火力发电厂概述、组成

2023年12月29日发(作者：管理程序)

火力发电厂概述

火力发电按其作用分单纯供电的和既发电又供热的。按原动机分汽轮机发电、燃气轮机发电、柴油机发电。按所用燃料分，主要有燃煤发电、燃油发电、燃气发电。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，水蒸汽进入高中压缸。为了提高热效率，应对水蒸汽进行二次加热，水蒸汽进入低压缸，推动汽轮机旋转，带动发电机转子（电磁场）旋转，定子线圈切割磁力线，发出电能，再利用升压变压器，升到系统电压，与系统并网，向外输送电能。

所以火力发电系统就主要由燃烧系统(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。依次实现了化学能转换为热能，热能转换为机械能，机械能转换为电能的过程。

1火力发电厂的主要设备

1.1锅炉：

1.1.1锅炉的定义：利用燃料（固体燃料、液体燃料和气体燃料）燃烧释放的化学能转换成热能，且向外输

出热水或蒸汽的换热设备。

1.1.2锅炉的组成：锅炉由“锅”和“炉”两大部分组成。“锅”是指汽水流动系统，包括锅筒、集箱、水冷壁以及对流受热面等，是换热设备的吸热部分；“炉”是指燃料燃烧空间及烟风流动系统，包括炉膛、对流烟道以及烟囱等，是换热设备的放热部分。

1.1.3锅炉的分类：锅炉有多种分类方法，主要的分类方法有：

1.1.3.1按用途分类：

发电锅炉：是指用于火力发电的锅炉。火力发电机组由蒸汽锅炉、汽轮机、发电机三大动力设备构成。锅炉产生的高温、高压蒸汽经过汽轮机做功，使蒸汽的热能转换机械能，汽轮机带动发电机高速旋转发电，此时机械能转换成电能；

工业锅炉：是指锅炉产生的高温热载体（蒸汽、高温水以及有机热载体）供工业生产过程中应用，如酿酒、造纸、纺织、木材、食品、化工等；

生活锅炉：是指锅炉产生的热水、蒸汽供人们生活之用，如取暖、洗浴、消毒等。

1.1.3.2按压力参数分类：

低压锅炉：是指出口额定蒸汽压力不超过2.5MPa的锅炉；

中压锅炉：是指出口额定蒸汽压力为3.0~5.0MPa的锅炉；

高压锅炉：是指出口额定蒸汽压力为8.0~11.0MPa的锅炉；

超高压锅炉：是指出口额定蒸汽压力为12.0~15.0MPa的锅炉；

亚临界压力锅炉：是指出口额定蒸汽压力为16.0~20.0MPa的锅炉；

超临界压力锅炉：是指出口额定蒸汽压力超过临界压力（22.1MPa）的锅炉。

1.1.3.3按介质循环方式分类：

自然循环锅炉：在水循环回路中，介质流动的动力来自水与汽水混合物的密度差；

强制循环锅炉：在水循环回路中介质流动的动力除水和汽水密度差外，主要依靠锅水循环泵的压头；

直流锅炉：给水依靠给水泵压头在受热面一次通过产生蒸汽的锅炉，因此，直流锅炉也属于强制循环锅炉。

1.1.3.4按燃料类别分类：

燃煤锅炉：以煤为燃料的锅炉；

燃油锅炉：以石油产品如柴油、重油、渣油为燃料的锅炉；

燃气锅炉：以气体燃料如天然气、城市煤气以及工业

废气为燃料的锅炉。

1.1.4我厂采用武汉锅炉厂WGZ1025/17.5-8型锅炉，为亚临界参数自然循环锅炉，炉本体采用单炉膛п型布置，一次中间再热，四角切圆燃烧方式，燃烧器为直流水平浓淡摆动式，固态排渣。炉顶大板梁标高73M,汽包中心线标高65.5M,炉膛净高54.5M。

1.2汽轮机：

1.2.1汽轮机的定义：是以水蒸汽为工质，将热能转变为机械能的外燃高速旋转式原动机。它具有单机功率大、效率高、运转平稳、单位功率制造成本低和使用寿命长等优点。在现代火电厂和核电站中，汽轮机是用来驱动发电机生产电能的，故汽轮机与发电机的组合称为汽轮发电机组，全世界由汽轮发电机组发出的电量约占各种形式发电总量的80%左右。汽轮机还可用来驱动泵、风机、压气机和螺旋浆等。所以汽轮机是现代化国家重要的动力机械设备。

1.2.2汽轮机的组成：汽轮机设备及系统包括汽轮机本体、调节保安油系统、辅助设备及热力系统等。汽轮机本体是由汽轮机的转动部分（转子）和固定部分（静体或静子）组成；调节保安油系统主要包括调节汽阀、调速器、调速传动机构、主油泵、油箱、安全保护装置等；辅助设备主要包括凝汽器、抽气器（或水环真

空泵）、高低压加热器、除氧器、给水泵、凝结水泵、凝升泵、循环水泵等；热力系统主要指主蒸汽系统、再热蒸汽系统、凝汽系统、给水回热系统、给水除氧系统等。

1.2.3汽轮机的分类

1.2.3.1按工作原理分类

冲动式汽轮机：主要由冲动级组成，蒸汽主要在喷嘴叶栅（或静叶栅）中膨胀，在动叶栅中只有少量膨胀。

反动式汽轮机：主要由反动级组成，蒸汽在喷嘴叶栅（或静叶栅）和动叶栅中都进行膨胀，且膨胀程度相同。

1.2.3.2按热力特性分类

凝汽式汽轮机：蒸汽在汽轮机中膨胀作功后，进入高度真空状态下的凝汽器，凝结成水。

背压式汽轮机：排汽压力高于大气压力，直接用于供热，无凝汽器。当排汽作为其他中、低压汽轮机的工作蒸汽时，称为前置式汽轮机。

调整抽汽式汽轮机：从汽轮机中间某几级后抽出一定参数、一定流量的蒸汽(在规定的压力下）对外供热，其排汽仍排入凝汽器。根据供热需要，有一次调整抽汽和二次抽汽之分。

中间再热式汽轮机：蒸汽在汽轮机内膨胀作功过程中

被引出，再次加热后返回汽轮机继续膨胀作功。

背压式汽轮机和调整抽汽式汽轮机统称为供热式汽轮机。目前凝汽式汽轮机均采用回热抽汽和中间再热。

1.2.3.3按主蒸汽参数分类

进入汽轮机的蒸汽参数是指进汽的压力和温度，按不同的压力等级可分为：

低压汽轮机：主蒸器压力小于1.47Mpa;

