发电厂和变电站的类型分类整理

发电厂是整个电力系统的能量源头。煤炭、石油、天然气、水利等，这些随自然界演化生成的动力资源是能量的直接提供者，称为一次能源。电能是由一次能源转换而成，被称为二次能源。

发电厂是产生二次能源的核心，担负着把不同种类的能源转换成电能的任务。依据使用的一次能源不同，发电厂分成许多类型。例如，燃烧煤、石油、天然气发电的为火力发电厂；利用水能发电的水力发电厂；利用核能发电的核动力电厂等。目前全世界的电源构成中，火力发电设备容量的比重最大超过70%，水电设备容量约占20%，核能发电设备容量则不足10%。火力发电仍是主要的发电方式。

作为火力发电原料的煤、石油、天然气是几亿年形成的矿物资源，它们不仅是能量的提供者，还是很珍贵的化工原料。为了节约这些有多种用途的重要资源，除了积极发展水力发电、核动力发电之外，还正在努力发展新的发电源，如潮汐发电、地热发电、太阳能发电、风力发电技术等，目前，我国在新能源发电技术方面取得了一定的成效。

新能源发电和新的发电方式在技术上不够成熟，在经济上花费也太昂贵，因此尚不能与传统的发电方媲美。但是，随着技术的不断完善和能源资源的不断改变以及环保的要求，它们必将有更好的发展前景。

1.火力发电厂

火力发电厂（简称火电厂）按燃料不同可分为燃烧煤、石油和天然气的电厂，欧美国家燃油电厂居多，但受世界石油危机和油价不断的波动等影响，建设燃煤电厂的数量也日趋增多。我国只有很少几个燃油电厂。从目前我国能源资源实际构成情况以及为了发挥资源的最佳经济效益出发，除今后不再建燃油电厂外，现有燃油电厂也尽可能改为燃煤电厂。

火电厂按作用又可以分为凝汽式火电厂和热电厂。凝汽式火电厂是单一生产电能的火电厂。凝汽式电厂可建在燃料产地，也称为坑口电厂，电厂容量也可以是很大的。而热电厂既生产电能，又向用户提供热能。热电厂与凝汽式火电厂不同之处主要在于：热电厂气轮机中一部分作过功蒸汽，从中间段抽出供给热力用户，或经热交换器将水加热后，把热水供给用户，这样，便可减少被循环水带走的热量损失。现代热电厂的效率高达60%～70%，而凝汽式火电厂效率只有30%～40%。热电厂由于供热距离不能很远，一般建在邻近负荷的地区，容量也不大。火力发电厂示意图如图1-1所示。

图1-1　火力发电厂示意图

2.水力发电厂

由于水能不仅廉价，又是一种可再生能源，因此建设水力发电厂，用水的势能发电历来具有强烈的吸引力。水力发电厂（简称水电厂）的发电容量P与河流上游和下游水差（落差）H和流量Q成正比。为了充分利用水能，针对河流的自然条件建设适合于河流特点的水工建筑物，以期得到尽可能大的落差。按集中落差方式的不同，水电厂的开发方式分为修筑拦河堤坝以提高水位的堤坝式；不需修筑大坝，由沿水头高、水流急的水道引入的引水式及混合式三类，如图1-2、图1-3所示。

图1-2　堤坝式水电厂

有些水电厂在上游增设一个大的储水池，白天电力系统负荷处于高峰时将放水发电，并把发过电的水存入下游水库储存，夜间低负荷时把下游水库内的水再抽回上游储水池蓄存，这一过程是把电能再变成水的势能，以备下一天白天的高峰时段再发电。这种电厂称为抽水蓄能电厂。显然这种水电厂具有电力系统负荷调峰的作用，如图1-4所示。

图1-3　引水式水电厂

图1-4　抽水蓄能电厂

我国水利资源丰富，据调查我国水利资源蕴藏量达6.8×108kW，可利用量约3.78×108kW。特别是黄河、长江水系集中了我国的主要水利资源，仅就三峡水电工程而言，约可装机容量为2.5×107kW。某水力发电厂的现场图如图1-5所示。

图1-5　水力发电厂

3.核电厂(www.xing528.com)

核能是一种新的能源，也是可望长期使用的能源。所以，自1954年世界上第一座核电厂投入运行以来，许多国家纷纷建设核电厂，且1kg铀-235裂变时所释放的能量与2700t标准煤燃烧所释放的能量相当。与其他类型的电厂比较，核电厂建设的速度最快。

核电厂是利用核裂变能转化为热能，再按火电厂的方式发电。只不过它是以核蒸汽发生装置代替了蒸汽锅炉，核蒸汽发生装置除蒸汽发生器、泵等外主要是原子核反应堆。反应堆中除核燃料外，并以重水或高电压水等作为慢化剂和冷却剂，反应堆又可分为重水堆、压水堆等。核电厂示意图和现场图如图1-6、图1-7所示。

图1-6　核电厂示意图

4.地热发电

地下水在地表深处被加热成蒸汽或热水即构成了地热资源。根据地质条件不同，热水温度约在几十摄氏度到几百摄氏度，如我国西藏羊八井地热电厂水温约为150℃。利用这种低温热能发电有两种方式：通过减压扩容法将地下热水变为低压蒸汽，供给汽轮机做功；或用地下热水加热低沸点的特殊工质，使其变成气体对汽轮机做功。

地热电厂现场图如图1-8所示。

图1-7　核电厂现场图

图1-8　地热电厂现场图

5.潮汐电厂

海水涨潮、落潮包含着巨大的动能和势能。利用这种能量发电是潮汐发电。潮汐发电需要建设拦潮堤坝，因而要求一定的地形条件、足够的潮汐潮差、较大的容水区。理想的建厂地点是海岸边或河口地区，可以拦蓄较大水量，少花费投资。

6.风能发电

风能发电是使用风力机将风能转化为机械能，带动发电机发电。国外比较重视风能发电。风能发电是清洁的电能生产方式，且风力机组建设工期短，近年我国也开始鼓励风力发电。风能取之不尽，但质量差，具有间歇性。为了取得稳定的电能，一般与蓄电池并联运行。大型风力发电机的研制方向是提高可靠性和降低成本。风力发电示意图如图1-9所示。

图1-9　风力发电示意图

1—风力机；2—升速齿轮箱；3—发电机；4—控制系统；5—驱动装置；6—底板和外罩；7—塔架；8—控制和保护装置；9—土建基础；10—电缆；11—配电装置

7.太阳能发电

太阳能是从太阳向宇宙空间发射的电磁辐射能。太阳能发电有热发电和光发电两种。

太阳热能发电是将吸收的太阳辐射热能转换成电能；太阳能光发电是将光能转化成电能，有多种形式，主要是光伏发电形式，功率为25～100kW，适合分段装设，我国在西地区得到推广应用。

除此之外，还有生物能发电、磁流体发电等。