华北电力大学电力系认识实习实验报告.docx

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华北电力大学电力系认识实习实验报告

华北电力大学电力系认识实习实验报告

一、实习目的

认识实习是我们在大三第一学期末进行的一次认识性实践性活动。

本次实习目的：

1、对电力生产和传输进行直观的了解，提高对电力专业学习的兴趣，

2、建立有关电力生产过程，电力系统原理和对电力设备的感性认识，初步了解电力系统和电力设备的作用和控制和操作流程，认识电力企业工作的性质，提高实践能力，为以后的专业基础课提供针对性的指导。

3、初步了解本我国电力事业的现状、发展前景，培养我们树立正确的专业思想和学习态度，帮助我们明确学习的方向，了解当今电力行业所面临的机遇与挑战。

二、实习过程

1、通过视频录像学习

通过视频录像我们学习了电力生产过程与电力系统、火电厂的生产过程及其电气设备、高压断路器、水力发电厂、电力变压器、及输配电的相关知识。

发电厂：

生产电能。

电力网：

变换电压、传送电能。

由变电所和电力线路组成。

配电系统：

将系统的电能传输给电力用户。

电力用户：

高压用户额定电压在1kV以上，低压用户额定电压在1kV以下。

用电设备：

消耗电能。

动力系统：

在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分（例如火力发电厂的锅炉、汽轮机和水力发电厂的水库、水轮机以及核动力发电厂的反应堆等）包含在内的系统。

（通常，将发电厂电能送到负荷中心的线路叫输电线路。

负荷中心至各用户的线路叫配电线路。

负荷中心一般设变电站。

）

变电所：

按其在电力系统中的地位分类：

枢纽变电所；中间变电所；地区变电所；终端电站所。

（二）我国电力工业的发展历程

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（三）我国电力工业的发展现状

中国电力工业自1882年在上海诞生以来，经历了艰难曲折、发展缓慢的67年，到1949年发电装机容量和发电量仅为185万千瓦和43亿千瓦时，分别居世界第21位和第25位。

1949年以后我国的电力工业得到了快速发展。

1978年发电装机容量达到5712万千瓦，发电量达到2566亿千瓦时，分别跃居世界第8位和第7位。

改革开放之后，电力工业体制不断改革，从1996年底开始一直稳居世界第2位。

进入新世纪，我国的电力工业发展遇到了前所未有的机遇，呈现出快速发展的态势。

（1）电力需求增速趋缓，电力消费结构继续优化。

受宏观经济尤其是工业生产下行、产业结构调整、工业转型升级以及气温等因素影响，2015年全国全社会用电量呈现平稳缓慢增长态势，达到5.55万亿千瓦时。

（2）电源结构继续优化，绿色比例上升

a、装机容量结构情况

2015年全国基建新增发电装机容量12974万千瓦。

截至2015年底，全国发电装机容量150673万千瓦，同比增长10.4%；其中非化石能源发电容量51642万千瓦，占总装机容量比重34.3%，比上年提高约1.7个百分点。

电源结构继续优化，绿色比例上升。

b、发电量结构情况

2015年全国全口径发电量56045亿千瓦时。

其中，水电11143亿千瓦时，同比增长5.1%，占全国发电量的19.9%，比上年提高0.9个百分点；火电40972亿千瓦时，同比下降2.3%，占全国发电量的73.1%，比上年降低2.2个百分点；核电、并网风电和并网太阳能发电量分别是1695亿千瓦时、1851亿千瓦时和383亿千瓦时，同比分别增长27.2%、15.8%和64.4%，占全国发电量的比重分别比上年提高0.6、0.4和0.3个百分点。

