第一章緒論第一節(jié)我國電力工業(yè)的發(fā)展概況第二節(jié)發(fā)電廠和變電所的類型第三節(jié)發(fā)電廠變電所電氣設(shè)備概述思考題與習(xí)題第一章緒論第一節(jié)我國電力工業(yè)的發(fā)展概況1第一節(jié)我國電力工業(yè)的發(fā)展概況電能具有便于輸送、分配、使用、控制等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、科學(xué)技術(shù)、國防建設(shè)及人民生活中，已成為不可缺少的二次能源。電力工業(yè)的發(fā)展水平已成為衡量一個(gè)國家綜合國力和現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。我國具有豐富的能源資源。可開發(fā)利用的水能蘊(yùn)藏量約為3.78億kW，居世界首位。到2005年底，我國發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘繛?億千瓦時(shí)。預(yù)計(jì)到2007年底，我國發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到7億千瓦時(shí)。我國裝機(jī)容量和發(fā)電量均位列世界第二。第一節(jié)我國電力工業(yè)的發(fā)展概況電能具有便于輸送2第二節(jié)

發(fā)電廠和變電所類型

一、發(fā)電廠類型

■火力發(fā)電廠■水力發(fā)電廠■風(fēng)力發(fā)電廠■核電廠■太陽能發(fā)電

二、變電所類型

■樞紐變電所■中間變電所■地區(qū)變電所■終端變電所第二節(jié)發(fā)電廠和變電所類型一、發(fā)電廠類型31.能量轉(zhuǎn)換過程

燃料的化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能2.火力發(fā)電廠三大主機(jī)

鍋爐汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)3.火力發(fā)電廠分類

凝氣式火力發(fā)電廠，生產(chǎn)過程示意圖見1-1熱電廠

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火力發(fā)電廠1.能量轉(zhuǎn)換過程▉火力發(fā)電廠4▉

火力發(fā)電廠—凝汽式火電廠生產(chǎn)過程示意圖▉火力發(fā)電廠—凝汽式火電廠生產(chǎn)過程示意圖5▉

水力發(fā)電廠1.能量轉(zhuǎn)換過程水能（勢能）→機(jī)械能（動(dòng)能）→電能2.水力發(fā)電廠分類（1）根據(jù)集中落差的方式：堤壩式（如圖1-2河床式水電廠）引水式混合式（2）根據(jù)運(yùn)行的方式：有調(diào)節(jié)水電廠無調(diào)節(jié)水電廠抽水蓄能水電廠▉水力發(fā)電廠1.能量轉(zhuǎn)換過程6▉

水力發(fā)電廠—河床式水力發(fā)電廠▉水力發(fā)電廠—河床式水力發(fā)電廠7▉

核電廠核電廠是利用核能發(fā)電的電廠，這是一種大有發(fā)展前途的新能源，一般建在自然資源匱乏的缺電地區(qū)。核電機(jī)組與普通火力發(fā)電機(jī)組不同的是以核反應(yīng)堆和蒸汽發(fā)生器替代了鍋爐設(shè)備，而汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)部分則基本相同。

圖1-3是核電廠發(fā)電方式示意圖。原子核反應(yīng)堆是核電廠的核心部分，它是一個(gè)可以被控制的核裂變裝置，以鈾—235或鈾—238（或鈾—239）為燃料。核反應(yīng)堆又分為壓水堆、重水堆、石墨堆等類型。我國已建成發(fā)電的核電廠有大亞灣和秦山核電廠。▉核電廠核電廠是利用核能發(fā)電的電廠，這是一種8▉

核電廠—核電廠生產(chǎn)過程示意圖▉核電廠—核電廠生產(chǎn)過程示意圖9▉

變電所類型

電力系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)：電力系統(tǒng)由發(fā)電廠、變電所、線路和用戶組成。變電所是聯(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。圖1-4是一個(gè)電力系統(tǒng)與電力系統(tǒng)示意圖。▉?zhàn)冸娝愋碗娏ο到y(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)：10▉

