發(fā)電廠變電站概述

1、發(fā)電廠變電站一、發(fā)電廠 發(fā)電廠：是把各種天然能源（化學(xué)能、水能、原子能等）轉(zhuǎn)換成電能的工廠。 1火力發(fā)電廠 火力發(fā)電廠：是把化石燃料（煤、油、天然氣、油頁(yè)巖等）的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的工廠，簡(jiǎn)稱火電廠。 火電廠的原動(dòng)機(jī)大都為汽輪機(jī)，也有用燃?xì)廨啓C(jī)、柴油機(jī)等。 火電廠又可分為以下幾種： 凝汽式火電廠 凝汽式火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過(guò)程: 煤粉在鍋爐爐膛8中燃燒，使鍋爐中的水加熱變成過(guò)熱蒸汽，經(jīng)管道送到汽輪機(jī)14，推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，將熱能變?yōu)闄C(jī)械能。汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)15旋轉(zhuǎn)，再將機(jī)械能變?yōu)殡娔?。在汽輪機(jī)中做過(guò)功的蒸汽排入凝汽器16，循環(huán)水泵18打入的循環(huán)水將排汽迅速冷卻而凝結(jié)，由凝結(jié)水泵19將凝結(jié)水送到除氧器2

2、0中除氧(清除水中的氣體，特別是氧氣)，而后由給水泵21重新送回鍋爐。在凝汽器量的熱量被循環(huán)水帶走，凝汽式火電廠的效率較低，只有3040。 熱電廠莘縣熱電廠臨清熱電廠 由于供熱網(wǎng)絡(luò)不能太長(zhǎng)，所以熱電廠總是建在熱力用戶附近。熱電廠與凝汽式火電廠不同之處是將汽輪機(jī)中一部分做過(guò)功的蒸汽從中段抽出來(lái)直接供給熱用戶，或經(jīng)熱交換器12將水加熱后，把熱水供給用戶。這樣，便可減少被循環(huán)水帶走的熱量，提高效率，現(xiàn)代熱電廠的效率達(dá)6070。運(yùn)行方式不如凝汽式發(fā)電廠靈活。 燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠 燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠：用燃?xì)廨啓C(jī)或燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)中的燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的發(fā)電廠?？扇加靡后w燃料或氣體燃料。燃?xì)廨啓C(jī)的工作原理

3、與汽輪機(jī)相似，不同的是其工質(zhì)不是蒸汽，而是高溫高壓氣體。這種單純用燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的發(fā)電廠，熱效率只有3540。 為提高熱效率，采用燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)系統(tǒng),燃?xì)廨啓C(jī)的排氣進(jìn)入余熱鍋爐10，加熱其中的給水并產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，送到汽輪機(jī)5中去做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)再次發(fā)電；從汽輪機(jī)5中抽取低壓蒸汽（發(fā)電機(jī)停止發(fā)電時(shí)起動(dòng)備用燃?xì)忮仩t8提供汽源），通過(guò)蒸汽型溴冷機(jī)6（溴化鋰作為吸收劑）或汽水熱交換器7制取冷、熱水。這是電、熱、冷三聯(lián)供模式。聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的熱效率可達(dá)5685。 2水力發(fā)電廠 水力發(fā)電廠：是把水的位能和動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能的工廠，簡(jiǎn)稱水電廠，也稱水電站。 水電站的原動(dòng)機(jī)為水輪機(jī)，通過(guò)水輪機(jī)將水能轉(zhuǎn)換為