c、节能减排情况

2015年全国6000千瓦及以上电厂供电标准煤耗为315克/千瓦时，同比降低4克/千瓦时，煤电机组供电煤耗继续保持世界先进水平。

全国输电线路损失率6.62%,同比上升0.28个百分点。

（四）未来电力工业的发展趋势

（1）自动化水平逐步提高、安全性和可靠性受到充分重视。

先进的继电保护装置、变电站综合自动化系统、电网调度自动化系统以及电网安全稳定控制系统得到广泛应用。

随着电网建设和网架结构的加强、电网自动化水平的提高，大陆电网安全稳定事故大幅下降。

电网供电可靠性也有较大提高。

（2）经济、高效和环保。

随着大容量机组的应用、电网的发展以及先进技术的广泛采用，煤耗与网损逐年下降。

新建火电厂将广泛采用大容量、高效、节水机组，。

在电网建设方面，将采用先进技术提高单位走廊输电能力、降低网损，加强环境和景观保护，城市电网将逐步提高电缆化率、推广变电站紧凑化设计。

（3）结构调整力度将会继续加大。

将重点推进水电流域梯级综合开发，加快建设大型水电基地，因地制宜开发中小型水电站和发展抽水蓄能电站，使水电开发率有较大幅度提高。

合理布局发展煤电,加快技术升级，节约资源，保护环境，节约用水，提高煤电技术水平和经济性。

（4）技术进步和产业升级步伐将会加快。

电力工业要着眼于走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染小的新型工业化道路，促进电力设备的本土化。

推广单机容量60万千瓦及以上大容量超（超）临界机组。

加快100万千瓦级大型核电站设备制造本地化进程。

实现600千瓦至兆瓦级风电设备本地化。

加快电网建设，优化资源配置。

加快推进西电东送三大通道的输电线路建设，合理规划布局，积极采用先进适用技术提高线路输送容量，节约输电通道资源。

建设坚强、清晰、合理、可靠的区域电网。

2、发电厂的类型、构成及生产过程

（一）火电厂概况

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。

（二）火力发电厂的主要系统构成

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。

（1）输煤系统

指将进厂的原煤按一定的要求输送到锅炉原煤斗的机械输送系统。

主要包括：

来煤称量、煤的受卸、贮存、运输、破碎、计量、配仓等几个环节。

（2）制粉系统

煤粉炉燃烧用的煤粉是由磨煤机将煤炭磨成的不规则的细小煤炭颗粒，其颗粒平均在0.05~0.01mm，其中20~50μm（微米）以下的颗粒占绝大多数。

（3）燃烧系统

燃烧系统是由输煤、磨煤、粗细分离、排粉、给粉、锅炉、除尘、脱流等组成。

是由皮带输送机从煤场,通过电磁铁、碎煤机然后送到煤仓间的煤斗内,再经过给煤机进入磨煤机进行磨粉，磨好的煤粉通过空气预热器来的热风，将煤粉打至粗细分离器，粗细分离器将合格的煤粉（不合格的煤粉送回磨煤机），经过排粉机送至粉仓，给粉机将煤粉打入喷燃器送到锅炉进行燃烧。

而烟气经过电除尘脱出粉尘再将烟气送至脱硫装置，通过石浆喷淋脱出流的气体经过吸风机送。

（4）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。

水在锅炉中被加热成蒸汽，经过热器进一步加热后变成过热的蒸汽，再通过主蒸汽管道进入汽轮机。

由于蒸汽不断膨胀，高速流动的蒸汽推动汽轮机的叶片转动从而带动发电机。

3、变电站类型、结构及各设备的基本原理

（一）变电站在电网中的作用

（1）变换电压等级

（2）汇集电流

（3）分配电能

（4）控制电能的流向

（5）调整电压

（二）变电站类型

本次实习单位为国网河北省电力公司培训中心35kV实训变电站。

（1）按照变电站在电力系统中的地位和作用可划分为地区二次变电站

（2）按照变电站安装位置划分为室外变电站

（3）按照值班方式划分为有人值班变电站

（4）根据变压器的使用功能划分为降压变电站

（三）了解变电站主要设备的基本原理

（1）主变压器：

在输变电网络中承担变换电压等级的作用，利用电磁感应的原理来改变交流电压，升压变压器将低电压变换成能远距离输送的高电压，降压变压器将高电压变换成各级用户所需的低电压。

（2）母线：

将各个电气间隔共同连接，其作用是汇集、分配和传送电能，使停送电操作灵活，并可方便母线上所连接的各个电气设备检修与投运。

（4）高压断路器：

是电力系统中改变运行方式，开合和关闭正常运行的电路，能开断和关合负荷电流、空载长线路或电容器组等容性负荷电流，以及能开断空载变压器电感性负荷电流的重要电气主设备之一。