中压汽轮机：主蒸器压力为1.96---3.92Mpa;

高压汽轮机：主蒸器压力为5.88---9.8Mpa;

超高压汽轮机：主蒸器压力为11.77---13.93Mpa;

亚临界压力汽轮机：主蒸器压力为15.69---17.65Mpa;

超临界压力汽轮机：主蒸器压力大于22.15Mpa;

超超临界压力汽轮机：主蒸器压力大于32Mpa。

此外按汽流方向分类可分为轴流式、辐流式、周流式汽轮机；按用途分类可分为电站汽轮机、工业汽轮机、船用汽轮机；按汽缸数目分类可分为单缸、双缸和多缸汽轮机；按机组转轴数目分类可分为单轴和双轴汽轮机；按工作状况分类可分为固定式和移动式汽轮机等。

1.2.4东方汽轮机厂DN300-16.7/537/537-8型亚临界中间再热两缸两排汽凝汽式汽轮机。通流级数共27级，高压缸1个调节级和8个压力级，中压缸6个压力级，

低压缸12个压力级，给水回热系统有3台高加1台除氧器4台低加。

一列喷嘴叶栅和其后面相邻的一列动叶栅构成的基本作功单元称为汽轮机的级，它是蒸汽进行能量转换的基本单元。

1.3发电机： QFSN-300-2-20B型同步发电机采用自并励静态励磁系统、50HZ同步发电机构成，是根据导体切割磁力线产生感应电动势这个原理工作的。主要由定子和转子两大部分组成。

原理：同步发电机应具有产生磁力线的磁场和切割该磁场的导体，前者我们称其为转子，后者则为定子，转子上有一对磁极，上面装有直流励磁的转子绕组，直流电流通过电刷和滑环流入转子绕组。当发电机的转子由原动机驱动，以3000RPM作恒速旋转时，定子上三相绕组的导体依次切割磁力线，于是定子绕组便感应出三相大小相等、相位差120度的交流电动势。

风烟系统

1.引风机

我公司引风机采用成都电力机械厂生产的AN30e6（V19-1°）型静叶可调轴流式风机，风机旋转方向：从电动机一端正视（顺气流方向看），叶轮为 逆 时针

旋转。

1、成都电力机械厂生产的AN系列轴流通风机根据脉动原理进行工作的。叶轮上游和下游的静压力几乎相等。当流体通过叶轮时,传递给流体的能量主要是指在叶轮下游的以动能形式出现的有用能量。流体从叶轮流出是涡流, 可由安装在叶轮下游的后导叶直接流入相连接的扩压器, 使全部动能转化为所需要的静压。

2、布置方式：卧式，两台风机的冷却风机、可调前导叶电动执行机构安装位置从电机一端看均在风机右侧。冷却风机电动机电源为交流380V，功率3kW，每台吸风机配一运一备2台冷却风机。

3、转子选用园柱滚子轴承，轴向负荷由角度接触滚珠轴承支承；滚动轴承用油脂从外侧通过一油脂管进行润滑，剩余油脂漏入排泄管排出；轴承箱外部装有一个冷风罩, 用一台冷风机作强制冷却。为了监视轴承温度, 装有测温元件, 并配有就地监视仪表箱，轴承温度及机壳振动均可就地显示，并可远传信号。

风机的轴承润滑及冷却方式：轴承润滑采用油浴润滑，不设压力润滑，每台引风机设有两台冷却风机。引风机电机由上海电机厂生产，电机采用滚动轴承，油脂润滑。

4、电动机采用全封闭空-空冷却方式。6KV电机提供

加热器，以防止电动机停运时内部潮湿和结露，加热器的安装位置便于运行检查。每台炉设有容量裕量为17%，风压裕量为32%的两台引风机并列运行。

5、进气箱内设有导流板, 以提高气流的均匀性。进口集流器和导叶调节器采用水平剖分式。风机机壳是一个整体, 它与后导叶连在一起后, 通过焊在其上的两个支座用螺栓固定在基础上。沿径向布置的后导叶既可稳定和引导通过叶轮后的气流沿轴向流动, 还可连接外壳与芯筒, 并使之同心对中。因此, 当后导叶因磨损而需更换新的导叶时, 应按180°对称成对更换,，以免芯筒位移而影响对中。更换后导叶时, 运行时亦可进行。叶轮为钢板压型焊接结构件。由于其叶片具有比较理想的空气动力学特性, 因而不仅有较高的气动效率, 而且还具有很好的耐磨性。结构上叶片采用等强度设计, 既提高强度, 又提高了叶片自身的固有频率(一般可达到运转频率10倍以上)，叶轮的可靠性和安全性从而大大提高。安装时, 叶轮靠法兰装在刚性很好的主轴轴端上, 即悬臂结构。叶轮和电动机之间用空心管轴和联轴器挠性连接,空心轴放于护轴套筒内, 可避免介质的冲刷和烘烤。扩压器由于尺寸较大,各部份在安装现埸组焊在一起。作为引风机,

由于介质温度较高, 扩压器芯筒内壁和冷却风管道外

壁必须由用户在安装时作隔热保护。

6、调节

采用安装在叶轮上游的进口导叶改变运行工况。轴向方向的气流用可以旋转的进口导叶,按照叶轮的旋转方向或其相反方向进行导向。调整每种定向旋流可以得到不同的通风机容量。

进口导叶在运行过程中可通过执行机构设定一个合适的角度来调节流体。进口导叶的行程范围可用调节限位装置分别调至-75°(关闭)和+30°(全开)予以限定。

如果采用带遥控的执行机构来调节进口导叶的话,

该机构的行程是以不应撞击导叶止块而限定的。如果相碰, 驱动杆将损坏。

如果采用带有百分刻度的电动指示仪表给出导叶位置的相应信号, 要对指示仪表进行校准, 使“打开100%”的点与所规定的最大负荷点相重合（100%开度应≤导叶的+30°开度）。

