第一章發(fā)電廠電氣部分緒論

1、2024年3月20日星期三,《發(fā)電廠電氣部分》,教材:《發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)》機(jī)械工業(yè)出版社 許珉等編,2024年3月20日星期三,第一章 緒論,一．電力工業(yè)發(fā)展概況二．發(fā)電廠和變電所的基本類型三．發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)備簡述,2024年3月20日星期三,第一節(jié)　電力工業(yè)發(fā)展概況,2024年3月20日星期三,一．由兩個(gè)指標(biāo)看電力工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的作用,1. 電力彈性系數(shù) “E ”,若干年內(nèi)電力平均增長率─────────────

2、─---- 若干年內(nèi)國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值增長率,專家普遍認(rèn)為“E ”的標(biāo)準(zhǔn)必須大于1.2,2024年3月20日星期三,,2．發(fā)電能源在一次能源總消費(fèi)中的比例 “ γ ” 一次能源:直接由自然界采用的能源.煤炭、水能、其它（石油、天然氣、鈾） 二次能源:由一次能源經(jīng)加工轉(zhuǎn)換而獲得的能源.電力、煤氣等,國民經(jīng)濟(jì)中電能生產(chǎn)所需要的一次能源─┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈----------------------------

3、------- 國民經(jīng)濟(jì)中一次能源的消費(fèi)總量,γ值越大說明能源的使用效率越高,2024年3月20日星期三,二．我國電力工業(yè)發(fā)展概況,2011年，我國發(fā)電量為4.72萬億千瓦時(shí)，相當(dāng)于日本、俄羅斯、印度、加拿大、德國等五個(gè)國家2010年發(fā)電量總和，首次超過美國，居世界首位。 　2011年我國全社會(huì)用電量平穩(wěn)較快增長，發(fā)電裝機(jī)容量繼續(xù)增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2011年年底，全國發(fā)電設(shè)備裝機(jī)容量為105576萬千瓦，全年全社會(huì)用電量469

4、28億千瓦時(shí)，新增裝機(jī)容量9041萬千瓦，其中水電、核電、風(fēng)電等非火電類型發(fā)電裝機(jī)容量比重達(dá)到27.50%，比上年提高0.93個(gè)百分點(diǎn)?！　≈须娐?lián)初步預(yù)測(cè)，2012年全國全年發(fā)用電量將達(dá)5.13萬億千瓦時(shí)，增速比2011年回落2個(gè)百分點(diǎn)左右。此外，2012年全國新增電力裝機(jī)容量將比2011年減少1000萬千瓦左右，是2006年以來投產(chǎn)最少的一年。,2024年3月20日星期三,中國電力工業(yè)世界之最,全球最大發(fā)電量

5、2011年，我國發(fā)電量為4.72萬億千瓦時(shí)，相當(dāng)于日本、俄羅斯、印度、加拿大、德國等五個(gè)國家2010年發(fā)電量總和，首次超過美國，居世界首位。全球最大裝機(jī)規(guī)模 截至2011年底，全國發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到10.56億千瓦，首次超過美國（10.3億千瓦），成為世界第一電力裝機(jī)大國。世界上最大電網(wǎng) 截至2011年底，全國220千伏及以上輸電線路回路長度達(dá)到48萬公里，是2002年的2.5倍，年均增長1

6、0.8%；公用變?cè)O(shè)備容量達(dá)到22億千伏安，是2002年的4.2倍，年均增長17.26%。目前，中國電網(wǎng)規(guī)模已居世界第一。,2024年3月20日星期三,,2024年3月20日星期三,,最大容量的火電機(jī)組: 100萬千瓦：最大容量的核電機(jī)組:臺(tái)山核電站一期工程建設(shè)2臺(tái)機(jī)組，單機(jī)容量為175萬千瓦，是目前世界上單機(jī)容量最大的核電機(jī)組。最大容量的水電機(jī)組:2012年３月８日，我國第二臺(tái)單機(jī)容量為８０萬千瓦的世界最大水電機(jī)組，在向家壩水電站通

