。 800kV直流輸電工程。 ? 全國已經(jīng)形成了東北電網(wǎng)、華北電網(wǎng)、華中電網(wǎng)、華東電網(wǎng)、西北電網(wǎng)和南方電網(wǎng) 6 個(gè)跨省（自治區(qū)、直轄市）的大型區(qū)域電網(wǎng)，并基本形成了完整的長距離輸電電網(wǎng)網(wǎng)架。國家電網(wǎng)主網(wǎng)架示意圖如圖 1 1 所示。 國家電網(wǎng)主網(wǎng)架示意圖 一、我國電力工業(yè)概況及發(fā)展趨勢(shì) （ 3）發(fā)展趨勢(shì) ? 今后，我國電力工業(yè)在火電、核電、水電、可再生能源發(fā)電以及電網(wǎng)建設(shè)等方面的發(fā)展方向如下。 1）繼續(xù)優(yōu)化發(fā)展火電 ? 火電包括了煤電、氣電、熱電聯(lián)產(chǎn)及分布式電源等。 ? 由我國能源資源賦存決定，以煤為主的能源結(jié)構(gòu)，將維持很長時(shí)間，在相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)我們都將堅(jiān)持“以電為中心，以煤為基礎(chǔ)”這一能源發(fā)展的基本思路。 一、我國電力工業(yè)概況及發(fā)展趨勢(shì) （ 3）發(fā)展趨勢(shì) 1）繼續(xù)優(yōu)化發(fā)展火電 ? 因此調(diào)整電源結(jié)構(gòu)，一方面要進(jìn)一步提高電煤在總的煤炭消費(fèi)中的比重，具體要根據(jù)煤炭在我國能源中的消費(fèi)總量來確定； ? 另一方面要調(diào)整煤炭發(fā)電的技術(shù)結(jié)構(gòu)，以 提高能效、降低消耗、減輕排放 。 ? 具體包括如下幾方面： 一、我國電力工業(yè)概況及發(fā)展趨勢(shì) （ 3）發(fā)展趨勢(shì) 1）繼續(xù)優(yōu)化發(fā)展火電 ? 具體包括如下幾方面： –要進(jìn)一步提高大容量、高參數(shù)機(jī)組的比例； –進(jìn)一步提高熱電聯(lián)產(chǎn)比重，機(jī)型選擇要科學(xué)； –加大大型礦區(qū)煤電聯(lián)合開發(fā)，擴(kuò)大大型火電基地的規(guī)模效益與煤電產(chǎn)業(yè)上下游聯(lián)合協(xié)調(diào)的聯(lián)營效益； –加大煤炭清潔發(fā)電的技術(shù)開發(fā)力度； –要盡可能提高氣電的比重，但重點(diǎn)應(yīng)放在小型分布式發(fā)電。 一、我國電力工業(yè)概況及發(fā)展趨勢(shì) （ 3）發(fā)展趨勢(shì) 2）加快核電發(fā)展，提高核電在電源結(jié)構(gòu)中的比重 ? 面對(duì)當(dāng)前日益緊迫的環(huán)境和氣候問題，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展核電，以核能替代化石燃料是重要的方向，是走向低碳，實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排的現(xiàn)實(shí)出路。 ? 同時(shí)也是在經(jīng)濟(jì)衰退期用于拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)，擴(kuò)大就業(yè)其影響面和帶動(dòng)力都是較大的產(chǎn)業(yè)。 ? 我國核電的發(fā)展差距很大。核能發(fā)電量只占全國總電量的 % ，而世界核電的比重平均在 15％~16%，發(fā)達(dá)國家在 20％以上，高的達(dá) 70％ ~80％。 一、我國電力工業(yè)概況及發(fā)展趨勢(shì) （ 3）發(fā)展趨勢(shì) 3）繼續(xù)大力開發(fā)水電 ? 2023 年我國水電裝機(jī)容量達(dá) kW左右，開發(fā)率為技術(shù)可開發(fā) kW的 %，與發(fā)達(dá)國家都在 70％左右的開發(fā)率相比，還是處于比較低的水平，水電開發(fā)的潛力還很大。 ? 今后水電開發(fā)重點(diǎn)仍是黃河上游、金沙江及長江上游和瀾滄江等正在開發(fā)的河段，同時(shí)要做好黃河北干流、黑山峽及怒江開發(fā)的前期準(zhǔn)備，以及黑龍江的合作開發(fā)等。 一、我國電力工業(yè)概況及發(fā)展趨勢(shì) （ 3）發(fā)展趨勢(shì) 3）繼續(xù)大力開發(fā)水電 ? 西藏地區(qū)“十二五”規(guī)劃是要加快雅魯藏布江中游河段干支流的藏嘎、藏木和拉薩河的巴河等中小型電站的開發(fā)，以適應(yīng)西藏地區(qū)自身用電的需要。 ? 水電開發(fā)要高度重視生態(tài)保護(hù)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好，做好移民工作，確保社會(huì)和諧。 ? 堅(jiān)持在開發(fā)中保護(hù)，在保護(hù)中開發(fā)的原則。 一、我國電力工業(yè)概況及發(fā)展趨勢(shì) （ 3）發(fā)展趨勢(shì) 4）積極發(fā)展可再生能源發(fā)電 ? 當(dāng)前除了水電以外的可再生能源，技術(shù)成熟、可以大規(guī)模開發(fā)的是風(fēng)能發(fā)電、太陽能發(fā)電與生物質(zhì)能發(fā)電三種，由于其資源具有分散性和能源密度較低特點(diǎn)，因此其利用方式宜以分布或面向終端供電為主。 