4、機(jī)械能，再由水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。 壩式水電站 壩式水電站：在河流上的適當(dāng)?shù)胤浇ㄖr河壩，形成水庫(kù)，抬高上游水位，使壩的上、下游形成大的水位差的水電站。壩式水電站適宜建在河道坡降較緩且流量較大的河段。這類水電站按廠房與壩的相對(duì)位置又可為以下幾種。 （1）壩后式廠房。廠房建在攔河壩非溢流壩段的后面（下游側(cè)），不承受水的壓力，壓力管道通過(guò)壩體，適用于高、中水頭。壩后式水電站 水電站的生產(chǎn)過(guò)程較簡(jiǎn)單，發(fā)電機(jī)與水輪機(jī)轉(zhuǎn)子同軸連接，水由上游沿壓力水管進(jìn)入水輪機(jī)蝸殼，沖動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)子，水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)即發(fā)出電能；做過(guò)功的水通過(guò)尾水管流到下游；生產(chǎn)出來(lái)的電能經(jīng)變壓器升壓并沿架空線至屋外配電裝

5、置，而后送入電力系統(tǒng)。 （2）溢流式廠房。廠房建在溢流壩段后（下游側(cè)），泄洪水流從廠房頂部越過(guò)泄入下游河道，適用于河谷狹窄，水庫(kù)下泄洪水流量大，溢洪與發(fā)電分區(qū)布置有一定困難的情況。溢流式水電站 （3）岸邊式廠房。廠房建在攔河壩下游河岸邊的地面上，引水道及壓力管道明鋪于地面或埋沒(méi)于地下。 （4）地下式廠房。廠房的引水道和廠房都建在壩側(cè)地下。 （5）壩式廠房。廠房的壓力管道和廠房都建在混凝土壩的空腔，且常設(shè)在溢流壩段，適用于河谷狹窄，下泄洪水流量大的情況。 （6）河床式廠房。廠房與攔河壩相連接，成為壩的一部分，廠房承受水的壓力，適用于水頭小于50m的水電站。 引水式水電站 引水式水電站：由引水系統(tǒng)

6、將天然河道的落差集中進(jìn)行發(fā)電的水電站。無(wú)壓引水式水電站有壓引水式水電站 引水式水電站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站，避免建設(shè)過(guò)高的擋水建筑物。 引水式水電站生產(chǎn)原理:在河流適當(dāng)?shù)囟谓ǖ脱?（擋水低壩），水經(jīng)引水渠2和壓力水管3引入廠房4，從而獲得較大的水位差。 抽水蓄能電站 抽水蓄能電站：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)電的水電站。 抽水蓄能電站是電力系統(tǒng)的填谷調(diào)峰電源?？刹捎玫虊问交蛞?。 抽水蓄能電站生產(chǎn)原理: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

7、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；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)發(fā)電機(jī)方式運(yùn)行，使所蓄的水用于發(fā)電，以滿足調(diào)峰需要，這時(shí)它是發(fā)電站。 3核電廠 核電廠：是將原子核的裂變能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電廠，燃料主要是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。 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。輕水堆又分壓水堆和沸水堆。 核電廠的生產(chǎn)過(guò)程與一般火電廠相似。核電廠中以輕水堆核電廠最多，輕水堆式核電廠發(fā)電方式示意圖如圖18所示。 壓水堆核電廠：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的鍋爐。反應(yīng)

8、堆常有100多個(gè)至200多個(gè)燃料組件。在主循環(huán)水泵（又稱壓水堆冷卻劑泵或主泵）的作用下，壓力為15.215.5MPa、溫度290左右的蒸餾水不斷在左回路（稱一回路，有24條并聯(lián)環(huán)路）中循環(huán)，經(jīng)反應(yīng)堆時(shí)被加熱到320左右，然后進(jìn)入蒸汽發(fā)生器，并將自身的熱量傳給右回路（稱二回路）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)程與火電廠相似。 沸水堆核電廠：是以沸騰輕水為慢水劑和冷卻劑并在反應(yīng)堆直接產(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)輕化器凈化、加熱器加熱，再由給水泵送入反應(yīng)堆。 4新能源發(fā)電 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)車 流動(dòng)空氣所具