7、過定子整體耐壓試驗(yàn) 截至2003年底，全國總裝機(jī)總?cè)萘?.845億千瓦，為1980年的5.84倍，居世界第二位，年發(fā)電量19080億千瓦時(shí)，為1980年的6.34倍。 以2009年4月16日拉西瓦水電站6號(hào)機(jī)組投產(chǎn)為標(biāo)志，我國電力裝機(jī)突破了8億千瓦。 電源結(jié)構(gòu)正在逐步趨向合理。截至2009年7月底，全國水電裝機(jī)已從2002年的8607萬千瓦增加到1.82億千瓦；約占總裝機(jī)總?cè)萘康?3%核電裝機(jī)90

8、6萬千瓦；風(fēng)電裝機(jī)1474萬千瓦， 到2010年，大唐托克托電廠總裝機(jī)容量突破600萬千瓦,將成為亞洲最大的火力發(fā)電基地。三峽水電站共安裝32×70萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組，左岸14臺(tái)，右岸12臺(tái)，地下6臺(tái) 另外還有2臺(tái)×5萬千瓦的電源機(jī)組，總裝機(jī)容量2250萬千瓦，是世界最大的水電站。,2024年3月20日星期三,我國電力系統(tǒng)的發(fā)展,1882年英國商人在上海創(chuàng)辦了上海電氣公司，裝機(jī)容量12KW，5盞

9、電燈。1913年上海楊樹浦發(fā)電廠發(fā)電，1924年該廠裝機(jī)12臺(tái)，總?cè)萘?21MW，成為當(dāng)時(shí)遠(yuǎn)東第一大發(fā)電廠。1949年以前，僅東北有220KV和154KV的電網(wǎng)（日本人建造）。80年代，形成了17個(gè)以220KV為骨干輸電網(wǎng)的跨省地區(qū)電網(wǎng)和省際電網(wǎng)。 1972年由甘肅天水－陜西關(guān)中的534KM的我國第一條330KV輸電線路工程。 1981年由河南平頂山－湖北武漢的全長595KM的我國第一條500KV輸電線路。198

10、9年建成了我國第一條遠(yuǎn)距離±500KV葛洲壩－上海的直流輸電線路 目前，形成7個(gè)跨省區(qū)電網(wǎng)和山東500KV的主干網(wǎng)絡(luò)1997年三峽工程建設(shè)，26臺(tái)700MW ，15回500KV交流及三回±500KV直流，連接華東、華中、河南、四川、廣東等電網(wǎng)，中國電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的核心。,,2024年3月20日星期三,第二節(jié)　發(fā)電廠和變電所的基本類型,2024年3月20日星期三,一．發(fā)電廠的基本類型,1. 火力發(fā)電廠分類： 燃料：

11、燃煤；燃油；燃?xì)?；余熱；垃圾。蒸汽壓力和溫度：中低壓；高壓；超高壓；亞臨界；超臨界。原動(dòng)機(jī)：凝汽式汽輪機(jī)；燃?xì)廨啓C(jī)；內(nèi)燃機(jī)；蒸汽－燃?xì)廨啓C(jī)。輸出能源：凝汽式；熱電廠?？傃b機(jī)容量：小容量（1000MW)(1) 凝汽式火電廠：效率30~40%（在凝汽器中大量的余熱被循環(huán)水帶走）。(2) 熱電廠：效率60~70%（除了發(fā)電還供熱，減少了被循環(huán)水帶走的熱量）(3) 燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠:效率56~85% （整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)IGCC）,

12、2024年3月20日星期三,2024年3月20日星期三,,2024年3月20日星期三,,,2024年3月20日星期三,火電廠電能生產(chǎn)過程 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，三大系統(tǒng) 分為燃燒系統(tǒng)；汽水系統(tǒng)；電氣系統(tǒng)燃燒系統(tǒng) 由運(yùn)煤、磨煤、燃燒、風(fēng)煙、灰渣系統(tǒng)組成。 （1）運(yùn)煤系統(tǒng) 4×30萬kW電廠每日用10368噸標(biāo)準(zhǔn)煤 主要依靠鐵路運(yùn)輸 （2）磨煤系統(tǒng) 煤場(chǎng)