2.送风机

1、我公司送风机为上海鼓风机厂生产的FAF20－10－1型动叶可调轴流式风机。它的作用是将大气中的新鲜空气吸入，并将其送入炉膛助燃。

2、FAF20－10－1型风机为单级，卧式面置。叶片安

装角由一套液压调节装置进行调节。

7、冷却水系统方式：采用闭式循环水冷却系统，冷却水温度最大值：38℃；冷却水压力的正常运行值/最大值： 0.4/0.6Mpa。

8、喘振报警装置。在运行工况超喘振极限时，通过一个预先装在机壳上位于动叶片之前的皮托管和差压开关发出报警。

9、液压润滑油系统

供油装置由组合式的润滑油供油装置和液压油供油装置组成。送风机的液压润滑油由同一油系统相应仪表，管道和阀门组成。工作时，润滑油由齿轮泵打出，经单向阀在两台油泵出口联通管上有一个压力安全阀，通过它可以调节油泵供油压力。然后油经过一个三通阀到两个滤油器，一个工作另一个备用，可以通过切换三通阀来切换滤油器。从滤油器出来的油一路油压较高，去参与动叶调节，液压油压力为2.5-3.5MPA,另一路经过一个三通阀到两个相互备用的恒压调节阀，通过调节其中运行的恒压调节阀可以调节液压油压。油从两个恒压调节阀出来到达冷油器及其旁路，在冷油器及其旁路上都接有一个压力安全阀，可以用来调节润滑油压，润滑油压力为0.4-0.8MPA.。在润滑油箱和风机主轴承箱之间有一根空气平衡管以保证油

循环的畅通。液压油回油有两根，分别是动叶调节回油与泄漏回油，润滑回油有一根，在三根回油管上设有窥视窗以观察回油。

3.一次风机

1、风机型式及型号

（1）型式： 双支撑单吸离心式；

（2）型号： L4N 。电机：1480rpm，6KV,1000KW.

2、空气通过入口风道进入风机,风机包括机壳叶轮、主轴、进气箱、进风口、进口调节门等,叶轮安装在主轴上 ,机壳将其封闭在内并与出口管道连接，叶轮将能量传递给空气，进气箱连接在机壳一侧，进口管道与进气箱相连，空气通过管道、进气箱、调节门、集流器进入叶轮，进口调节门调节所需风量，进口调节门由电动执行器通过联动杆驱动。风机是由底座及基础、机壳和进气箱、进口调节门(RVC)、叶轮、风机主轴、风机主轴密封、风机主轴 承、联轴器、主电机等组成。

3.进 口 调 节 门(RVC)

该组件的功能是使气流进入叶轮时产生预旋,其作用就是减少对气体的做功从而减少风机的功耗。

4.空气预热器

三分仓容克式回转蓄热空气预热器

按传热方式，可将空预器分为两大类，传热式和蓄热式。管式空气预热器属于传热式。回转式空预器属于蓄热式。

电厂正常运行时，热烟气里含有一定量的有害气体，主要是酸性物质

在燃料燃烧过程中，根据燃料中硫的含量和过量空气系数等因素的不同，大部分的硫转变为SO2，但仍有约1~5％的硫转变为SO3。SO3遇到烟气中的水蒸气就会形成硫酸，从而严重腐蚀金属并危及人身健康。

5.暖风器系统

暖风器为汽一气热交换器，它是利用蒸汽(在管内流动)的热量来加热进入空气预热器的冷风(在暖风器管外流动)，使之达到所要求的温度。正常温度20度，低于10度可能造成空预器低温酸腐蚀。采用暖风器，空气预热器进口风温可提高,冷端传热元件的壁温会升高，可减轻低温腐蚀的程度，但它同样可以使排烟温度升高，降低锅炉的效率。但使用抽汽(或辅汽系统)，因此减少了汽机的冷凝损失，提高循环的热效率，则可部分补偿锅炉效率降低的损失。增设暖风器，会增加空气侧流动阻力，使送风机的电耗会有所增加。

暖风器布置在空预器入口一、二次风道上，暖风器汽

源接自五段抽汽，供汽管道到达炉侧后分两路分别给两侧供汽。在两侧供汽管上均设有供汽调节阀用以调节供汽量。一次风侧暖风器分为四片，二次风侧分为十片，每片有两个进汽门、一个疏水门。疏水至疏水箱，水质合格，由疏水泵排至除氧器；不合格则排至定排。

6.密封风机

密封系统：由于磨煤机运行时呈正压，因此在中空轴的固定件和旋转件之间有一特殊的连接件，以防煤粉泄漏到墨美几大轴和外界空气中，同时，用密封风机提供一定压力的相反压力进行密封。

1)分离器出口风粉混合物的温度控制

磨煤机出口混合物温度，是通过冷、热风门来调节的。磨煤机两侧间的最低温度信号与监测冷风调节挡板的PI调节器内的整定值相比较。

能源就是向自然界提供能量转化的物质，能源是人类活动的物质基础。

分类

能源种类繁多，而且经过人类不断的开发与研究，更多新型能源已经开始能够满足人类需求。根据不同

的划分方式，能源也可分为不同的类型。

1、按来源分为3类：地球本身蕴藏的能量 通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。

①来自地球外部天体的能源（主要是太阳能）。除直接辐射外，并为风能、水能、生物能和矿物能源等的产生提供基础。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。

②地球本身蕴藏的能量。如原子核能、地热能等。

③地球和其他天体相互作用而产生的能量。如潮汐能。温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。地球可分为地壳、地幔和地核三层，它是一个大热库。地壳就是地球表面的一层，一般厚度为几公里至70公里不等。地壳下面是地幔，它大部分是熔融状的岩浆，厚度为2900公里。火山爆发一般是这部分岩浆喷出。地球内部为地核，地核中心温度为2000度。可见，地球上的地热资源贮量也很大。

