1發(fā)電廠(chǎng)及變電站電氣設(shè)備緒論(編輯修改稿)
2025-03-12 10:55 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 水電廠(chǎng) 由引水系統(tǒng)將天然河道的落差集中進(jìn)行發(fā)電的水電廠(chǎng)，稱(chēng)為引水式水電廠(chǎng)。引水式水電廠(chǎng)適宜建在河道多彎曲或河道坡降較陡的河段，用較短的引水系統(tǒng)可集中較大的水頭；也適用于高水頭水電廠(chǎng)，避免建設(shè)過(guò)高的擋水建筑物。 引水式水電廠(chǎng)如 圖 。在河流適當(dāng)?shù)囟谓ǖ脱撸〒跛蛪危?，水?jīng)引水渠和壓力水管引入廠(chǎng)房，從而獲得較大的水位差。 電力系統(tǒng)基本概念 31 圖 引水式水電廠(chǎng)示意圖 電力系統(tǒng)基本概念 32 ③抽水蓄能水電廠(chǎng) 利用電力系統(tǒng)低谷負(fù)荷時(shí)的剩余電力抽水到高處蓄存，在高峰負(fù)荷時(shí)放水發(fā)電的水電廠(chǎng)，稱(chēng)為抽水蓄能水電廠(chǎng)。抽水蓄能水電廠(chǎng)如 圖 。它是電力系統(tǒng)的填谷調(diào)峰電源。在以火電、核電為主的電力系統(tǒng)中，建設(shè)適當(dāng)比例的抽水蓄能水電廠(chǎng)可以提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。抽水蓄能水電廠(chǎng)可能是堤壩式或引水式。 電力系統(tǒng)基本概念 33 當(dāng)電力系統(tǒng)處于低谷負(fù)荷時(shí)，其機(jī)組以電動(dòng)機(jī) 水泵方式工作，吸收電力系統(tǒng)的有功功率將下游的水抽至上游水庫(kù)蓄存起來(lái)，把電能轉(zhuǎn)換為水能，這時(shí)它是用戶(hù)；當(dāng)電力系統(tǒng)處于高峰負(fù)荷時(shí)，其機(jī)組按水輪機(jī)一發(fā)電機(jī)方式運(yùn)行，將所蓄的水用于發(fā)電，以滿(mǎn)足調(diào)峰需要，這時(shí)它是發(fā)電廠(chǎng)。 電力系統(tǒng)基本概念 34 圖 抽水蓄能水電廠(chǎng)示意圖 電力系統(tǒng)基本概念 35 （ 3）核電廠(chǎng) 核電廠(chǎng)是將原子核的裂變能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電廠(chǎng)，燃料主要是鈾 235（ U235）。 U235容易在慢中子的撞擊下裂變，釋放出巨大能量，同時(shí)釋放出新的中子。核能能量密度高， 1克 U235全部裂變時(shí)所釋放的能量為 8 1010J，相當(dāng)于 全燃燒時(shí)釋放的能量。作為發(fā)電燃料，運(yùn)輸量小、發(fā)電成本低。按所使用的慢化劑和冷卻劑，核反應(yīng)堆可分為輕水堆、重水堆、石墨氣冷堆及石墨沸水堆。目前世界上使用最多的是輕水堆核電廠(chǎng)，輕水堆又分壓水堆和沸水堆。核電廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程見(jiàn)圖 。 電力系統(tǒng)基本概念 36 圖 核電廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程示意圖 （ a）壓水堆型核能發(fā)電系統(tǒng) （ b）沸水堆型核能發(fā)電系統(tǒng) 電力系統(tǒng)基本概念 37 壓水堆核電廠(chǎng)實(shí)際上是用核反應(yīng)堆和蒸汽發(fā)生器代替一般火電廠(chǎng)的鍋爐。核反應(yīng)堆中通常有100～ 200多個(gè)燃料組件。在主循環(huán)水泵（又稱(chēng)壓水堆冷卻劑泵或主泵）的作用下，壓力為～ 、溫度為 290℃ 左右的蒸餾水不斷在左回路（稱(chēng)一回路，有 2～ 4條并聯(lián)環(huán)路）中循環(huán)，經(jīng)過(guò)核反應(yīng)堆時(shí)被加熱到 320℃ 左右，然后進(jìn)人蒸汽發(fā)生器，并將自身的熱量傳給右回路（稱(chēng)二回路）的給水，使之變成飽和或微過(guò)熱蒸汽；蒸汽沿管道進(jìn)入汽輪機(jī)膨脹做功，推動(dòng)汽輪機(jī)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。二回路的工作過(guò)程與火電廠(chǎng)相似。 電力系統(tǒng)基本概念 38 壓水堆的快速變化反應(yīng)性控制，主要是通過(guò)改變控制棒在堆芯中的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。 左回路中穩(wěn)壓器（帶有安全閥和卸壓閥）的作用是，在電廠(chǎng)啟動(dòng)時(shí)用于系統(tǒng)升高壓力，在正常運(yùn)行時(shí)用于自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力和水位，并提供超壓保護(hù)。 