13、 輸煤皮帶 原煤倉 煤斗 給煤機(jī) 磨煤機(jī) 粗粉分離器 旋風(fēng)分離器 煤粉倉,,,,,,,,,2024年3月20日星期三,2024年3月20日星期三,（3）燃燒系統(tǒng) 給粉機(jī) 一次風(fēng)管 旋風(fēng)分離器 排粉風(fēng)機(jī) 爐膛內(nèi)高溫火焰將水冷壁內(nèi)水加熱成汽水混合物上升進(jìn)入汽包。（4）風(fēng)煙系統(tǒng)

14、 磨煤機(jī)、排粉風(fēng)機(jī) 送風(fēng)機(jī) 空氣預(yù)熱器 爐膛 噴燃器（5）灰渣系統(tǒng) 小灰粒經(jīng)除塵器排入沖灰溝，大爐渣破碎后排入沖灰溝，經(jīng)灰渣泵排往灰場(chǎng)。,,,,冷風(fēng),煤粉,一次風(fēng),,,噴燃器

15、,,爐膛,2024年3月20日星期三,2. 汽水系統(tǒng)由鍋爐、汽輪機(jī)、凝汽器、除氧器、加熱器等設(shè)備及管道構(gòu)成。包括給水系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)和補(bǔ)充給水系統(tǒng)。,2024年3月20日星期三,2024年3月20日星期三,（1）給水系統(tǒng)做過功的蒸汽，排入凝汽器，冷卻成水（凝結(jié)水）。由凝結(jié)水泵打至低加加熱，除氧器除氧繼續(xù)加熱，鍋爐給水經(jīng)給水泵升壓和高壓加熱器加熱，送入鍋爐汽包。（2）補(bǔ)充給水系統(tǒng)向系統(tǒng)補(bǔ)充經(jīng)過化學(xué)處理的軟化水，以彌補(bǔ)汽、水泄漏。

16、（3）循環(huán)水系統(tǒng)為將做過功乏汽凝結(jié)成水，從涼水塔抽取冷卻水送入凝汽器，冷卻水吸收熱量回到?jīng)鏊鋮s，循環(huán)使用。,2024年3月20日星期三,3. 電氣系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁裝置、廠用電系統(tǒng)和升壓變電站等。,2024年3月20日星期三,2024年3月20日星期三,2024年3月20日星期三,火電廠的特點(diǎn)布局靈活，裝機(jī)容量可按需要而定。一次性建設(shè)投資少，建造工期短，發(fā)電設(shè)備年利用小時(shí)數(shù)高。煤耗量大。動(dòng)力設(shè)備多，機(jī)組控制操作復(fù)雜，

17、廠用電量和運(yùn)行人員多。啟停機(jī)時(shí)間長，耗用大量燃料。劇變變化負(fù)荷供電，附加燃料消耗。若擔(dān)負(fù)調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用，事故增多，強(qiáng)迫停運(yùn)率增高，廠用電率增大。污染。電廠環(huán)境保護(hù)措施的費(fèi)用約占總投資的25％～30％,2024年3月20日星期三,,,2024年3月20日星期三,2. 水力發(fā)電廠通常所說的“水電”，既是常規(guī)能源，又是可再生能源。水力發(fā)電在生產(chǎn)運(yùn)行中，不消耗燃料，不排泄有害物質(zhì)，其管理運(yùn)行費(fèi)和發(fā)電成本費(fèi)以及對(duì)環(huán)境的影響遠(yuǎn)比燃

18、煤電站低得多，是成本低廉的、永不枯竭的綠色優(yōu)質(zhì)能源。我國具有巨大的江河徑流和落差，形成了我國水電能資源的豐富蘊(yùn)藏量（有落差，就有水能！這是優(yōu)越的自然條件。）。例如：我國的長江，黃河落差分別為5400m和4880m，雅魯藏布江、瀾滄江、怒江落差均在4000m以上。還有大量的河流落差在2000m以上。,2024年3月20日星期三,水的動(dòng)能和位能轉(zhuǎn)化為電能水能 機(jī)械能 電能 水 水輪機(jī) 發(fā)

19、電機(jī),2024年3月20日星期三,水電廠分類（1）堤壩式 按廠房位置 1）壩后式 2）河床式（2）引水式（3）混合式（4）抽水蓄能電廠,2024年3月20日星期三,1）壩后式,2024年3月20日星期三,2024年3月20日星期三,三峽水電站三峽水電站——當(dāng)前世界上最大的水電站工程。三峽水電站——總裝機(jī)容量26×70＝ 1820萬千瓦，年平均發(fā)電量846.8億度，相