2、按能源的基本形态分类，有一次能源和二次能源。前者即天然能源，指在自然界现成存在的能源，如煤炭、石油、天然气、水能等。后者指由一次能源加工转换而成的能源产品，如电力、煤气、蒸汽及各种石油制品等。一次能源又分为可再生能源（水能、风能及生物质能）和非再生能源（煤炭、石油、天然气、油页岩等）。根据产生的方式可分为一次能源（天然能源）和二次能源（人工能源）。一次能源是指自然界中以天然形式存在并没有经过加工或转换的能量资源，一次能源包括可再生的水力资源和不可再生的煤炭、石油、天然气资源，其中包括水、石油和天然气在内的三种能源是一次能源的核心，它们成为全球能源的基础；除此以外，太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能以及核能等可再生能源也被包括在一次能源的范围内；二次能源则是指由一次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源，例如：电力、煤气、汽油、柴油、焦炭、洁净煤、激光和沼气等能源都属于二次能源。

3、按能源性质分，有燃料型能源（煤炭、石油、天然气、泥炭、木材）和非燃料型能源（水能、风能、地热能、海洋能）。人类利用自己体力以外的能源是从用火开始的，最早的燃料是木材，以后用各种化石燃料，如煤炭、石油、天然气、泥炭等。现正研究利用太阳能、地热能、风能、潮汐能等新能源。当前化石燃料消耗量很大，但地球上这些燃料的储量有限。未来铀和钍将提供世界所需的大部分能量。一旦控制核聚变的技术问题得到解决，人类实际上将获得无尽的能源。

4、根据能源消耗后是否造成环境污染可分为污染型能源和清洁型能源，污染型能源包括煤炭、石油等，清洁型能源包括水力、电力、太阳能、风能以及核能等。

5、根据能源使用的类型又可分为常规能源和新型能源。

利用技术上成熟，使用比较普遍的能源叫做常规

能源。包括一次能源中的可再生的水力资源和不可再生的煤炭、石油、天然气等资源。

新近利用或正在着手开发的能源叫做新型能源。新型能源是相对于常规能源而言的，包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能、氢能以及用于核能发电的核燃料等能源。由于新能源的能量密度较小，或品位较低，或有间歇性，按已有的技术条件转换利用的经济性尚差，还处于研究、发展阶段,只能因地制宜地开发和利用;但新能源大多数是再生能源。资源丰富，分布广阔，是未来的主要能源之一。

6、人们通常按能源的形态特征或转换与应用的层次对它进行分类。世界能源委员会推荐的能源类型分为：固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能。其中，前三个类型统称化石燃料或化石能源。已被人类认识的上述能源，在一定条件下可以转换为人们所需的某种形式的能量。比如薪柴和煤炭，把它们加热到一定温度，它们能和空气中的氧气化合并放出大量的热能。我们可以用热来取暖、做饭或制冷，也可以用热来产生蒸汽，用蒸汽推动汽轮机，使热能变成机械能；也可以用汽轮机带动发电机，使机械能变成电能；如果把电送到工厂、企业、机关、农牧林区和住

户，它又可以转换成机械能、光能或热能。

7、商品能源和非商品能源 凡进入能源市场作为商品销售的如煤、石油、天然气和电等均为商品能源。国际上的统计数字均限于商品能源。非商品能源主要指薪柴和农作物残余（秸秆等）。1975年，世界上的非商品能源约为0.6太瓦年，相当于6亿吨标准煤。据估计，中国1979年的非商品能源约合2.9亿吨标准煤。

8、再生能源和非再生能源 人们对一次能源又进一步加以分类。凡是可以不断得到补充或能在较短周期内再产生的能源称为再生能源，反之称为非再生能源。风能、水能、海洋能、潮汐能、太阳能和生物质能等是可再生能源；煤、石油和天然气等是非再生能源。地热能基本上是非再生能源，但从地球内部巨大的蕴藏量来看，又具有再生的性质。核能的新发展将使核燃料循环而具有增殖的性质。核聚变的能比核裂变的能可高出 5～10倍，核聚变最合适的燃料重氢（氘）又大量地存在于海水中，可谓“取之不尽，用之不竭”。核能是未来能源系统的支柱之一。

随着全球各国经济发展对能源需求的日益增加，现在许多发达国家都更加重视对可再生能源、环保能源以及新型能源的开发与研究；同时我们也相信随着人类

科学技术的不断进步，专家们会不断开发研究出更多新能源来替代现有能源，以满足全球经济发展与人类生存对能源的高度需求，而且我们能够预计地球上还有很多尚未被人类发现的新能源正等待我们去探寻与研究。

中国的能源状况与政策

中国是当今世界上最大的发展中国家，发展经济，摆脱贫困，是中国政府和中国人民在相当长一段时期内的主要任务。20世纪70年代末以来，中国作为世界上发展最快的发展中国家，经济社会发展取得了举世瞩目的辉煌成就，成功地开辟了中国特色社会主义道路，为世界的发展和繁荣作出了重大贡献。

中国是目前世界上第二位能源生产国和消费国。能源供应持续增长，为经济社会发展提供了重要的支撑。能源消费的快速增长，为世界能源市场创造了广阔的发展空间。中国已经成为世界能源市场不可或缺的重要组成部分，对维护全球能源安全，正在发挥着越来越重要的积极作用。

中国政府正在以科学发展观为指导，加快发展现代能源产业，坚持节约资源和保护环境的基本国策，把建设资源节约型、环境友好型社会放在工业化、现代化发展战略的突出位置，努力增强可持续发展能力，

建设创新型国家，继续为世界经济发展和繁荣作出更大贡献。

一、能源发展现状

能源资源是能源发展的基础。新中国成立以来，不断加大能源资源勘查力度，组织开展了多次资源评价。中国能源资源有以下特点：

——能源资源总量比较丰富。中国拥有较为丰富的化石能源资源。其中，煤炭占主导地位。2006年，煤炭保有资源量10345亿吨，剩余探明可采储量约占世界的13%，列世界第三位。已探明的石油、天然气资源储量相对不足，油页岩、煤层气等非常规化石能源储量潜力较大。中国拥有较为丰富的可再生能源资源。水力资源理论蕴藏量折合年发电量为6.19万亿千瓦时，经济可开发年发电量约1.76万亿千瓦时，相当于世界水力资源量的12%，列世界首位。

——人均能源资源拥有量较低。中国人口众多，人均能源资源拥有量在世界上处于较低水平。煤炭和水力资源人均拥有量相当于世界平均水平的50%，石油、天然气人均资源量仅为世界平均水平的1/15左右。耕地资源不足世界人均水平的30%，制约了生物质能源的开发。