沸水堆核電廠(chǎng)是以沸騰輕水為慢化劑和冷卻劑，并在核反應(yīng)堆內(nèi)直接產(chǎn)生飽和蒸汽，通入汽輪機(jī)做功發(fā)電；汽輪機(jī)的排汽冷凝后，經(jīng)軟化器凈化、加熱器加熱，再由給水泵送入核反應(yīng)堆。 電力系統(tǒng)基本概念 39 （ 4）新能源發(fā)電 ①風(fēng)力發(fā)電 流動(dòng)空氣所具有的能量，稱(chēng)為風(fēng)能。全球可利用的風(fēng)能約為 2 106萬(wàn) kW。風(fēng)能屬于可再生能源，是一種過(guò)程性能源，不能直接儲(chǔ)存，而且具有隨機(jī)性，這給風(fēng)能的利用增加了技術(shù)上的復(fù)雜性。 ②海洋能發(fā)電 海洋能是蘊(yùn)藏在海水中的可再生能源，如潮汐能、波浪能、海流能、海洋溫差能等。潮汐發(fā)電是利用潮汐的位能發(fā)電。 電力系統(tǒng)基本概念 40 ③地?zé)岚l(fā)電 利用地下蒸汽或熱水等地球內(nèi)部熱能資源發(fā)電，稱(chēng)為地?zé)岚l(fā)電。地?zé)嵴羝l(fā)電的原理和設(shè)備與火電廠(chǎng)基本相同。利用地下熱水發(fā)電，有兩種基本類(lèi)型： （又稱(chēng)減壓擴(kuò)容法）；（又稱(chēng)中間介質(zhì)法）。 ④太陽(yáng)能發(fā)電 太陽(yáng)能是從太陽(yáng)向宇宙空間發(fā)射的電磁輻射能，太陽(yáng)能發(fā)電有熱發(fā)電和光發(fā)電兩種方式。 電力系統(tǒng)基本概念 41 ⑤生物質(zhì)能發(fā)電 生物質(zhì)能是綠色植物通過(guò)葉綠素將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而儲(chǔ)存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量，屬可再生能源。薪柴、農(nóng)作物秸稈、人畜糞便、有機(jī)垃圾及工業(yè)有機(jī)廢水等，是主要的生物質(zhì)能資源。生物質(zhì)能發(fā)電系統(tǒng)是以生物質(zhì)能為能源的發(fā)電工程，如垃圾焚燒發(fā)電、沼氣發(fā)電、蔗渣發(fā)電等。 電力系統(tǒng)基本概念 42 變電站 變電站是匯集電源、升降電壓和分配電力的場(chǎng)所，是聯(lián)系發(fā)電廠(chǎng)和用戶(hù)的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。 變電站有升壓和降壓之分。升壓變電站通常是發(fā)電廠(chǎng)升壓部分，緊靠發(fā)電廠(chǎng)。降壓變電站通常運(yùn)離發(fā)電廠(chǎng)而靠近負(fù)荷中心。 電力系統(tǒng)基本概念 43 根據(jù)變電站在系統(tǒng)中的地位和作用，可分為以下幾類(lèi)： （ 1）樞紐變電站 樞紐變電站位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)，連接電力系統(tǒng)高、中壓的幾個(gè)部分，匯集有多個(gè) 電源和多回大容量聯(lián)絡(luò)線(xiàn)路，變電容量大，電壓等級(jí)為330～ 500kV。全站停電時(shí)，將引起系統(tǒng)解列，甚至癱瘓。 電力系統(tǒng)基本概念 44 （ 2）中間變電站 中間變電站一般位于系統(tǒng)的主要環(huán)路線(xiàn)路中或系統(tǒng)主要干線(xiàn)的接口處，匯集有 2～ 3個(gè)電源，高壓側(cè)以交換潮流為主，同時(shí)又降壓供給當(dāng)?shù)赜脩?hù)，主要起中間環(huán)節(jié)作用，電壓等級(jí)為 220～ 330kV。全站停電時(shí)，將引起區(qū)域電網(wǎng)解列。 （ 3）地區(qū)變電站 地區(qū)變電站以對(duì)地區(qū)用戶(hù)供電為主，是一個(gè)地區(qū)或城市的主要變電站，電壓等級(jí)一般為 110～220kV。全站停電時(shí)，僅使該地區(qū)中斷供電。 電力系統(tǒng)基本概念 45 （ 4）企業(yè)變電站 企業(yè)變電站是供大、中型企業(yè)的專(zhuān)用變電站，電壓等級(jí)一般為 35～ 110kV，進(jìn)線(xiàn)為 1～ 2回。 （ 5）終端變電站 終端變電站位于配電線(xiàn)路的終端，接近負(fù)荷點(diǎn)，經(jīng)降壓后直接向用戶(hù)供電，不承擔(dān)功率轉(zhuǎn)送任務(wù)，電壓等級(jí)為 110kV及以下。 電力系統(tǒng)基本概念 46 電力網(wǎng) 電力網(wǎng)是由變電站和不同電壓等級(jí)的輸電線(xiàn)路所組成，其作用是輸送、
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