20、當(dāng)于10個(gè)大亞灣核電站發(fā)電量的總和。,2024年3月20日星期三,2）河床式,2024年3月20日星期三,（2） 引水式,2024年3月20日星期三,堰,引水渠,壓力水管,廠房,（3）混合式將上圖中的堰加高，堤壩+引水。,2024年3月20日星期三,水電廠的特點(diǎn)綜合利用水能資源。發(fā)電成本低、效率高。運(yùn)行靈活。水能可儲(chǔ)蓄和調(diào)節(jié)。不污染環(huán)境。建設(shè)投資較大，工期較長。豐水期和枯水期區(qū)別，發(fā)電不均衡。水庫帶來不利，破壞生態(tài)平

21、衡。,2024年3月20日星期三,（4）抽水蓄能電廠 開發(fā)原因：電負(fù)荷的峰谷差增大。隨著工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)和城市的迅速發(fā)展，需要電網(wǎng)供電的負(fù)荷量不斷增長，同時(shí)，在一天內(nèi)電網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)的峰谷差數(shù)值也在不斷上升。電力系統(tǒng)不僅要保證供電容量的問題，而且，更需要保證電網(wǎng)供電的峰谷差問題——即填谷調(diào)峰。水電比核電和火電更適宜調(diào)峰。在電力系統(tǒng)中，核電站和火電站不能適應(yīng)電力系統(tǒng)負(fù)荷的急劇變化，且受到技術(shù)最小出力（例如，煤粉爐，不能低于70%負(fù)荷運(yùn)

22、行。）的限制，調(diào)峰能力有限，而且火電機(jī)組調(diào)峰煤耗多，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高。而水電站啟動(dòng)與停機(jī)迅速、運(yùn)行靈活，適宜擔(dān)任調(diào)峰、調(diào)頻、事故備用。,2024年3月20日星期三,工作原理特殊形式水電廠，上下游都有水庫。負(fù)荷低谷時(shí)，下游水抽到上游，電能轉(zhuǎn)化為位能；負(fù)荷高峰時(shí)，上游水庫發(fā)電，水回到下游水庫，位能轉(zhuǎn)化為電能。既能吸收低谷電能，又能提供峰荷電力。,抽水蓄能電廠的調(diào)峰作用,2024年3月20日星期三,2024年3月20日星期三,抽水蓄能電

23、廠在系統(tǒng)運(yùn)行中的作用（1）調(diào)峰（2）填谷（3）備用（4）調(diào)頻（5）調(diào)相廣州抽水蓄能電廠總?cè)萘?×30＝240萬kW。廣東大亞灣核電站在廣州抽水蓄能電站的配合下運(yùn)行幾年的實(shí)踐證明，該核電站的實(shí)際發(fā)電量比該廠在可行性研究報(bào)告中預(yù)計(jì)的發(fā)電量要高得多，廣州抽水蓄能電站在其中具有不可磨滅的貢獻(xiàn)。,2024年3月20日星期三,抽水蓄能電廠好處（1）降低電力系統(tǒng)燃料消耗。（2）提高火電、核電設(shè)備利用率。（3）作為發(fā)電成本低

24、的峰荷電源。 高峰電價(jià)為低谷電價(jià)的3～5倍，甚至更多（如法國為10倍），用低谷電4kWh換取高峰電3kWh，效益明顯。（4）對(duì)環(huán)境無污染，可美化環(huán)境。（5）蓄能。,2024年3月20日星期三,4. 核電廠利用原子核裂變或聚變能量。常用為原子核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。發(fā)電過程與火電廠類似：熱能 機(jī)械能 電能。 區(qū)別：由反應(yīng)堆替代鍋爐產(chǎn)生熱能。,,,2024年3月20