——能源资源赋存分布不均衡。中国能源资源分

布广泛但不均衡。煤炭资源主要赋存在华北、西北地区，水力资源主要分布在西南地区，石油、天然气资源主要赋存在东、中、西部地区和海域。中国主要的能源消费地区集中在东南沿海经济发达地区，资源赋存与能源消费地域存在明显差别。大规模、长距离的北煤南运、北油南运、西气东输、西电东送，是中国能源流向的显著特征和能源运输的基本格局。

——能源资源开发难度较大。与世界相比，中国煤炭资源地质开采条件较差，大部分储量需要井工开采，极少量可供露天开采。石油天然气资源地质条件复杂，埋藏深，勘探开发技术要求较高。未开发的水力资源多集中在西南部的高山深谷，远离负荷中心，开发难度和成本较大。非常规能源资源勘探程度低，经济性较差，缺乏竞争力。

改革开放以来，中国能源工业迅速发展，为保障国民经济持续快速发展作出了重要贡献，主要表现在：

——供给能力明显提高。经过几十年的努力，中国已经初步形成了煤炭为主体、电力为中心、石油天然气和可再生能源全面发展的能源供应格局，基本建立了较为完善的能源供应体系。建成了一批千万吨级的特大型煤矿。2006年一次能源生产总量22.1亿吨标准煤，列世界第二位。其中，原煤产量23.7亿吨，列

世界第一位。先后建成了大庆、胜利、辽河、塔里木等若干个大型石油生产基地，2006年原油产量1.85亿吨，实现稳步增长，列世界第五位。天然气产量迅速提高，从1980年的143亿立方米提高到2006年的586亿立方米。商品化可再生能源量在一次能源结构中的比例逐步提高。电力发展迅速，装机容量和发电量分别达到6.22亿千瓦和2.87万亿千瓦时，均列世界第二位。能源综合运输体系发展较快，运输能力显著增强，建设了西煤东运铁路专线及港口码头，形成了北油南运管网，建成了西气东输大干线，实现了西电东送和区域电网互联。

——能源节约效果显著。1980—2006年，中国能源消费以年均5.6%的增长支撑了国民经济年均9.8%的增长。按2005年不变价格，万元国内生产总值能源消耗由1980年的3.39吨标准煤下降到2006年的1.21吨标准煤，年均节能率3.9%，扭转了近年来单位国内生产总值能源消耗上升的势头。能源加工、转换、贮运和终端利用综合效率为33%，比1980年提高了8个百分点。单位产品能耗明显下降，其中钢、水泥、大型合成氨等产品的综合能耗及供电煤耗与国际先进水平的差距不断缩小。

——消费结构有所优化。中国能源消费已经位居

世界第二。2006年，一次能源消费总量为24.6亿吨标准煤。中国高度重视优化能源消费结构，煤炭在一次能源消费中的比重由1980年的72.2%下降到2006年的69.4%，其他能源比重由27.8%上升到30.6%。其中可再生能源和核电比重由4.0%提高到7.2%，石油和天然气有所增长。终端能源消费结构优化趋势明显，煤炭能源转化为电能的比重由20.7%提高到49.6%，商品能源和清洁能源在居民生活用能中的比重明显提高。

——科技水平迅速提高。中国能源科技取得显著成就，以“陆相成油理论与应用”为标志的基础研究成果，极大地促进了石油地质科技理论的发展。石油天然气工业已经形成了比较完整的勘探开发技术体系，特别是复杂区块勘探开发、提高油田采收率等技术在国际上处于领先地位。煤炭工业建成一批具有国际先进水平的大型矿井，重点煤矿采煤综合机械化程度显著提高。在电力工业方面，先进发电技术和大容量高参数机组得到普遍应用，水电站设计、工程技术和设备制造等技术达到世界先进水平，核电初步具备百万千瓦级压水堆自主设计和工程建设能力，高温气冷堆、快中子增殖堆技术研发取得重大突破。烟气脱硫等污染治理、可再生能源开发利用技术迅速提高。正负500

千伏直流和750千伏交流输电示范工程相继建成投运，正负800千伏直流、1000千伏交流特高压输电试验示范工程开始启动。

——环境保护取得进展。中国政府高度重视环境保护，加强环境保护已经成为基本国策，社会各界的环保意识普遍提高。1992年联合国环境与发展大会后，中国组织制定了《中国21世纪议程》，并综合运用法律、经济等手段全面加强环境保护，取得了积极进展。中国的能源政策也把减少和有效治理能源开发利用过程中引起的环境破坏、环境污染作为其主要内容。2006年，燃煤机组除尘设施安装率和废水排放达标率达到近100%，烟尘排放总量与1980年基本相当，单位电量烟尘排放减少了90%。2006年，全国建成并投入运行的脱硫火电机组装机容量达1.04亿千瓦，超过前10年的总和，装备脱硫设施的火电机组占火电总装机的比例由2000年的2%提高到30%。

——市场环境逐步完善。中国能源市场环境逐步完善，能源工业改革稳步推进。能源企业重组取得突破，现代企业制度基本建立。投资主体实现多元化，能源投资快速增长，市场规模不断扩大。煤炭工业生产和流通基本实现了市场化。电力工业实现了政企分开、厂网分开，建立了监管机构。石油天然气工业基

本实现了上下游、内外贸一体化。能源价格改革不断深化，价格机制不断完善。

随着中国经济的较快发展和工业化、城镇化进程的加快，能源需求不断增长，构建稳定、经济、清洁、安全的能源供应体系面临着重大挑战，突出表现在以下几方面：

——资源约束突出，能源效率偏低。中国优质能源资源相对不足，制约了供应能力的提高；能源资源分布不均，也增加了持续稳定供应的难度；经济增长方式粗放、能源结构不合理、能源技术装备水平低和管理水平相对落后，导致单位国内生产总值能耗和主要耗能产品能耗高于主要能源消费国家平均水平，进一步加剧了能源供需矛盾。单纯依靠增加能源供应，难以满足持续增长的消费需求。