變電所類型—電力系統(tǒng)與電力網(wǎng)示意圖▉?zhàn)冸娝愋汀娏ο到y(tǒng)與電力網(wǎng)示意圖11

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樞紐變電所樞紐變電所位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)，匯集多個(gè)電源，連接電力系統(tǒng)高壓和中壓的幾個(gè)部分，電壓等級一般為330～500kV。這種變電所一旦停電，將造成大范圍停電，引起系統(tǒng)解列，甚至整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。因此，樞紐變電所對電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定和可靠性起著重要作用。說明：330kV電壓為非國際標(biāo)準(zhǔn)電壓等級。在我國電力系統(tǒng)中只有個(gè)別輸電線路在使用。▉樞紐變電所樞紐變電所位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)12

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中間變電所中間變電所的電壓等級一般為220～330kV，匯集2～3個(gè)電源和若干線路，高壓側(cè)起交換功率的作用，或使長距離輸電線路分段，同時(shí)降壓對一個(gè)區(qū)域供電。這樣的變電所在系統(tǒng)中主要起中間環(huán)節(jié)的作用，故稱中間變電所。全所停電后，將引起區(qū)域電網(wǎng)的解列。▉中間變電所中間變電所的電壓等級一般為2213

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地區(qū)變電所和終端變電所地區(qū)變電所地區(qū)變電所的電壓等級一般為110～220kV，主要向一個(gè)地區(qū)用戶供電，是一個(gè)地區(qū)或一個(gè)中小城市的主要變電所，一旦停電，將造成該地區(qū)或城市供電的紊亂，甚至中斷供電。

終端變電所終端變電所位于配電線路的末端，接近負(fù)荷處，電壓等級一般為35～110kV，經(jīng)降壓后直接向用戶供電。降壓后的電壓一般為10kV和0.4kV，分別向不同的用戶供電。▉地區(qū)變電所和終端變電所地區(qū)變電所14第三節(jié)發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)備概述一、電氣一次設(shè)備二、二次設(shè)備三、電氣設(shè)備的主要額定參數(shù)

■額定電壓（kV）■額定電流（kA）■額定容量（kVA）第三節(jié)發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)備概述一、電氣一次設(shè)備15

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電氣一次設(shè)備在發(fā)電廠和變電所中，為了滿足用戶對電力的需求和保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)性，安裝有各種電氣設(shè)備。通常把直接生產(chǎn)、輸送、分配和使用電能的設(shè)備稱為一次設(shè)備。它們包括：（1）生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備。如發(fā)電機(jī)和變壓器等。（2）接通或斷開電路的開關(guān)設(shè)備。（3）載流導(dǎo)體。如母線、電纜等。（4）互感器。互感器分為電壓互感器和電流互感器。（5）保護(hù)電器。如電抗器和避雷器等。（6）接地裝置。▉電氣一次設(shè)備在發(fā)電廠和變電所中，為了滿足16

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二次設(shè)備在電力系統(tǒng)中為了能對電氣一次設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行測量、控制、保護(hù)和監(jiān)察而需要一些專門的設(shè)備，通常把這些設(shè)備稱為電氣二次設(shè)備。它們包括：（1）測量表計(jì)。如電壓表、電流表、功率表、電能表、頻率表等，用于測量一次電路中的電氣參數(shù)。（2）繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置。如各種繼電器和自動(dòng)裝置等，用于監(jiān)視一次系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，迅速反應(yīng)不正常情況并進(jìn)行調(diào)節(jié)或作用于斷路器跳閘，切除故障。（3）直流設(shè)備。如直流發(fā)電機(jī)、蓄電池組、硅整流裝置等，為保護(hù)、控制和事故照明等提供直流電源。▉二次設(shè)備在電力系統(tǒng)中為了能對電氣一次設(shè)備17