25、日星期三,優(yōu)勢(shì) （1）.它的能量密度大，燃料用量 少，可大大減輕運(yùn)輸壓力; （2）.核燃料儲(chǔ)量豐富。 （3）.核電比火電安全核電的事故率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于火電。全世界自核電投入使用以來，僅發(fā)生三次事故。 （4）. 核電比火電清潔，對(duì)環(huán)境的污染小核電污染環(huán)境遠(yuǎn)比煤電小。據(jù)測(cè)算，全世界的核電站同燃煤電廠相比，每年可為地球大氣層減少1.5億噸CO2、190萬噸NOx和300萬噸SOx。核電站不排放

26、任何有害氣體和其它金屬廢料，放射性物質(zhì)對(duì)周圍的影響也比煤電（塵煙中含有釷、鐳）少。而且，核電站的建設(shè)只要合理規(guī)劃布局，采用多層有效的防護(hù)就能減輕污染。,2024年3月20日星期三,（5）. 核電比火電經(jīng)濟(jì)鈾—235分裂時(shí)放出的熱量是同等質(zhì)量煤的260萬倍，石油的160萬倍。核燃料是很耐用的。1千克鈾的原子核如果全部裂變，它所發(fā)出的熱量相當(dāng)于燃燒2500噸優(yōu)質(zhì)煤。一座發(fā)電60萬千瓦的大型火力發(fā)電廠，每天要燒掉7200噸煤。如果以每列火

27、車運(yùn)煤1500噸計(jì)算，每天要有五列火車來運(yùn)輸。而如果是同樣大小的核電廠，它每天只要分裂掉約2千克核燃料。在它的反應(yīng)堆里，一次換裝600千克這樣的新核燃料，就足夠一年之用。另外核燃料的價(jià)格比較穩(wěn)定。,2024年3月20日星期三,核電廠分類(1)根據(jù)引起燃料核裂變的中子的能量，可分為快堆、中能堆、熱堆；(2)根據(jù)所用燃料的種類，可分為鈾堆、钚堆、釷堆和混合堆；(3)根據(jù)用于慢化中子的材料，可分為輕水堆、重水堆、石墨堆及有機(jī)介質(zhì)堆；

28、(4)根據(jù)反應(yīng)堆的目的和用途，可分為動(dòng)力堆和生產(chǎn)放射性同位素堆。各國主要集中發(fā)展輕水堆、重水堆和石墨堆等幾種堆型。,2024年3月20日星期三,輕水堆是以普通水作慢化劑的堆型，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、施工期短、造價(jià)低、用水作慢化劑兼載熱劑，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。是世界上使用最多且最安全的核裂變裝置。重水堆是用含有重氫的水作慢化劑的堆型。它具有利用天然鈾做燃料而無需建造鈾同位素分離工廠的優(yōu)點(diǎn)。但是重水昂貴，發(fā)電成本較輕水堆高。石墨堆是用石墨

29、作慢化劑的堆型，分為石墨水冷堆和石墨氣冷堆兩種。,2024年3月20日星期三,使用最多的是輕水堆核電廠（輕水就是普通水，作為慢化劑和冷卻劑 ），分為壓水堆核電廠和沸水堆核電廠。如果水在堆內(nèi)不沸騰，則稱為加壓水冷反應(yīng)堆，簡稱壓水堆。如果水在堆內(nèi)沸騰，則稱為沸水堆。 壓水堆核電廠最大特點(diǎn)系統(tǒng)分為兩部分：一回路系統(tǒng)和二回路系統(tǒng)。兩者彼此隔絕，燃料包殼破損，一回路系統(tǒng)水放射性增加，二回路系統(tǒng)水不受影響。增加了核電廠的安全性。采用壓水

30、堆原因 ：投資低 、技術(shù)上最成熟 、安全 系統(tǒng)分成核島與常規(guī)島。,2024年3月20日星期三,,壓水堆核電站原理圖,2024年3月20日星期三,沸水堆核電廠與壓水堆核電廠相比，沸水堆核電廠沒有蒸汽發(fā)生器，堆芯產(chǎn)生飽和蒸汽除水后直接送入汽輪機(jī)做功。節(jié)?。坏怯泻诵孤┪ｋU(xiǎn)。,2024年3月20日星期三,,沸水堆核電站原理流程圖,2024年3月20日星期三,核電廠的運(yùn)行與火電廠類似，熱功率與電負(fù)荷平衡。相比特點(diǎn)： 1.

