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发电厂电气设备课件21. 课件简介本课件是关于发电厂电气设备的第二部分，主要内容包括：发电厂的电气设备概述、电气设备的分类、常见的电气设备及其工作原理等。
2. 发电厂的电气设备概述发电厂的电气设备是指用于发电厂发电以及输送、分配、保护电能的设备。
它们在发电厂的运行过程中起着至关重要的作用，可以保证发电厂的电能供应稳定和安全。
电气设备的主要组成部分包括发电机、变压器、开关设备、保护设备等。
3. 电气设备的分类根据其功能和作用，电气设备可以分为发电设备、输电设备和配电设备。
3.1 发电设备发电设备主要包括发电机和励磁设备。
发电机是将机械能转化为电能的设备，其工作原理是利用磁场与导体的相互作用产生电动势。
励磁设备则是用于产生发电机所需的磁场，常见的励磁设备包括励磁电源、励磁绕组等。
3.2 输电设备输电设备主要包括变压器、断路器、绝缘子等。
变压器是用于改变电压水平的设备，主要用于电能的输送和分配。
断路器用于断开故障电路，以保护电网和电气设备的安全运行。
绝缘子则用于支撑输电线路，并将导线与支撑杆、电力设备之间的绝缘。
3.3 配电设备配电设备主要用于将输电电能分配至各个用户终端，常见的配电设备包括开关设备、保护设备、计量设备等。
开关设备用于控制电能的分配方向，保护设备用于检测故障并进行保护。
计量设备则用于测量电能的使用情况。
4. 常见的电气设备4.1 发电机发电机是发电厂中最重要的电气设备之一。
其工作原理是利用磁场与导体的相互作用产生电动势，通过电磁感应效应将机械能转化为电能。
常见的发电机包括同步发电机、异步发电机等。
4.2 变压器变压器是用于改变电压水平的设备，主要用于电能的输送和分配。
通过电磁感应原理，变压器将输入电压转化为输出电压，以满足不同电力系统的需求。
常见的变压器包括电力变压器、互感器等。
4.3 断路器断路器是用于断开故障电路的开关设备，可以在电网故障时迅速切除电源，以保护电气设备和电网的安全运行。
发电厂变电站电气设备引言发电厂变电站是一个重要的能源基础设施，主要用于将发电厂产生的电能变换为适合输送和分配的电能。
电气设备是发电厂变电站的核心组成部分，负责将电能进行各种电压等级的变换和保护。
本文将介绍发电厂变电站常见的电气设备及其功能。
主要电气设备发电变压器发电变压器是发电厂变电站中最重要的电气设备之一。
其主要功能是将发电机产生的低电压变换为高电压，以便输送到远距离的用户。
发电变压器一般由高压侧和低压侧组成，通过电磁感应的原理进行电能的变换。
高压断路器高压断路器是发电厂变电站中用于保护电力设备免受过电压和短路故障的电气设备。
当电力设备发生短路故障或过电压时，高压断路器会迅速切断电路，以防止更严重的设备损坏或事故发生。
低压断路器低压断路器是发电厂变电站中的另一种重要电气设备，用于保护低压电路和用户设备。
低压断路器一般是通过过载保护和短路保护来保护电力设备免受电流过载和短路故障的损害。
继电器继电器是发电厂变电站中一个重要的电气控制设备，用于控制和保护电力系统的运行。
继电器可以根据电力系统的工作状态，通过电磁吸合或释放的方式来控制电路的开关状态。
常见的继电器包括过流继电器、欠电压继电器和过温继电器等。
变压器保护装置变压器保护装置是用于对发电变压器进行保护的电气设备。
它可以监测变压器的电流、温度和油位等参数，并在发现异常情况时及时切断电路，以保护变压器免受损坏。
其他电气设备除了上述几种主要的电气设备外，发电厂变电站还包括其他一些辅助设备和辅助电气设备，如电流互感器、电压互感器、避雷器、接地装置等。
这些设备在保证电力系统的安全运行和电能的高效利用方面起到重要作用。