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電氣設(shè)備的主要額定參數(shù)—額定電壓額定電壓是國家根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的的需要，技術(shù)經(jīng)濟(jì)的合理性，制造能力和產(chǎn)品系列性等各種因素所規(guī)定的電氣設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)電壓等級。我國規(guī)定的額定電壓，按電壓高低和使用范圍分為三類。

第一類額定電壓第一類額定電壓是100V及以下的電壓等級，主要用于安全照明、蓄電池及開關(guān)設(shè)備的直流操作電壓。直流為6、12、24、48V；交流單相為12V和36V，三相線電壓為36V。▉電氣設(shè)備的主要額定參數(shù)—額定電壓額定18▉

電氣設(shè)備的主要額定參數(shù)

—額定電壓第二類額定電壓第二類額定電壓是100～1000V之間的電壓等級。這類額定電壓應(yīng)用最廣、數(shù)量最多，如動(dòng)力、照明、家用電器和控制設(shè)備等。第三類額定電壓第三類額定電壓是1000V及以上的高電壓等級，見表1-3所示，主要用于電力系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)、變壓器、輸配電設(shè)備和用電設(shè)備。▉電氣設(shè)備的主要額定參數(shù)—額定電壓第二類19▉

電氣設(shè)備的主要額定參數(shù)—第三類額定電壓▉電氣設(shè)備的主要額定參數(shù)—第三類額定電壓20▉電氣設(shè)備的主要額定參數(shù)

—第三類額定電壓對表1-3進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)存在以下規(guī)律：（1）用電設(shè)備的額定電壓與電網(wǎng)的額定電壓是相等的。（2）發(fā)電機(jī)的額定電壓比其所在電力網(wǎng)的電壓高5%。（3）變壓器一次線圈是接受電能，可看成是用電設(shè)備，其額定電壓與用電設(shè)備的額定電壓相等，而直接與發(fā)電機(jī)相連接的升壓變壓器的一次側(cè)電壓應(yīng)與發(fā)電機(jī)電壓相配合。（4）變壓器的二次線圈（副線圈）相當(dāng)于一個(gè)供電電源，它的空載額定電壓要比其所在電網(wǎng)的額定電壓高10%。但在3、6、10kV電壓時(shí)，由于這時(shí)相應(yīng)的配電線路距離不長，二次線圈的額定電壓僅高出電網(wǎng)電壓5%。▉電氣設(shè)備的主要額定參數(shù)—第三類額定電壓對21▉

電氣設(shè)備的主要額定參數(shù)

—額定電流電氣設(shè)備的額定電流（銘牌中的規(guī)定值）是指在規(guī)定的周圍環(huán)境溫度和絕緣材料允許溫度下允許通過的最大電流值。當(dāng)設(shè)備周圍的環(huán)境溫度不超過介質(zhì)的規(guī)定溫度時(shí)，按照設(shè)備的額定電流工作，其各部分的發(fā)熱溫度不會(huì)超過規(guī)定值，電氣設(shè)備有正常的使用壽命。說明：周圍環(huán)境溫度一般指20℃。▉電氣設(shè)備的主要額定參數(shù)—額定電流電氣22▉

電氣設(shè)備的主要額定參數(shù)

—額定容量

發(fā)電機(jī)、變壓器和電動(dòng)機(jī)額定容量的規(guī)定條件與額定電流相同。變壓器的額定容量都是指視在功率（kV·A）值，表明最大一線圈的容量；發(fā)電機(jī)的額定容量可以用視在功率（kV·A）值表示，但一般是用有功功率（kW）值表示，這是因?yàn)橥蟿?dòng)發(fā)電機(jī)的原動(dòng)機(jī)（汽輪機(jī)、水輪機(jī)等）是用有功功率表示的；電動(dòng)機(jī)的額定容量通常用有功功率（kW）值表示，因?yàn)樗蟿?dòng)的機(jī)械的額定容量一般用有功功率表示。▉電氣設(shè)備的主要額定參數(shù)—額定