第一章概述
第1节发电厂和变电站简介
一、发电厂简介
发电厂是把各种一次能源（如燃料的化学能、水能、风能等）转换成电能的工厂。

1.火力发电厂简介
以煤炭、石油或天然气为燃料的发电厂称为火力发电厂。

火力发电厂分类：
（1）按照燃料：燃煤发电厂、燃油发电厂、燃气发电厂、余热发电厂。

（2）按输出能源分：凝汽式发电厂、热电厂
（3）按发电厂总装机容量：小容量发电厂、中容量发电厂、大中容量发电厂、大容量发电厂
（4）按蒸汽压力和温度：中低压发电厂、高压发电厂、超高压发电厂、亚临界压力发电厂、超临界压力发电厂
2.火电厂的电能生产过程
（1）凝汽式火电厂
锅炉产生蒸汽，经管道送到汽轮机，带动发电机发电。

效率很低，只有30% ~40%左右。

生产过程示意图。

凝汽式电站的生产过程原理图
1—锅炉2—蒸汽过热器3—汽轮机高压段4—中间蒸汽过热器
5—汽轮机低压段6—凝汽器7—凝结水泵8 —给水泵
9—发电机10—主变压器11—断路器12—主母线
13 —站用变压器14 —厂用电高压母线
凝汽式燃煤发电厂生产过程示意图
生产过程：煤斗中的原煤送至磨煤机内磨成煤粉。

磨碎的煤粉由热空气携带经排粉风机
送入锅炉的炉膛内燃烧。

水被加热沸腾后汽化成水蒸汽，由汽包上部流出进入过热器中继续
吸热，成为过热蒸汽。

过热蒸汽经管道引入汽轮机后，便将热势能转变成动能。

高速流动的蒸汽推动汽轮机转子转动，形成机械能。

当汽轮机转子转动时便带动发电机转子转动。

发电机便把汽轮机的机械能转变为电能。

电能经变压器将电压升压后，由输电线送至电用户。

从能量转换的角度看：燃料的化学能T蒸汽的热势能T机械能T电能。

火电厂的主要系统：燃烧系统、汽水系统、电气系统等。

辅助生产系统：燃煤的输送系统、水的化学处理系统、灰浆的排放系统等。

这些系统与主系统协调工作，它们相互配合完成电能的生产任务。

现代化的火电厂采用先进的计算机分散控制系统。

可以对整个生产过程进行控制和自动
调节，根据不同情况协调各设备的工作状况。

⑵供热式发电厂
汽轮机中一部分作过功的蒸汽、在中间段被抽出来供给热用户使用。

热电厂通常都建在
热用户附近，它除发电外，还向用户供热，提高总效率。

现代热电厂的总效率可高达60%—70%。

3.水力发电厂
水力发电厂是把水的位能和动能转变为电能的工厂，它的原料是水。

根据水力枢纽布置
的不同，水力发电厂又可分为堤坝式、引水式等。

⑴堤坝式水电厂
在河床上游修建拦河坝，将水积聚起来，抬高上游水位形成发电水头，进行发电，这种水电厂称为堤坝式水电厂。

这类水电厂细分为坝后式水电厂和河床式水电厂两种。

坝后式水电厂一一这种水电厂的厂房建在坝的后面，全部水头压力由坝体承受，水库的水由压力水管引入厂内推动水轮发电机组发电。

坝后式水电厂适合于高、中水头的场合。

河床式水电厂一一这种水电厂的厂房和挡水堤坝连成一体，厂房也起挡水作用。

由于厂
房就修建在河床中，故称河床式。

河床式水电厂的水头一般较低，大都在20~30 m以下。

水电站全景图
水电站全景图
⑵引水式水电厂
这种水电厂建筑在山区水流湍急的河道上或河床坡度陡峭的地段，由引水渠道提供水头，且一般不需要修筑堤坝，只修低堰即可。

水电站的运行方式应保证系统中其它热电站、原子能电站等消耗燃料为最小。

般在丰
水期满载运行以免弃水，在枯水期承担尖峰负荷。

效益最佳的运行方式往往取决于多种因素 并由相应的优化计算来确定。

水电机组的特点：能快速起动与停运，并能在运行中由空载到满载大幅度地改变负荷。

与火力发电厂相比， 水力发电厂的生产过程简单， 易于实现生产过程的自动化， 检修工 作员也较少，所需运行和检修人员较火力发电厂少。

在运行中不消耗燃料，年运行费用很少。

、变电站类型
10^3 5kV 380/220
HZD
变电站在电力系统中位置示意图
(2) 电力网的变电站。

① 枢纽变电站。

联络本电力系统中的各大电厂与大区域或大容量的重要用户， 并实施
与远方其它电力系统的联络，是实现联合发、输、配电的的枢纽，其电压最高，容量最大， 是电力系统的最上层变电站。

②
区域变电站。

对一个大区域供电。

高压进线来自枢纽变电站或附近的大型发电厂， 中、 低
压对多个小区域负荷供电。

是电力系统的中层变电站。

10. 5^15 T51IV
(1)发电厂的变电站。

压器选升压型。

作用是将发电厂发出的有功及无功功率送入电力网,
其使用的变
图1-5 220kV —次变电站外观图
⑻220kV变电站户外布置图（b） 220kV变电站进线布置图
③配电变电站。

对一个小区域或较大容量的工厂供电，是电力系统最下层的变电站。

1.变电站一次电气设备
一次设备主要包括：
（1）改变电压的设备：如变压器。

（2）接通或断开电路的开关电器：断路器、高压隔离开关、自动空气开关、熔断器等。

在正常运行或事故时，将电路闭合或断开，以满足生产运行和操作的要求。

（3）限制故障电流和防御过电压的电器：如限制短路电流的电抗器和防御过电压的避器等。

（4）接地装置。

（5）载流导体：如母线、电力电缆等。

断路器
ZN28-12、ZN25A-12系列户内高压真空断路器
2.变电站二次电气设备
对一次设备进行测量、控制、监视和保护等的辅助设备称为二次设备。

（1）仪用互感器：如电压互感器和电流互感器。

（2）测量仪表：如电压表、电流表、功率表、功率因数表等，它们用于测量一次电路中的运行参数值。

（3）继电保护及自动装置。

它们用以迅速反应电气故障或不正常运行情况，并根据要求进行切除故障或作相应的调节。

（4）直流设备：如直流发电机组、蓄电池、整流装置等，它们供给保护、操作、信号以及事故照明等设备的直流用电。

（5）信号设备及控制电缆等。