9、有的能量，稱為風(fēng)能。將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電方式，稱為風(fēng)力發(fā)電。 在風(fēng)能豐富的地區(qū)，按一定的排列方式成群安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，組成集群，稱為風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)。其機(jī)組可多達(dá)幾十臺(tái)、幾百臺(tái)，甚至數(shù)千臺(tái)，是大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用風(fēng)能的有效形式。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的單機(jī)容量為幾十瓦至幾兆瓦，100kW以上的風(fēng)力發(fā)電機(jī)為同步發(fā)電機(jī)或異步發(fā)電機(jī)；大、中型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組皆配有由微機(jī)或可編程控制器組成的控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)控制、自檢、顯示等功能。 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、海洋鹽差能等。 潮汐發(fā)電：是利用潮汐的位能發(fā)電，即在潮差大的海灣入口或河口筑堤構(gòu)成水庫(kù)，在壩或壩側(cè)安裝水輪發(fā)

10、電機(jī)組，利用堤壩兩側(cè)的潮差驅(qū)動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。最大的潮汐電站-法國(guó)朗斯電站 地?zé)岚l(fā)電 地?zé)岚l(fā)電：利用地下蒸汽或熱水等地球部熱能資源發(fā)電。 地?zé)嵴羝l(fā)電的原理和設(shè)備與火電廠基本相同。利用地下熱水發(fā)電，有兩種基本類型。 （1）閃蒸地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)（又稱減壓擴(kuò)容法）：使地下熱水變?yōu)榈蛪赫羝┢啓C(jī)做功。 （2）雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)（又稱中間介質(zhì)法）。 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，到達(dá)地球表面的太陽(yáng)能為8.2109萬(wàn)kW，能量密度為1kW/左右。太陽(yáng)能發(fā)電有熱發(fā)電和光發(fā)電兩種方式。 太陽(yáng)能熱發(fā)電：是將吸收的太陽(yáng)輻射熱能轉(zhuǎn)換成電能的裝置，其基本組成與常規(guī)火電設(shè)備類似。它又分集中式

11、和分散式兩類。集中式太陽(yáng)能熱發(fā)電又稱塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電，其熱力系統(tǒng)流程如圖114所示。 太陽(yáng)能光發(fā)電：是不通過(guò)熱過(guò)程而直接將太陽(yáng)的光能轉(zhuǎn)變成電能，有多種發(fā)電方式，其中光伏發(fā)電方式是主流。 光伏發(fā)電：是把照射到太陽(yáng)能電池（也稱光伏電池，是一種半導(dǎo)體器件，受光照射會(huì)產(chǎn)生伏打效應(yīng)）上的光直接變換成電能輸出。 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)部的能量，屬可再生能源。生物質(zhì)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。） 6.磁流體發(fā)電 磁流體發(fā)電亦稱等離子體發(fā)電，是使極高溫度并高度電離的氣體高速（1000m/s）流經(jīng)強(qiáng)磁場(chǎng)而

12、直接發(fā)電。這時(shí)氣體中的電子受磁力作用和氣體中活化金屬粒子（鉀、銫）相互碰撞，沿著與磁力線成垂直的方位流向電極而發(fā)出直流電。二、變電站 變電站是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。變電站有多種分類方法，可以根據(jù)電壓等級(jí)、升壓或降壓及在電力系統(tǒng)中的地位分類。根據(jù)變電站在系統(tǒng)中的地位，可分為以下幾類。電力系統(tǒng)的接線圖 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，變電容量大，電壓（指其高壓側(cè)，以下同）等級(jí)為330500kV。全站停電時(shí)，將引起系統(tǒng)解列，甚至癱瘓。500kV變電站 2.中間變電站 中間變電站一般位于系統(tǒng)的主要環(huán)路線路中或系統(tǒng)主要干線的接口處，匯集有23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)赜脩簦饕鹬虚g環(huán)節(jié)作用，電壓等級(jí)為220330kV。全站停電時(shí)，將引起區(qū)域電網(wǎng)解列。220kV馬頭變電站 3.地區(qū)變電站 地區(qū)變電站以對(duì)地區(qū)用戶供電為主，是一個(gè)地區(qū)或城市的主