与继电保护装置配合，在电网发生故障时，能快速将故障从电网上切除。

与自动重合闸配合能多次关合和断开故障设备，以保证电网设备瞬时故障时，能及时切除故障和恢复供电，提电网供电的可靠性。

（3）隔离开关：

在结构上没有专门的灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流或短路电流。

回路断路器拉开停电后，可以拉开隔离开关使停电设备与高压电网有一个明显的断开点，保证检修设备与带电设备进行可靠隔离，可缩小停电范围并保证人身安全。

带接地开关的隔离开关，与隔离开关在机械上互相闭锁，可有效地杜绝在检修工作中发生带电合接地开关的恶性事故。

（4）电流互感器：

把大电流按一定比例变为小电流，提供各种仪表使用和继电保护用的电流，并将二次系统与高电压隔离。

它不仅保证了人身和设备的安全，也使仪表和继电器的制造简单化、标准化，提高了经济效益。

（5）电压互感器：

相当于开路运行的变压器，将高低压降为二次回路的标准电压，供继自装置、仪表、计量装置使用。

有单相和三相两种。

（四）实习变电站的保护、测量、控制等二次系统的基本情况

（1）测控、保护为两套，分别为基于光电技术的数字式和基于传统测控技术的综自式，并整合为一套后台监控系统

（2）与变电站配套，建有电网调控、监控室

四、动力系模型实验室参观

风力发电模型

Sun

水

指导老师着重介绍的1000MW超超临界火力发电机组模型

1000MW超超临界火力发电机组机组资料：

1、超超临界的定义

a.在工程热力学中，水在临界状态点的参数是：

压力22.115MPa，温度374.15℃。

在临界点以及超临界状态时，将看不见蒸发现象，水在保持单相的情况下从液态直接变成汽态。

当水蒸汽参数大于这个临界点的参数值，则称其为超临界参数。

b.发电厂蒸汽动力装置中汽轮机比较典型的超临界参数为24.2MPa/566/566℃。

在国外的技术资料上，UltraSuperCritical（USC）通常用来代表这类参数的机组，中文译成超超临界，也可理解为优化的或高效的超临界机组。

2、国内百万汽轮机制造厂订货及投运业绩

a.国内三大动力厂超超临界1000MW汽轮机均有订单并在制、在建或已投运。

b.上汽24台1000MW超超临界机组（玉环4台、外高桥三期2台、宁海2台、北仑2台、北疆2台、平海2台、漕泾2台、彭城2台、铜陵2台、东营2台和台山2台）。

c.哈汽6台1000MW超超临界机组（CCLN1000-25.0/600/600）；4台1000MW空冷机组（CCLZK1000-25.0/566/600）；

d.东汽16台1000MW超超临界机组。

五、国家电网河北省电力公司培训中心35kV实训变电站实习

（一）变电站概况

抄变电站简介

（二）实习单位一次电气设备的名称、作用、参数、特点及运行情况

（1）变压器

主变压器在输变电网络中承担变换电压等级的作用，利用电磁感应的原理来改变交流电压，升压变压器将低电压变换成能远距离输送的高电压，降压变压器将高电压变换成各级用户所需的低电压。