一、我國電力工業(yè)概況及發(fā)展趨勢(shì) （ 3）發(fā)展趨勢(shì) 5）進(jìn)一步加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè) ? 從電力行業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)來看，處理好電源與電網(wǎng)的關(guān)系十分必要。 ? 長期以來，電網(wǎng)一直是個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。這既是受長期的重發(fā)輕供的影響，電網(wǎng)投資不足等所造成的，也由于能源產(chǎn)地越來越遠(yuǎn)離負(fù)荷中心及可再生能源等間歇電源與分布式電源的發(fā)展，信息化的發(fā)展與工業(yè)化的融合的要求等，給電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)帶來新的問題。 二、動(dòng)力系統(tǒng)及電力系統(tǒng)的相關(guān)基本概念 ? 電力系統(tǒng) –發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，電能經(jīng)變壓器和電力線路輸送并分配到用戶，在那里經(jīng)電動(dòng)機(jī)、電爐和電燈等設(shè)備又將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、熱能和光能等。 –這些生產(chǎn)、變換、輸送、分配、消費(fèi)電能的發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線路及各種用電設(shè)備等聯(lián)系在一起組成的統(tǒng)一整體就是電力系統(tǒng)。 –與電力系統(tǒng)一詞相關(guān)的還有電力網(wǎng)和動(dòng)力系統(tǒng)。 二、動(dòng)力系統(tǒng)及電力系統(tǒng)的相關(guān)基本概念 ? 電力網(wǎng) –電力網(wǎng)指電力系統(tǒng)中除發(fā)電機(jī)和用電設(shè)備外的部分，由變壓器和電力線路組成。 –電力網(wǎng)按其職能分為輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)。 ? 輸電網(wǎng) –輸電網(wǎng)一般是由 220kV 及以上電壓等級(jí)的輸電線路和與之相連的變電所組成，是電力系統(tǒng)的主干部分。它的作用是將電能輸送到距離較遠(yuǎn)的各地區(qū)配電網(wǎng)或直接送給大型工廠企業(yè)。 二、動(dòng)力系統(tǒng)及電力系統(tǒng)的相關(guān)基本概念 ? 配電網(wǎng) –配電網(wǎng)是由 110kV 及以下電壓等級(jí)的配電線路 和配電變壓器組成，其作用是將電能分配到各類用戶。 – 110kV 和 35kV 為高壓配電， 10kV 為中壓配電，380V / 220V 為低壓配電。 二、動(dòng)力系統(tǒng)及電力系統(tǒng)的相關(guān)基本概念 ? 變壓器按其功能分為升壓變壓器和降壓變壓器。 ? 升壓變壓器 –升壓變壓器將電能由一個(gè)較低的電壓級(jí)升高到一個(gè)較高的電壓級(jí)以利于傳輸。 ? 降壓變壓器 –降壓變壓器將電能由一個(gè)較高的電壓級(jí)降到一個(gè)較低的電壓級(jí)以利于分配或使用。 二、動(dòng)力系統(tǒng)及電力系統(tǒng)的相關(guān)基本概念 ? 電力線路按其結(jié)構(gòu)分為架空線路和電纜線路。 ? 架空線路 –架空線路由桿塔、絕緣子和金具將導(dǎo)線、避雷線及中性線架設(shè)在地面之上； ? 電纜線路 –電纜線路則敷設(shè)在地下。 二、動(dòng)力系統(tǒng)及電力系統(tǒng)的相關(guān)基本概念 ? 動(dòng)力系統(tǒng) –動(dòng)力系統(tǒng)就是電力系統(tǒng)和動(dòng)力部分的總和。 ? 動(dòng)力部分 –所謂動(dòng)力部分，指火力發(fā)電廠的鍋爐、汽輪機(jī)、熱力網(wǎng)和用熱設(shè)備，水力發(fā)電廠的水庫和水輪機(jī)，核電廠的反應(yīng)堆等。 –所以電力網(wǎng)是電力系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，而電力系統(tǒng)又是動(dòng)力系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。 二、動(dòng)力系統(tǒng)及電力系統(tǒng)的相關(guān)基本概念 ? 動(dòng)力部分 –然而，現(xiàn)在習(xí)慣上所用的術(shù)語不是很嚴(yán)格，動(dòng)力系統(tǒng)這個(gè)概念基本上已不再使用，廣義的動(dòng)力系統(tǒng)是由動(dòng)力部分、發(fā)電機(jī)、變壓器和用電設(shè)備，以及測(cè)量、保護(hù)、控制裝置乃至能量管理系統(tǒng)所組成的統(tǒng)一整體。 –圖 12 所示為動(dòng)力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)示意圖。 動(dòng)力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)示意圖 二、動(dòng)力系統(tǒng)及電力系統(tǒng)的相關(guān)基本概念