——能源消费以煤为主，环境压力加大。煤炭是中国的主要能源，以煤为主的能源结构在未来相当长时期内难以改变。相对落后的煤炭生产方式和消费方式，加大了环境保护的压力。煤炭消费是造成煤烟型大气污染的主要原因，也是温室气体排放的主要来源。随着中国机动车保有量的迅速增加，部分城市大气污染已经变成煤烟与机动车尾气混合型。这种状况持续下去，将给生态环境带来更大的压力。

——市场体系不完善，应急能力有待加强。中国能源市场体系有待完善，能源价格机制未能完全反映资源稀缺程度、供求关系和环境成本。能源资源勘探开发秩序有待进一步规范，能源监管体制尚待健全。煤矿生产安全欠账比较多，电网结构不够合理，石油储备能力不足，有效应对能源供应中断和重大突发事件的预警应急体系有待进一步完善和加强。中国能源形势

作为世界上最大的发展中国家，中国是一个能源生产和消费大国。能源生产量仅次于美国和俄罗斯，居世界第三位；基本能源消费占世界总消费量的l／10，仅次于美国，居世界第二位。中国又是一个以煤炭为主要能源的国家，发展经济与环境污染的矛盾比较突出。近年来能源安全问题也日益成为国家生活乃至全社会关注的焦点，日益成为中国战略安全的隐患和制约经济社会可持续发展的瓶颈。上个世纪90年代以来，中国经济的持续高速发展带动了能源消费量的急剧上升。自1993年起，中国由能源净出口国变成净进口国，能源总消费已大于总供给，能源需求的对外依存度迅速增大。煤炭、电力、石油和天然气等能源在中国都存在缺口，其中，石油需求量的大增以及由其引起的结构性矛盾日益成为中国能源安全所面临的

最大难题。

常规能源和新能源其中，已被人类广泛利用并在人类生活和生产中起过重要作用的能源，称为常规能源，通常是指煤炭、石油、天然气、水能等四种。而新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源，相对于常规能源而言，在不同的历史时期和科技水平情况下，新能源有不同的内容。当今社会，新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。[编辑本段]

能源的可持续发展

必须寻找一些既能保证有长期足够的供应量又不会造成环境污染的能源。

而目前人类面临的问题正是：能源资源枯竭；环境污染严重。

随着我国城镇化进程的不断推进，能源需求持续增长，能源供需矛盾也越来越突出，迫在眉睫的问题是，中国究竟该寻求一条怎样的能源可持续发展之路？业内官员和学者认为，为了实现能源的可持续发展，中国一方面必须“开源”，即开发核电、风电等新能源和可再生能源，另一方面还要“节流”，即调整能源结构，大力实施节能减排。

开发新能源和可再生能源是能源可持续发展的应

有之义。我国的能源供应结构里，煤炭、石油与天然气等不可再生能源占绝大部分，新能源和可再生能源开发不足，这不仅造成环境污染等一系列问题，也严重制约能源发展，必须下大力气加快发展新能源和可再生能源，优化能源结构，增强能源供给能力，缓解压力。

我国的核电装机容量不到发电装机容量的2％，远低于世界17％的平均水平，应当采取有效的措施，解决技术路线、投资体制、燃料保障等问题，使我国核电发展的步子迈得更大一些。同时，我国的风电资源量在10亿千瓦左右，目前仅开发几百万千瓦，应当对风电发展进行正确引导，促进用电健康可持续发展。

走能源可持续发展之路，从大的能源结构来讲，还是要加快发展核电。最近一两年，从中央到国务院，都坚定了加快发展核电的信心，今年以来核电的工作力度也在加大。在今后一个时期，在优化能源结构方面，核电的比重、速度要保持相对快速的增长，规模要在短期内有比较大的提升。不光是沿海，还要逐步向中部地区发展。

节能减排是能源可持续发展的必由之路。侯云春表示，我国能源需求结构不合理突出表现在能源利用消耗高、浪费大、污染严重，缓解能源供需矛盾问题，

从根本上就是大力节约和合理使用，提高其利用效率，严格控制钢铁、有色、化工、电力等高耗能产业发展，进一步淘汰落后的生产能力。同时，还要大力发展循环经济、积极开展清洁生产，全面推进管理节能，大力推广节能市场机制，促进节能发展，广泛开展全民节能活动。

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能源危机

由于石油、煤炭等目前大量使用的传统化石能源枯竭，同时新的能源生产供应体系又未能建立而在交通运输、金融业、工商业等方面造成的一系列问题统称能源危机。

根据经济学家和科学家的普遍估计，到本世纪中叶，也即2050年左右，石油资源将会开采殆尽，其价格升到很高，不适于大众化普及应用的时候，如果新的能源体系尚未建立，能源危机将席卷全球，尤以欧美极大依赖于石油资源的发达国家受害为重。最严重的状态，莫过于工业大幅度萎缩，或甚至因为抢占剩余的石油资源而引发战争。

为了避免上述窘境，目前美国、加拿大、日本、欧盟等都在积极开发如太阳能、风能、海洋能(包括潮汐能和波浪能)等可再生新能源，或者将注意力转向海

底可燃冰(水合天然气)等新的化石能源。同时，氢气、甲醇等燃料作为汽油、柴油的替代品，也受到了广泛关注。目前国内外热情研究的氢燃料电池电动汽车，就是此类能源中介应用的典型代表。

能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力，是人类赖以生存的基础。自工业革命以来，能源安全问题就开始出现。1913年，英国海军开始用石油取代煤炭作为动力时，时任海军上将的邱吉尔就提出了“绝不能仅仅依赖一种石油、一种工艺、一个国家和一个油田”这一迄今仍未过时的能源多样化原则。伴随着人类社会对能源需求的增加，能源安全逐渐与政治、经济安全紧密联系在一起。两次世界大战中，能源跃升为影响战争结局、决定国家命运的重要因素。法国总理克莱蒙梭曾说，“一滴石油相当于我们战士的一滴鲜血”。可见，能源安全的重要性在那时便已得到国际社会普遍认可。20世纪70年代爆发的两次石油危机使能源安全的内涵得到极大拓展，特别是1974年成立的国际能源署正式提出了以稳定石油供应和价格为中心的能源安全概念，西方国家也据此制定了以能源供应安全为核心的能源政策。在此后的二十多年里，在稳定能源供应的支持下，世界经济规模取得了较大增长。但是，人类在享受能源带来的经济发展、科技进

