发电厂及电力系统课程体系

《电子技术应用》、《电机学》、《发电厂及变电站电气部分》、《继电保护及自动装置》、《高电压技术》、《电气运维技术》、《电力系统分析》、《电力安全工作规程》、《电气设备检修实训》、《低压排故实训》 部分高校按以下专业方向培养：新能源发电。

发电厂及电力系统（电力系统及其自动化）主要研究电力学、电工技术、电子技术、电气工程等方面的基本知识和技能，在发电、供电、电力建设类企业进行电力系统和电气设备的运行、调试、检修与维护等。例如：电力系统自动装置、继电保护装置的设计，发电机、变压器、断路器等电气设备的安装、运行、调试、维修等。

发电厂及电力系统就业方向

电力类企业：电气设备运行、设备维修、安装调试。

发电厂及电力系统专业衔接

持续本科专业举例：电气工程及其自动化。 2100433B

本书是针对发电厂及电力系统专业学生所从事的职业岗位工作任务特点， 按照“校企一体，分阶段，多循环”的专业人才培养模式，由学校教师和企业专家共同开发的以项目为载体、工作过程为导向、工学结合的专业人才培养方案和专业课程标准。主要内容包括专业人才培养的标准和要求、专业人才培养实施与保障、人才需求与专业改革调研报告、专业核心课程标准等。

在专业人才培养方案编写过程中，编者进行了详细的专业调研和分析，重构了发电厂及电力系统专业的课程体系，确定了新课程体系中的教学内容。

本书可以作为高职高专院校发电厂及电力系统专业及相关专业的培养方案及课程标准，也可以作为电力行业及相关专业的培训参考用书，还可以作为专业建设、课程建设以及教学实施时的教师使用手册。

发电厂及电力系统简述

19世纪70年代，欧洲进入了电力革命时代。不仅大企业，就连小工厂也都纷纷采用新的动力──电能。最初，一台发动机设备只供应一栋房子或一条街上的照明用电，人们称这种发电站为 “住户式”电站，发电量很小。随着电力需求的增长，人们开始提出建立电力生产中心的设想。爱迪生1882年在美国纽约珍珠街建立拥有6台发动机的发电厂

发电厂的发展起始于直流发电站。1881年美国的著名发明家爱迪生开始筹建中央发电厂，1882年总共有两座初具规模的发电厂投产。1月伦敦荷陆恩桥的爱迪生公司开始发电，供应圣马厂邮局，桥西的城市大教堂和桥头旅馆等用电，发电厂利用蒸汽机驱动直流发电机，电压为110伏，电力可供1000个爱迪生灯泡用。同年末纽约珍珠街爱迪生公司发电厂也装上了同型机组，这是美国的第一座发电厂，内装6台发动机，可供6000个爱迪生灯泡用电，于是，后来在俄国彼得堡的芬坦克河上出现了水上发电站，发电站建在驳船上，为涅夫斯基大街照明供电。

发电厂及电力系统直流交流

在电力的生产和输送问题上，早期曾有过究竟是直流还是交流的长年激烈争论。爱迪生主张用直流，人们也曾想过各种方法，扩大直流电的供电范围，使中小城市的供电情况有了明显改善。但对大城市的供电，经过改进的直流电站仍然无能为力，代之而起的是交流电站的建立，因为要作远程供电，就需增协电压以降低输电线路中的电能损耗，然后又必须用变压器降压才能送至用户。直流变压器十分复杂，而交流变压器则比较简单，没有运动部件，维修也方便。

美国威斯汀豪斯公司的工程师斯坦利研制出了性能优良的变压器。1886年该公司利用变压器进行交流供电试验获得成功，1893年威斯汀豪斯公司承接为尼亚加拉瀑布水力发电计划提供发动机的合同，事实证明必须用高压交流电才可实现远征电力输送，从而结束了长时间的交、直流供电系统之争，交流电成为世界通用的供电系统。

早期发动机靠蒸汽机驱动。1884年发明涡轮机，直接与发动机连接，省去云齿轮装置，既运行平稳，又少磨损。1888年在新建的福斯班克电站安装了一台小涡轮机，转速为每分钟4800转，发电量75千瓦。1900年在德国爱勃菲德设置了一台1000千瓦涡轮机。到1912年芝加哥已有一台25 000千瓦涡轮发动机，如今涡轮发动机最大已超过100万千瓦，而且可以连续多年不停运转。