总结发电厂变电站电气设备是保证电力系统供电可靠性和安全性的关键设备。
发电变压器、高压断路器、低压断路器、继电器和变压器保护装置是发电厂变电站中常见的主要电气设备。
此外，还有一些辅助设备和辅助电气设备用于支持电力系统的正常运行和保护。
了解这些电气设备的功能和作用，有助于我们更好地理解和维护发电厂变电站。
火力发电工作原理及主要设备介绍-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN火力发电工作原理及主要设备介绍火力发电一般是指利用石油、煤炭和天然气等燃料燃烧时产生的热能来加热水，使水变成高温、高压水蒸气，然后再由水蒸气推动发电机来发电的方式的总称。
以煤、石油或天然气作为燃料的发电厂统称为火电厂。
火力发电站的主要设备系统包括：燃料供给系统、给水系统、蒸汽系统、冷却系统、电气系统及其他一些辅助处理设备。
火力发电系统主要由燃烧系统（以锅炉为核心）、汽水系统（主要由各类泵、给水加热器、凝汽器、管道、水冷壁等组成）、电气系统（以汽轮发电机、主变压器等为主）、控制系统等组成。
前二者产生高温高压蒸汽；电气系统实现由热能、机械能到电能的转变；控制系统保证各系统安全、合理、经济运行。
火力发电的重要问题是提高热效率，办法是提高锅炉的参数（蒸汽的压强和温度）。
90年代，世界最好的火电厂能把40％左右的热能转换为电能；大型供热电厂的热能利用率也只能达到60％～70％。
此外，火力发电大量燃煤、燃油，造成环境污染，也成为日益引人关注的问题。
热电厂为火力发电厂，采用煤炭作为一次能源，利用皮带传送技术，向锅炉输送经处理过的煤粉，煤粉燃烧加热锅炉使锅炉中的水变为水蒸汽，经一次加热之后，水蒸汽进入高压缸。
为了提高热效率，应对水蒸汽进行二次加热，水蒸汽进入中压缸。
通过利用中压缸的蒸汽去推动汽轮发电机发电。
从中压缸引出进入对称的低压缸。
已经作过功的蒸汽一部分从中间段抽出供给炼油、化肥等兄弟企业，其余部分流经凝汽器水冷，成为40度左右的饱和水作为再利用水。
40度左右的饱和水经过凝结水泵，经过低压加热器到除氧器中，此时为160度左右的饱和水，经过除氧器除氧，利用给水泵送入高压加热器中，其中高压加热器利用再加热蒸汽作为加热燃料，最后流入锅炉进行再次利用。
以上就是一次生产流程。
火力发电厂的基本生产过程火力发电厂的主要生产系统包括汽水系统、燃烧系统和电气系统，现分述如下：（一）汽水系统：火力发电厂的汽水系统是由锅炉、汽轮机、凝汽器、高低压加热器、凝结水泵和给水泵等组成，他包括汽水循环、化学水处理和冷却系统等。
发电厂动力部分锅炉设备一、简介在发电厂的动力部分，锅炉设备是重要的组成部分之一。
它负责将燃料燃烧产生的热能转化为水蒸气，进而驱动汽轮机发电。
本文将介绍发电厂动力部分锅炉设备的基本原理、分类以及常见的应用。
二、锅炉设备的原理锅炉设备的基本原理是利用火热能将水加热为水蒸气。
其主要组成部分包括炉膛、管束、冷凝器等。
1. 炉膛炉膛是锅炉中进行燃烧的区域。
燃料燃烧产生的热能在炉膛中释放，并将水加热为热水或水蒸气。
根据燃料的种类不同，炉膛有多种不同的结构，如燃煤锅炉的燃烧方式可以是层燃、布燃等。
2. 管束管束是将炉膛中释放出的热能传递给水的部分。
它通常由水管或汽管组成，通过管道将水或水蒸气与烟气进行换热，使水得到加热。
3. 冷凝器冷凝器是锅炉系统的一个重要组成部分，它主要用于将水蒸气在经过汽轮机发电后的余热进行回收利用。
冷凝器中的冷凝管束能将余热转化为热水，然后重新送回锅炉中继续循环使用。
三、锅炉设备的分类根据锅炉的用途和结构特点，锅炉设备可以进行分类。
常见的分类有以下几种：1. 按用途分类根据锅炉的用途不同，可以将锅炉设备分为工业锅炉、发电锅炉、生活锅炉等。