31、燃料供應(yīng)：一次裝料，有過剩反應(yīng)性，需加入硼酸調(diào)節(jié)反應(yīng)性，使得運(yùn)行控制復(fù)雜。 2.裂變釋放瞬發(fā)中子和瞬發(fā)γ射線。強(qiáng)放射性，運(yùn)行維修困難。 3.裂變碎片和β、γ衰變，產(chǎn)生余熱。余熱排除問題。 4. 放射性廢物處理。 5. 建設(shè)費(fèi)用高，燃料費(fèi)用便宜。為提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，要維持高發(fā)電設(shè)備利用率，帶基荷連續(xù)運(yùn)行，縮短停閉時(shí)間。,2024年3月20日星期三,核電廠的控制鈾—235原子核的裂變，是通過中子

32、轟擊造成的。調(diào)節(jié)中子的數(shù)量可以調(diào)節(jié)原子核裂變反應(yīng)的規(guī)模，即達(dá)到調(diào)節(jié)反應(yīng)堆的功率的目的。 調(diào)節(jié)中子的數(shù)量，是通過移動(dòng)控制棒來實(shí)現(xiàn)的?？刂瓢粲涉k或碳化硼等易吸收中子的材料制成，一般垂直放置，可上下運(yùn)動(dòng)。 控制棒插入核燃料內(nèi)，則吸收的中子多，裂變反應(yīng)的規(guī)模變小，反應(yīng)堆功率下降；如果將控制棒抽出反應(yīng)堆，則吸收的中子少，裂變反應(yīng)的規(guī)模變大，反應(yīng)堆功率上升?，F(xiàn)代的核電站除用控制棒調(diào)節(jié)反應(yīng)堆功率的同時(shí)，都采用在頂部放置含硼液體的辦法，硼大量吸收

33、中子，以確保在任何情況下，都能使反應(yīng)堆安全停堆。,2024年3月20日星期三,2024年3月20日星期三,2024年3月20日星期三,核電廠的安全性1.歷史上的事故三里島事故 三里島事故是1979年3月28日發(fā)生于美國賓州三里島核電廠2號(hào)880MW壓水堆機(jī)組上的堆芯嚴(yán)重?fù)p壞事故。業(yè)主因此遭受重大經(jīng)濟(jì)損失，動(dòng)力堆報(bào)廢，以及爾后為去污和廢物處置所支付的費(fèi)用的總和遠(yuǎn)超過原來的建設(shè)費(fèi)用。事故對(duì)環(huán)境和公眾健康未造成實(shí)質(zhì)性的不良后果，但對(duì)

34、公眾心理的影響十分巨大。,2024年3月20日星期三,切爾諾貝利事故 切爾諾貝利事故是1986年4月發(fā)生于前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電廠4號(hào)機(jī)組(925MW，大型石墨水堆)的核動(dòng)力史中迄今最為嚴(yán)重的事故。事故中堆芯全毀，廠房全毀并起火，堆芯中6％的放射性物質(zhì)向外釋放，鄰近地區(qū)緊急撤離的居民超過10萬人。急性死亡31例，預(yù)計(jì)長期效應(yīng)，即事故輻照誘發(fā)的癌癥死亡數(shù)達(dá)數(shù)千人。 事故是在汽輪機(jī)進(jìn)行惰轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)的，觸發(fā)事故的因素是運(yùn)行人員未

35、能將安全置于首位，一味追求試驗(yàn)完成而進(jìn)行了一連串違章操作。最終釀成廠毀人亡災(zāi)難性后果。,2024年3月20日星期三,核電廠的安全屏障第一道安全屏障是核燃料本身。壓水堆的核燃料是二氧化鈾陶瓷塊，它的融點(diǎn)達(dá)2800℃。不像煤燃燒以后變成二氧化碳?xì)怏w(灰燼是煤中雜質(zhì))，核燃料發(fā)生裂變后，裂變產(chǎn)物絕大部分仍然是固體，98％以上的放射性物質(zhì)仍然保存在其中。第二道安全屏障是核燃料組件包殼。上述核燃料是密封在優(yōu)質(zhì)鋯合金包殼以內(nèi)。即使在反應(yīng)堆內(nèi)停留