传统发电厂　传统指的是燃煤电厂，燃煤火力发电厂流程图：

A．燃烧气体系统──煤（1）由自动输送带（2）漏斗、度量计（3）送入磨粉机（4）粉碎后，与高温蒸汽（5）以一定比例混合，再由喷嘴客房入锅炉（6）内燃烧。构成炉壁内衬的整排水管（7）中的循环纯水被加热而沸腾产生蒸汽。燃烧后灰落入出灰口（8）排出。烟道内烟气（9）使过热器（10）、再热器（11）内蒸汽加热，提高再预加热省煤器（12）内的锅炉用温水和空气加热器（13）内的燃烧用气，最后经沉淀集尘器（14）、烟囱（15）后排出至大气中。

B．蒸汽系统──过热后高压高温蒸汽最初送入高压涡轮（16），使其旋转，再经再热器（11）补足热能后，依序送入中压涡轮（17）及低压涡轮（18），使所有热能消耗殆尽后，送入冷凝器（19）恢复为原水，此水经加热器（21）、省煤器（12）而循环。

C．冷却水系统──冷却塔（20）中的冷却水由河、井、海及自来水系统供给，经由冷凝器（19）的冷却水回到冷却塔冷却。

D．发电系统──接于涡轮转子上的发动机（22）产生电力，经由变压器（23）提升电压后进入电力系统。）

发电厂及电力系统保护测控装置

微机保护测控装置是由高集成度、总线不出芯片单片机、高精度电流电压互感器、高绝缘强度出口中间继电器、高可靠开关电源模块等部件组成。是用于测量、控制、保护、通讯为一体化的一种经济型保护。

微机保护测控装置的优点

1、可以满足库存配制有二十几种保护，满足用户对不同电气设备或线路保护要求。

2、用于可根椐实际运行的需要配制相应保护，真正实现用户“量身定制”。

3、自定义保护功能，可实现标准保护库中未提供的特殊保护，最大限度满足用户要求。

4、各种保护功能相对独立，保护定值、实现、闭锁条件和保护投退可独立整定和配制。

5、保护功能实现不依赖于通讯网络，满足电力系统保护的可靠性。

机保护测控装置保护功能

微机保护测控装置具备进线保护、出现保护，分段保护、配变保护、电动机保护、电容器保护、主变后备保护、发电机后备保护、PT监控保护等保护功能。

发电厂及电力系统综合自动化系统

微机综合自动化系统就是将变电站的二次设备（包括仪表，信号系统，继电保护，自动装置和远动装置）经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术，现代电子技术和通信设备及信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输配电线路的自动监视，测量，自动控制和微机保护以及与调度通信等综合性的自动化功能。

微机综合自动化实现的原则

一是中低压变电站采用自动化系统，以便更好地实施无人值班，达到减人增效的目的；

二是对高压变电站（220kV及以上）的建设和设计来说，是要求用先进的控制方式，解决各专业在技术上分散、自成系统，重复投资，甚至影响运行可靠性。

微机综合自动化系统的基本优点

1）功能实现综合化。变电站综合自动化技术是在微机技术、数据通信技术、自动化技术基础上发展起来。它综合了变电站内除一次设备和交、直流电源以外的全部二次设备，

2）系统构成模块化。保护、控制、测量装置的数字化（采用微机实现，并具有数字化通信能力）利于把各功能模块通过通信网络连接起来，便于接口功能模块的扩充及信息的共享。另外，模块化的构成，方便变电站实现综合自动化系统模块的组态，以适应工程的集中式、分部分散式和分布式结构集中式组屏等方式。

3）结构分布、分层、分散化。综合自动化系统是一个分布式系统，其中微机保护、数据采集和控制以及其他智能设备等子系统都是按分布式结构设计的，每个子系统可能有多个CPU分别完成不同的功能，由庞大的CPU群构成了一个完整的、高度协调的有机综合系统。

4）操作监视屏幕化。变电站实现综合自动化后，不论是有人值班还是无人值班，操作人员不是在变电站内，就是在主控站内，就是在主控站或调度室内，面对彩色屏幕显示器，对变电站的设备和输电线路进行全方位的监视和操作。

5）通信局域网络化、光缆化。计算机局域网络技术和光纤通信技术在综合自动化系统中得到普遍应用。

6）运行管理智能化。智能化不仅表现在常规自动化功能上，还表现在能够在线自诊断，并将诊断结果送往远方主控端

7)测量显示数字化。采用微机监控系统，常规指针式仪表被CRT显示器代替。人工抄写记录由打印机代替。