步等利益的同时，也遇到一系列无法避免的能源安全挑战，能源短缺、资源争夺以及过度使用能源造成的环境污染等问题威胁着人类的生存与发展。

目前世界上常规能源的储量有的只能维持半个世纪（如石油），最多的也能维持一、两个世纪（如煤）人类生存的需求。

今天的世界人口已经突破60亿，比上个世纪末期增加了2倍多，而能源消费据统计却增加了16倍多。无论多少人谈论“节约”和“利用太阳能”或“打更多的油井或气井”或者“发现更多更大的煤田”，能源的供应却始终跟不上人类对能源的需求。当前世界能源消费以化石资源为主，其中中国等少数国家是以煤炭为主，其它国家大部分则是以石油与天然气为主。按目前的消耗量，专家预测石油、天然气最多只能维持不到半个世纪，煤炭也只能维持一、两个世纪。所以不管是哪一种常规能源结构，人类面临的能源危机都日趋严重。

当前世界所面临的能源安全问题呈现出与历次石油危机明显不同的新特点和新变化，它不仅仅是能源供应安全问题，而是包括能源供应、能源需求、能源价格、能源运输、能源使用等安全问题在内的综合性风险与威胁。

作为世界上最大的发展中国家，中国是一个能源生产和消费大国。能源生产量仅次于美国和俄罗斯，居世界第三位；基本能源消费占世界总消费量的l／10，仅次于美国，居世界第二位。中国又是一个以煤炭为主要能源的国家，发展经济与环境污染的矛盾比较突出。近年来能源安全问题也日益成为国家生活乃至全社会关注的焦点，日益成为中国战略安全的隐患和制约经济社会可持续发展的瓶颈。上个世纪90年代以来，中国经济的持续高速发展带动了能源消费量的急剧上升。自1993年起，中国由能源净出口国变成净进口国，能源总消费已大于总供给，能源需求的对外依存度迅速增大。煤炭、电力、石油和天然气等能源在中国都存在缺口，其中，石油需求量的大增以及由其引起的结构性矛盾日益成为中国能源安全所面临的最大难题。

就可预见的未来来看，汽车不会大量减少的，但是石油危机的确会对汽车业有一定的影响，比如开发新型汽车（像混合动力、燃料电池、氢动力、太阳能等）以减轻对石油的依赖，减少一些不必要的汽车使用（主要是指私家车）以节约燃料等，但是总的来看不用担心汽车减少这个问题。

发电厂是把各种动力能源的能量转变成电能的工厂。

根据所利用的能源形式可分为火力发电厂、水利发电厂、原子能发电厂、地热发电厂、风力发电厂等。

火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气等燃料的化学能产生出电能的工厂。按其功用可分为两类，即凝汽式电厂和热电厂。前者仅向用户供应电能，而热电厂除供给用户电量外，还向热用户供应蒸汽和热水，即所谓的“热电联合生产”。

火电厂的容量大小各异，具体形式也不尽相同，但就其生产过程来说却是相似的。上图是凝汽式燃煤电厂的生产过程示意图。

燃煤，用输煤皮带从煤场运至煤斗中。大型火电厂为提高燃煤效率都是燃烧煤粉。因此，煤斗中的原煤要先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。煤粉燃烧后形成的热烟气沿锅炉的水平烟道和尾部烟道流动，放出热量，最后进入除尘器，将燃烧后的煤灰分离出来。洁净的烟气在引风机的作用下通过烟囱排入大气。助燃用的空气由送风机送入装设在尾部烟道上的空气预热器内，利用热烟气加热空气。这样，一方面除使进

入锅炉的空气温度提高，易于煤粉的着火和燃烧外，另一方面也可以降低排烟温度，提高热能的利用率。从空气预热器排出的热空气分为两股：一股去磨煤机干燥和输送煤粉，另一股直接送入炉膛助燃。燃煤燃尽的灰渣落入炉膛下面的渣斗内，与从除尘器分离出的细灰一起用水冲至灰浆泵房内，再由灰浆泵送至灰场。

在除氧器水箱内的水经过给水泵升压后通过高压加热器送入省煤器。在省煤器内，水受到热烟气的加热，然后进入锅炉顶部的汽包内。在锅炉炉膛四周密布着水管，称为水冷壁。水冷壁水管的上下两端均通过联箱与汽包连通，汽包内的水经由水冷壁不断循环，吸收着煤爱燃烧过程中放出的热量。部分水在冷壁中被加热沸腾后汽化成水蒸汽，这些饱和蒸汽由汽包上部流出进入过热器中。饱和蒸汽在过热器中继续吸热，成为过热蒸汽。过热蒸汽有很高的压力和温度，因此有很大的热势能。具有热势能的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。

汽轮机的转子与发电机的转子通过连轴器联在一起。当汽轮机转子转动时便带动发电机转子转动。在发电机转子的另一端带着一太小直流发电机，叫励磁机。

励磁机发出的直流电送至发电机的转子线圈中，使转子成为电磁铁，周围产生磁场。当发电机转子旋转时，磁场也是旋转的，发电机定子内的导线就会切割磁力线感应产生电流。这样，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。

释放出热势能的蒸汽从汽轮机下部的排汽口排出，称为乏汽。乏汽在凝汽器内被循环水泵送入凝汽器的冷却水冷却，从新凝结成水，此水成为凝结水。凝结水由凝结水泵送入低压加热器并最终回到除氧器内，完成一个循环。在循环过程中难免有汽水的泄露，即汽水损失，因此要适量地向循环系统内补给一些水，以保证循环的正常进行。高、底压加热器是为提高循环的热效率所采用的装置，除氧器是为了除去水含的氧气以减少对设备及管道的腐蚀。

以上分析虽然较为繁杂，但从能量转换的角度看却很简单，即燃料的化学能→蒸汽的热势能→机械能→电能。在锅炉总，燃料的化学能转变为蒸汽的热能；在汽轮机中，蒸汽的热能转变为轮子旋转的机械能；在发电机中机械能转变为电能。炉、机、电是火电厂中的主要设备，亦称三大主机。与三大主机相辅工作