36、3年時(shí)間，每10萬根燃料棒，也只有幾根破裂。要使燃料棒在反應(yīng)堆內(nèi)一根也不破，在技術(shù)上是可行的，但不經(jīng)濟(jì)。由于燃料元件包殼破裂后泄漏的放射性物質(zhì)很少，所以這種微量破漏對(duì)安全影響不大。,2024年3月20日星期三,第三道安全屏障是壓力容器。核燃料堆芯是密封在厚20多厘米的高大壓力容器內(nèi)。即使有少數(shù)幾根燃料棒破裂，漏出的放射性物質(zhì)也停留在反應(yīng)堆內(nèi)，不會(huì)排入環(huán)境。第四道安全屏障是安全殼。整個(gè)反應(yīng)堆連同蒸汽發(fā)生器，是安裝在安全殼內(nèi)。安全殼高六七

37、十米，厚一米。即使反應(yīng)堆出現(xiàn)任何事故，放射性物質(zhì)也不會(huì)逸出安全殼外。,2024年3月20日星期三,5. 新能源發(fā)電（1）太陽能發(fā)電 （太陽能熱發(fā)電和太陽能光伏發(fā)電） 1）太陽能熱發(fā)電太陽能熱能直接發(fā)電，如半導(dǎo)體或金屬材料的溫差發(fā)電、真空器件中的熱電子和熱離子發(fā)電以及堿金屬熱電轉(zhuǎn)換和磁流體發(fā)電等；發(fā)電量小，有的處于原理性試驗(yàn)階段。將太陽能通過熱機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，基本組成與常規(guī)發(fā)電設(shè)備類似，只是熱能是從太陽能轉(zhuǎn)換而來

38、。,2024年3月20日星期三,2）太陽能光伏發(fā)電優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，體積小且輕； 易安裝，易運(yùn)輸，建設(shè)周期短； 容易啟動(dòng)，維護(hù)簡單，隨時(shí)使用， 保證供應(yīng)； 清潔，安全，無噪聲； 可靠性高，壽命長； 太陽能無處不有，應(yīng)用范圍廣； 降價(jià)速度快，能量償還時(shí)間有可能縮短。缺點(diǎn)：能量分散，占地面積大；1MW占地1萬

39、m2 間歇性大，控制復(fù)雜； 地域性強(qiáng)。,2024年3月20日星期三,2024年3月20日星期三,可分為獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。獨(dú)立形：僅僅依靠太陽能電池供電或主要依靠太陽能電池供電，在必要時(shí)可以由風(fēng)力發(fā)電、電網(wǎng)電源或其它電源作為補(bǔ)充。并網(wǎng)形：光伏發(fā)電的主流發(fā)展趨勢(shì)。將太陽能電池發(fā)出的直流電通過逆變裝置變換成交流，同電網(wǎng)的交流電結(jié)合起來進(jìn)行使用。,2024年3月20日

40、星期三,（2） 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電的原理: 風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn) 增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升 發(fā)電機(jī)發(fā)電 依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù)，大約是每秒三公尺的微風(fēng)速度（微風(fēng)的程度），便可以開始發(fā)電，一般說來，3級(jí)風(fēng)就有利用的價(jià)值。但從經(jīng)濟(jì)合理的角度出發(fā)，風(fēng)速大于每秒4米才適宜于發(fā)電。 據(jù)測(cè)定，一臺(tái)55千瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，當(dāng)風(fēng)速每秒9.5米時(shí)，機(jī)組的輸出功率為55千瓦﹔當(dāng)風(fēng)速每

41、秒8米時(shí)，功率時(shí)38千瓦﹔風(fēng)速每秒為6米時(shí)，只有16千瓦﹔而風(fēng)速為每秒5米時(shí)，僅為9.5千瓦。可見風(fēng)力愈大，經(jīng)濟(jì)效益也愈大。,,,2024年3月20日星期三,2024年3月20日星期三,2024年3月20日星期三,風(fēng)力發(fā)電運(yùn)行方式獨(dú)立運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)行兩種方式。1） 獨(dú)立運(yùn)行，把風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出的電能經(jīng)蓄電池蓄能，再供應(yīng)用戶使用。,2024年3月20日星期三,（1）蓄能系統(tǒng)蓄電池蓄能；抽水蓄能；壓縮空氣蓄能；飛輪蓄能；電解水制