其中，工业锅炉主要应用于工业生产中的热能供给，发电锅炉主要用于发电厂的动力部分，而生活锅炉则用于居民生活中的供暖或供热。
2. 按结构分类根据锅炉设备的结构特点，可以将锅炉分为水管锅炉、火管锅炉等。
水管锅炉的特点是水管布置在炉壁上，通过管束将水加热为水蒸气；而火管锅炉则是通过管束将烟气与水进行换热。
3. 按燃料类型分类根据锅炉燃料的种类，可以将锅炉分为燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉等。
不同的燃料类型在燃烧过程中会产生不同的热值和烟气成分，因此需要根据实际情况选择合适的锅炉设备。
四、常见的锅炉设备应用锅炉设备广泛应用于各个领域，下面是几个常见的锅炉设备应用：1. 发电厂动力部分锅炉设备发电厂的动力部分通常使用大型的发电锅炉设备。
这些锅炉设备采用高效燃烧技术，能够将燃料的热能充分利用，提高发电效率。
发电厂变电所电气设备1. 背景发电厂变电所电气设备是指发电厂和变电所中安装和投运的各种电气设备，包括变压器、开关设备、保护设备、仪表及监控系统等。
这些设备的正常运行对于电力系统的可靠运行至关重要。
2. 变压器变压器是电力系统中最常用的电气设备之一。
在发电厂和变电所中，变压器的主要作用是改变高压电能到中压或低压电能，或者将中压电能升高到高压电能，以满足不同电力系统的需要。
变压器的种类很多，包括油浸式变压器、干式变压器、全封闭绝缘体变压器等。
各种变压器的特点和适用范围不同，在选择时需要综合考虑电力系统的要求、环境条件等多方面因素。
3. 开关设备开关设备是发电厂和变电所中最基础的电气设备之一。
它们的主要作用是在电力系统中进行控制和保护。
开关设备的种类有很多，包括低压断路器、高压断路器、接触器等。
这些设备在电力系统的不同级别中都有应用，从属于不同的主电路和支路。
开关设备的选择需要根据实际需求进行，同时需要确保设备的质量和可靠性。
4. 保护设备保护设备是电力系统中必不可少的设备之一。
它们的主要作用是监控电力系统的运行状态，一旦出现故障或异常，及时进行断开电路或保护，防止电力系统发生大规模故障。
保护设备的种类很多，包括过电压保护、欠电压保护、过流保护等。
这些保护设备都有各自的工作原理和适用范围，在选择时需要根据实际需要进行综合考虑。
5. 仪表及监控系统仪表及监控系统是电力系统中用于监控和管理各种电气设备工作状态和电力系统运行状态的重要设备。
它包括各种电力仪表、采样器、数据处理系统等。
在发电厂和变电所中，仪表及监控系统的作用非常重要，可以及时发现和处理电力系统中的故障和异常情况，从而保证电力系统的安全和可靠运行。
6.发电厂变电所电气设备是电力系统中最重要和最基础的设备之一。
它们的工作直接影响电力系统的运行和可靠性。
在选择电气设备时，需要根据实际需要和环境条件进行综合考虑，选择适合的设备，并保证设备的质量和可靠性。
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发电厂主要设备及其功能
能源是人类社会赖以存在和发展的重要物质条件，从其形成条件上可分为一次能源和二次能源。煤、
石油、天然气等可以直接从自然界获得，它们是一次能源。 但一次能源有其自身的不足和局限性，如不
便于直接利用、热效率低、不利于运输和储藏等。于是，人们将一次能源转换为二次能源，如电能，蒸
汽，汽油等，以使能源得以充分利用，并且能方便地转换为社会所需要的各种形式的能。然而一次能源
向二次能源转换需要一定的条件，并且要在一定的设备或系统中实现。因此，将天然能源转化为电能的
发电厂也就应运而生了。按输入能源形式及转换过程的不同可将发电厂分为火电厂、水电厂、核电厂及
其他形式电厂。下面我们将结合图1给出的典型火力发电厂的设备构成进行简要说明。