（2）母线

母线将各个电气间隔共同连接，其作用是汇集、分配和传送电能，使停送电操作灵活，并可方便母线上所连接的各个电气设备检修与投运。

（3）35kV高压断路器（搭配电流互感器）

高压断路器用来开断电力系统正常时的负荷电流和空载电流，还可以与继电保护与自动装置配合，快速切断短路电流。

电流互感器起到变流和电气隔离作用。

便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流。

它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路电流信息的传感器，将高电流按比例转换成低电流。

（4）35kV隔离开关

造成明显断开点，为设备检修创造可靠条件。

无灭弧装置，所以不能开断负荷电流和故障电流。

（5）接地开关

主要用于设备的检修，为了防止检修过程中突然来电，因此必须将检修设备的两端都接地

高压配电柜的接地开关，一般为输出负荷侧接地，当我们检修高压配电柜负荷侧时（如：

紧固螺栓、拆装电缆等），就要分断开关，同时合上配电柜的接地开关，这样可以防止突然来电引起触电事故，另外可以放尽剩余电荷，有利于检修安全

（6）电压互感器

电压互感器把高电压按比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压，供保护、计量、仪表装置使用。

同时电压互感器可以将高电压与电气工作人员隔离，并使二次设备简单化。

（7）避雷器

使在正常工作电压时流过避雷器的电流极小（微安或毫安级）；当过电压作用时，电阻急剧下降，泄放过电压的能量，达到保护的效果。

（8）无功补偿装置

电容器组用于补偿电力系统感性负荷的无功功率，以提高功率因数，改善电压质量，降低线路损耗。

成套装置中的电抗器可限制合闸涌流和高次谐波。

（三）变电站二次侧设备

（1）测量表计。

用来监视、测量电路的电流、电压、功率等

（2）绝缘监察装置。

用来监察交、直流电网的绝缘状况

（3）控制和信号装置。

控制主要是指采用手动或自动方式，通过操作回路实现配电装置中断路器的合、跳闸

（4）继电保护及自动装置

（5）直流电源设备。

包括蓄电池组和硅整流装置。

用作开关电器的操作、信号、继电保护及自动装置的直流电源，以及事故照明和直流电动机的备用电源

（6）塞流线圈（又称高频阻波器）。

为电力载波通信设备中必不可少的组成部分，它与耦合电容、结合滤波器、高频电缆、高频通信机等组成电力线路高频通信通道。

塞流线圈起到阻止高频电流向变电站或支线泄漏、减小高频能量损耗的作用

（7）综合自动化设备。

六、实习的心得收获与体会

在认识实习的这几天的里，我们看了专业认识录像，还听了指导老师精彩的现场讲解，及同学之间的热烈讨论，感觉获益匪浅。

本次认识实习为时一周，实习过程中我们通过观看视频学习了电力生产相关知识和电力生产过程中相关的设备及他们的作用和功能，通过上网检索扩充了自己的知识面，加深了对电力生产的了解，此外我们还参观了校内的动力系实验室及国家电网河北省电力公司培训中心35kV实训变电站。

通过本次实习，我学习到了电气设备运行的技术管理知识、电气设备的制造过程知识及在学校无法学到的实践知识。

通过参过电厂仿真模型，我们对电力生产的整体过程有了感性的认识，为我们以后的学习和工作打下了基础。

通过参观国家电网河北省电力公司培训中心35kV实训变电站，我们领略了电力生产过程中的严谨与细致，并为我国的电力事业深深地感到自豪和骄傲。

通过本次实习，我对“电气工程及其自动化”专业有了直接和间接的进一步了解。

该专业主要是对电能生产、传输和管理实现自动控制、自动调度和自动化管理。

电力系统是一个地域分布辽阔，由发电厂、变电站、输配电网络和用户组成的统一调度和运行的复杂大系统。

电力系统自动化的领域包括生产过程的自动检测、调节和控制,系统和元件的自动安全保护，网络信息的自动传输，系统生产的自动调度，以及企业的自动化经济管理等。

电力系统自动化的主要目标是保证供电的电能质量（频率和电压），保证系统运行的安全可靠，提高经济效益和管理效能。

专业主要领域：

按照电能的生产和分配过程，电力系统自动化包括电网调度自动化、火力发电厂自动化、水力发电站综合自动化、电力系统信息自动传输系统、电力系统反事故自动装置、供电系统自动化、电力工业管理系统的自动化等7个方面，并形成一个分层分级的自动化系统：

区域调度中心、区域变电站和区域性电厂组成最低层次；中间层次由省（市）调度中心、枢纽变电站和直属电厂组成，由总调度中心构成最高层次。

而在每个层次中，电厂、变电站、配电网络等又构成多级控制。

为了实现以上工作的要求，我深刻认识到接下来专业课程的重要性。

虽然课程门数多、难度大，但是我们必须认真地学习掌握。

这次认识实习主要目的是认识和了解发电厂电气设备，同时也为后续专业课打下基础。

在实习过程中，我们了解到了电能的生产过程，认识了许多电气设备，如：

变压器、高压母线、隔离开关、断路器、电压互感器、电流互感器、避雷器、继电保护装置等，把我们学到的理论知识和实际生产联系了起来。

通过这次的实习，我对自己的专业有了更为详尽而深刻的了解，对实际操作有了更多的了解，增强了专业知识的感性面及认识面，对所学的专业有了新的认识。

通过这次实习，我认识到了实际的工作与书本上的知识是有一定距离的，需要进一步的再学习。

实习结束后我对电厂有了初步的了解。

这是我们走入电力系统的第一个驿站，能够来到这儿，我们深感自豪。

本次实习增强了我们对电力生产的了解，使我们扩宽了视野，对今后学习和巩固理论知识，培养分析问题、解决问题的实际工作能力和创新精神很有帮助和拓展，增加我们对专业实际知识的了解，为将来从事专业技术工作打下一定的基础，进一步培养了我们运用所学理论知识分析产生实际问题的能力。