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《发电厂电气部分》第一章 能源和发电 电气与信息工程学院 第一节 能源和电能 一、电能及其优点 1) 便于大规模生产和远距离输送 2) 方便转换和易于控制 3) 损耗小 4) 效率高 5) 无气体和噪声污染 二、发电厂 将各种一次能源转变为电能的工厂。 发电厂类型 火电厂：凝汽式火电厂、热电厂 水电厂：堤坝式水电厂、引水式水电厂、抽水蓄能电站 核电厂：最多是轻水堆核电厂，即压水堆、沸水堆核电厂 新能源发电：风力发电、海洋能发电、地热发电、太阳能发电、磁流体发电 第二节 火力发电厂 3. 火力发电厂三大主机及电能生产过程 ▉ 火力发电厂— 凝汽式火电厂生产过程示意图 4. 火电厂的特点 布局灵活，装机容量的大小可按需要决定。 一次性建造投资少，建造工期短。 煤耗量大，单位电量发电成本较高。 动力设备繁多，机组控制操作复杂，运行费用高。 机组启动慢，附加耗用大量燃料。 担负急剧升降负荷时，附加燃料消耗大。 担负调峰、调频或事故备用，相应事故增多，厂用电率增高。适合担负较均匀的负荷。 对空气和环境污染大。 第三节 水力发电厂 水力发电厂组成 水电厂的主要设施包括：水工建筑物、厂房、水轮发电机组、变电所和送电设备。　　(1)水工建筑物包括大坝、引水建筑物和泄水建筑物等。大坝的作用是挡水并汇集水流、提高水位，?形成上、下游河段的落差;引水建筑物由进水口、拦污栅、闸门、渠道、隧洞、压力管道等组成;泄水建筑物主要包括溢流坝、泄水闸、泄洪道及底孔等。　　(2)厂房是安装水轮机组及其配套设备的建筑物，类型有地面厂房、地下厂房和坝内厂房等几种。　　(3)水轮发电机组由水轮机、发电机、主轴及控制系统等组成，水流冲击水轮机转轮带动整个机组旋转，从而将水流的动能和势能通过发电机转化为电能。　　(4)变电所主要由变压器、各种开关及控制设备组成，在电力系统中担负着变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压等任务。 坝后式水电厂： 当水电站水头较高，建坝挡水，厂房建在坝的后面，不承受水压，水库的水流经坝体内的压力水管引入厂房推动水轮机发电机发电。 引水式水电站：由引水系统将天然河道的落差集中进行发电的水电站。 3. 水电厂的特点 可综合利用水能资源。 发电成本低，效率较高。 运行灵活。 水能可储存和调节。 不污染环境。 建设投资大，工期长。 建设和生产都受到河流的地形、水量及季节气象条件限制，发电不均衡。 水库兴建，淹没土地，移民搬迁，给农业生产带来不利，还可能在一定程度破坏自然界的生态平衡。 4. 抽水蓄能电厂利用电力系统低谷负荷时的剩余电力抽水到高处蓄存，在高峰负荷时放水发电的水电厂。 第四节 核能发电厂 第五节 变电所类型 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，起变换和分配电能的作用。 1. 按作用分 升压变电所：一般设于发电厂内或电厂附近，把发电机电压经升压变压器升高后，由高压输电线路将电能送出，与电力系统直接相连。 降压变电所：一般位于负荷中心或网路中心，一方面连接电力系统各部分，同时将电压降低，供给地区负荷用电。 开关站（开闭所）：仅连接电力系统的各部分，可以进行输电线路的断开或接入，而无变压器进行电压变换，一般是为了电力系统的稳定而设置的。 2. 按地位分： 湖州500kV枢纽变电站 （1）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。 （2）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。 （3）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。 （4）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，分别向不同的用户供电。 * * 1. 能量转换过程 燃料的化学能→热能→