图１ 火力发电厂的主要设备
一、
在发电厂中，实现“燃料”能量释放、传递和向机械能形成转换的系统和设备称作发电厂的动
力部分，主要有锅炉设备、汽轮机设备、水轮机设备和核反应堆。
1．锅炉设备是火力发电的三大主机设备中最基本的能量转换装置。它的主要作用是使经过预处理
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燃料（煤、油、气等）的化学能通过燃烧释放出高温热能，并最终把给水加热成高温、高压过热蒸汽供
给汽轮机1。锅炉设备由锅炉本体和辅助设备构成。本体包括汽水系统和燃气系统。辅助设备包括通风
设备、燃料运输设备、给水设备、除灰设备及除尘设备等。
在此，通过对汽水系统和燃气系统关键部分的简要说明，并且结合燃煤火力发电厂中能量流程图我
们可对锅炉设备有更深刻的了解。
⑴炉膛即燃烧室是燃料与空气充分混合后，进行完全燃烧的地方。
⑵在汽包中通过内部汽水分离器将来自蒸汽管的汽水进行分离。
⑶过热器是对来自汽包的饱和蒸汽进行加热的装置，一般放在燃烧气体的通路中。
⑷再热气是为了提高效率和防止汽轮机叶片腐蚀，把在汽轮机高压缸做过功的低温低压蒸汽再送到锅炉
中加热，后送到汽轮机的中压缸及低压缸去做功的装置。
⑸省煤器是利用烟道气体（废气）将锅炉给水进行预热的装置，它能提高整个发电厂的热效率。
⑹空气预热器是利用通过省煤器废气中的热量，在空气送到锅炉之前再加热，以回收余热，提高锅炉效
率的热交换器。
⑺通风装置是燃烧时向锅炉提供必要的空气，并将燃烧后产生的气体从锅炉中排出的装置。
图２ 燃煤火力发电厂中能量流程
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在辅助设备中燃料运输设备（包括煤的卸载运输和存储设备）发挥着重要作用。它们将煤卸下并运
送至锅炉或煤场。煤场作为储煤设备能保证厂外无来煤或来煤数量少时锅炉有足够的燃料，同时它还起
到煤的干燥及不同煤种的混合作用。
2．汽轮机设备由汽轮机本体和附属设备（调节保安油系统、凝汽及抽气系统、回热加热系统）及
连接这些设备的管道组成。其中本体汽轮机是以水蒸汽为工质的叶轮式发动机2，是热力发电厂普遍采
用的动力机械。汽轮机的主要功能是将高压、高温、蒸汽携带的热能，在汽轮机内部部分地转换成电能。
汽轮机具有转速高、运转平稳、单机功率大、工作可靠、有较高经济性和便于与发电机直接组合等特点。
汽轮机的分类方式很多，就其工作的原理可分为冲动式汽轮机和反动式汽轮机，按照热力特性可分为凝
汽式汽轮机、背压式汽轮机等。
３．水轮机是水电站的主要动力设备，是将水能转换为旋转机械功的原动机，它与水轮发电机直接
相连接，构成水轮发电机组。按照水流作用于转轮时的能量转换特点可分为冲击型和反击式两类1。
４．从防辐射角度出发，核电厂的系统分为核岛部分和常规岛部分。常规岛部分的动力设备及系统
（如汽轮机和发电机等的布置）与火电厂没有区别。反应堆是核电厂的动力设备，它位于核岛部分，以
铀（钚或铀钚混合物）作核燃料，是实现受控核裂变链式反应的装置。其主要作用是控制核裂变、产生
热能并由传热工质（通常为水）吸收。反应堆由压力外壳和堆芯组成。
二、发电厂的电气设备根据其用途可分为一次设备和二次设备。其中直接生产、输送和分配电能的
设备是一次设备，由发电机、变压器以及配电设备（开关电器、限流器、互感器、导体绝缘子等）构成。
二次设备是保证一次设备安全、可靠运行的重要组成部分，其任务是监视一次设备和电力系统的工作状
况，对一次设备进行控制，并在电气一次设备及电力系统发生故障时，能使故障部分迅速退出运行或给
值班人员信号，以便采取措施及时处理，它由控制电源、继电保护、控制系统、信号系统、同步系统、