42、氫蓄能。（2）與其他發(fā)電形式的聯(lián)合運(yùn)行風(fēng)力－柴油發(fā)電聯(lián)合運(yùn)行風(fēng)力－太陽能電池發(fā)電聯(lián)合運(yùn)行,2024年3月20日星期三,2）并網(wǎng)運(yùn)行，是克服風(fēng)的隨機(jī)性帶來的蓄能問題最穩(wěn)妥易行的運(yùn)行方式，同時(shí)可達(dá)到節(jié)約礦物燃料的目的。（1）運(yùn)行方式恒速恒頻方式變速恒頻方式（2）風(fēng)力發(fā)電場(chǎng) 將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組按一定的排列布局方式成群安裝組成的風(fēng)力發(fā)電機(jī)群體，稱為風(fēng)電場(chǎng)。,2024年3月20日星期三,達(dá)坂城,2024年3月20日星期三,（3）地

43、熱發(fā)電與火力發(fā)電原理一樣，但不需鍋爐，不需燃料。地?zé)嵴羝l(fā)電和地下熱水發(fā)電。（熱載體不同）閃蒸地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)和雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)。,2024年3月20日星期三,閃蒸地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)使地下熱水變?yōu)榈蛪赫羝┢啓C(jī)做功。,2024年3月20日星期三,雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)（中間介質(zhì)法）,2024年3月20日星期三,2024年3月20日星期三,（4）潮汐發(fā)電利用海水漲落及其造成的水位差推動(dòng)水輪機(jī)，再由水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。發(fā)電原

44、理與水力發(fā)電差別不大。差別在于水流方向－漲潮落潮都可以發(fā)電。按能量形式分為兩種：利用潮汐動(dòng)能發(fā)電；利用潮汐勢(shì)能發(fā)電。,2024年3月20日星期三,2024年3月20日星期三,（5）生物質(zhì)能發(fā)電垃圾焚燒發(fā)電、沼氣發(fā)電、蔗渣發(fā)電、秸稈發(fā)電1.垃圾發(fā)電,2024年3月20日星期三,,,2024年3月20日星期三,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。根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位和供電范圍，可分為以下幾類：

45、樞紐變電所（330~500KV）匯集多個(gè)大電源和多回聯(lián)絡(luò)線若發(fā)生全所停電事故，將引起系統(tǒng)解列，甚至系統(tǒng)崩潰的災(zāi)難局面。中間變電所（220~330KV）以穿越功率為主，匯集2~3個(gè)電源，當(dāng)全所停電時(shí)，將引起區(qū)域電網(wǎng)解列，影響面也比較大。地區(qū)變電所（110~220KV）給地區(qū)的用戶供電全所停電只影響本地區(qū)或城市的用電終端變電所（110~35KV）出線6~10KV全所停電的影響只是所供電的用戶，影響面較小。,二．

46、變電所的基本類型,2024年3月20日星期三,第三節(jié)發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)備簡述,2024年3月20日星期三,一．主要電氣設(shè)備,1. 電氣一次設(shè)備 直接生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換和輸配電能的設(shè)備稱為電氣一次設(shè)備。生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備接通或斷開電路的開關(guān)電器限制故障電流和防御過電壓的電器接地裝置載流導(dǎo)體補(bǔ)償裝置儀用互感器 特點(diǎn)：直接與高電壓、強(qiáng)電流電路相連。,2024年3月20日星期三,2. 電氣二次設(shè)備對(duì)電氣一次設(shè)備進(jìn)行測(cè)量、

47、控制、監(jiān)視和保護(hù)用的設(shè)備，稱為電氣二次設(shè)備。測(cè)量儀表繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置直流設(shè)備控制和信號(hào)設(shè)備及其控制電纜絕緣監(jiān)察裝置特點(diǎn)：低電壓、小電流（額定100V、5A）。,2024年3月20日星期三,二．電氣接線,一次接線： 在發(fā)電廠和變電所中，電氣一次設(shè)備根據(jù)工作要求和它們的作用，按照一定順序連接起來而構(gòu)成的電路稱為電氣主接線又叫一次回路、一次接線或電氣主系統(tǒng)。 二次接線： 二次設(shè)備互相連成