控制电缆构成。
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一次设备：
１．发电机将机械能和水的热能转换为电能。常见类型有同步发电机和异步发电机。同步发电机一
般应用于热力电厂，异步发电机在风力发电中得到广泛应用。
2．变压器是一种静止的电力机械，它的主要作用是通过电磁感应把一种电压的交流电能转变为同
频率的另一种电压的交流电能。发电厂用升压器将发电机端电压升高至较高电压等级后，将电能送入枢
纽变电站。
３．开关电器主要功能有三点：正常运行时分合电路，如负荷开关；故障时在继电保护装置控制下
自动切断故障电路，如高压断路器；设备检修时使被检修设备可靠的与电源隔离，如高压隔离开关。
４．限流电器：在输配电设备中用以增加电路的短路阻抗以限制短路电流的装置。
５．互感器：将一次接线系统的高电压、大电流变换成标准等级的电压和电流，向二次测量、控制
与调节装置及仪表提供电流电压信号。主要有电压互感器和电流互感器。
６．导体：连接各种电气设备，使发电、输电、配电、用电组成一个可以调度的系统。通常有裸导
线、硬铝母线及电力电缆等。
７．绝缘子：支持无绝缘的导体，保证对地绝缘及其机械强度。
８．接地装置：发电厂和变电站的接地装置按其作用可分为工作接地、保护接地和防雷接地。工作
接地是为了保证电力系统正常情况下和事故情况下能可靠工作，而将电力系统中的某一点接地，如变压
器中性点直接接地；保护接地是为了保护人身安全，防止人身触电，而将电器设备外壳或金属结构接地；
防雷接地是针对防雷保护而设置的接地，如避雷针接地。
９．补偿装置：补偿电网中的电容电感参数，或向电网提供无功功率（容性或感性），以提高电能质
量，保证电网安全、经济运行。
二次设备：
１. 控制电源：为电厂的控制、保护、信号、测量系统及装置供电。
２．继电保护：监测电气设备或线路不正常运行情况或故障，并发出警告信号或有选择地发出跳闸
或停机指令的自动化技术及装置。其作用一是发出警告信号后，通过运行调整终止不正常运行情况的发
展；二是自动、迅速有选择性地将发生故障的电气设备或线路，从电力系统中切除，终止故障的发展，
保证电力系统中无障碍部分恢复正常运行。
３．控制系统：对电站内主要机电设备进行控制及功率调节和断路器控制等。
４．信号系统：机电设备运行状态和事故不正常运行工况的显示和报警装置。它以声光、文字等形
式提醒运行人员注意设备的运行工况，以便及时采取处理措施。
５．控制系统：对电站内主要机电设备进行控制,施行功率调节和断路器控制等。
６．同步系统：将交流同步发电机投入电力系统或使电力系统之间联网并列运行的装置。
７．控制电缆：传递控制、测量保护和信号等载流信息。
三、火力发电厂的控制：
火力发电厂的生产过程变化复杂、迅速且连续不断。因此,实现生产过程的自动化是非常必要的。如
图３所示,发电厂接受来自中央调度所的指令，对锅炉的燃料、空气、给水等进行控制，对汽轮机进气量
进行控制，通过自动负荷控制装置对发电机进行自动控制。
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图３ 汽轮发电机的控制
参考文献：
「1」《发电厂动力》 关金峰 编 中国电力出版社
「2」《发电厂动力设备》 易大贤 史振声 合编 水利电力出版社
「3」《中国电力百科全书》 水力发电卷
「4」《发电厂电气主系统》 宗士杰 编 中国电力出版社
「5」《发电厂变电站电器部分》牟道魏 主编 重庆大学出版社
「6」《图解电气大百科》 科学出版社
一 中1的(1)~ (7) 见参考文献「6」
二 中“一次设备”中的1~7见参考文献「5」
二 中“一次设备”中的8见参考文献「4」
二 中“二次设备”参考文献「3」