的设备成为辅助设备或称辅机。主机与辅机及其相连的管道、线路等称为系统。火电厂的主要系统有燃烧系统、汽水系统、电气系统等。

除了上述的主要系统外，火电厂还有其它一些辅助生产系统，如燃煤的输送系统、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。大型火电厂的保证这些设备的正常运转，火电厂装有大量的仪表，用来监视这些设备的运行状况，同时还设置有自动控制装置，以便及时地对主辅设备进行调节。现代化的火电厂，已采用了先进的计算机分散控制系统。这些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，使整个电厂的自动化水平达到了新的高度。自动控制装置及系统已成为火电厂中不可缺少的部分。

火力发电厂原理:

采用煤炭作为一次能源----利用皮带传送技术，----锅炉输送经处理的煤粉---煤粉燃烧对锅炉里的水一次加热之后--水蒸汽进入高压缸。---为了提高热效率，对水蒸汽进行二次加热---水蒸汽进入中压缸。---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。

火力发电与热电区别:

火力是指烧煤发电，热电是指烧煤或油或天然气，来供工业用或取暖用气，现在为了提高效率节省能源，一般是发电与供热联合方式。既是在气轮机某一级抽出一部分气来供热，其余的仍冲转气轮机带动发电机发电，两者可调整，可供热多发电少，也可供热少发电多。目前我国受能源政策影响，正在大力发展核电（广东大亚弯），水电（长江三峡），这些也可供热，有的国为了节约能源，有风力与地热发电，而我国很少。

也就是说 火力发电厂 主要是用来发电的. 热电厂, 主要是提供热能的, 也可是火力发电厂的副产品

为适应变电站综合自动化系统的发展，急需对现有技术管理及专业分工体制进行改革，迫切要求进一步提

高技术管理和运行维护人员的综合素质，更新知识结构，拓宽知识面，建立起一支高素质、具有判断处理综合问题能力的员工队伍。必须对少人值班变电站的值班员以及控制中心的运行维护人员进行定期技术培训，使其能对所辖变电站的综合自动化系统有一个全面的认识，能够分析处理一些简单的故障，有效地进行变电站日常监控、操作和维护。

变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。变电站在电力系统中起着至关重要的作用。

随着我国国民经济的飞速发展， 我国变电站自动化技术已经达到一定的水平。如今新建变电站，无论电压等级高低，基本采用变电站自动化系统。许多老变电站也通过改造实现变电站自动化。与此同时，随着电力系统安全性、可靠性要求的提高，对变电站的自动化技术也提出了新的要求。

一、变电站自动化技术

变电站自动化技术是将变电站二次设备(测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置、远动装置等)经过功能的组合和优化，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全站的主要设

备和输、配电线路的自动监视、测量、控制、保护以及远动信息传送等综合自动化功能的技术，是测量、自动化、计算机和通信等技术在变电站领域的综合应用。

目前，国内变电所综合自动化技术的研究、开发工作主要包括两个方面：一是110kV及以下中低压变电所，采用综合自动化系统，取消常规的继电保护、监视、测量、控制屏，提高技术水平和运行管理水平，向无人值班方向发展。二是220kV及以上高压、超高压变电站，采用计算机监控系统，同时采用新的继电保护技术和控制方式，促进各专业的融合及协调发展，以提高自动化水平和运行管理水平，向少人值守方向发展。

二、自动化技术改进和发展的方向

（一）新技术的运用

1.数字信号处理(DSP)技术

数字信号处理(DSP)技术推广应用以来，以直接交流采样为基础的微机保护和远动装置，不同程度地将保护、自动重合闸、故障录波、故障测距等各种自动装置的测量和控制集成在一起，构成了综合自动化系统的技术基础。通过数字信号处理，计算出各相电流、电压、电流方向、故障电流，精度可达0.2%。不仅解决了测

量和计量问题，并可通过对有关计算值的分析计算，构成各种保护功能。

2.面向现场的变电站综合自动化技术

面向现场的变电站综合自动化技术真正具备了无人值班的条件，保护的工况可由SCADA(监视控制和数据采集)系统监视，保护的投切和定值的选择，可在调度中心由调度员来遥控。保护定值的修改、故障录波和故障测距数据的收集，可通过计算机通信，在管理信息系统(MIS)上由保护人员来操作。面向现场的变电站综合自动化系统，取消了大控制室，需要相应的工程设计相配合；与可控保护单元及SCADA系统的结合，需要运行管理体制相配合。

3.可编程序控制器（PLC）技术

可编程序控制器（PLC）设计采用了模块化，使程序的开发难度大大降低，同时也增强了软件的可读性和可移植性，为变电站实现无人值班的要求提供了成功的解决方案。改造后的变电站，能通过现场的可编程序控制器（PLC）和上位机的监控平台实现“四遥”功能，具备实时监测与监控、事故记录、实时及历史趋势图、报表等功能，从而实现变电站的现代化管理，提高变电站运行的安全、可靠性，并减少系统维护工作量和提高管理水平。

（二）整个系统的数字化、集成化、标准化

当前变电站自动化的发展趋势将会不断朝着高集成化、数字化、标准化方向发展。随着集成电路和计算机技术的飞速发展，各种新型的大规模集成电路将会进一步应用在继电保护和测控装置上，这些新器件的应用将使保护和测控装置的电路板更加小型集成化。高集成化可以使装置通信、数据存储及处理能力更强，降低成本，减少故障率，有利于实现统一的运行管理。

变电站自动化系统将逐步向产品标准化方向发展。具体表现在：产品基本功能设计和要求的标准化及产品的对外接口和通讯协议的标准化，变电站内不同厂家的设备可以做到互换互连，“即插即用”增加了用户选择变电站内各类设备和更换设备的自由度，同时不满足标准化设计的厂商将被逐步淘汰，使变电站自动化专业逐步走向良性的发展。

三、数字化变电站技术

数字化变电站就是将信息采集、传输、处理、输出过程完全数字化的变电站。全站采用统一的通讯规约（IEC61850）构建通信网络，保护、测控、计量、监控、远动、电压质量控制（VQC）等系统均用同一网络接收电流、电压和状态信息，各个系统实现信息共享。由于IT技术与通信技术近些年来的突破性进展，

能够提取电力系统运行和非运行信息，并分析这些信息，使得数字化变电站从技术和经济角度而言成为可能。

（一）数字化变电站与常规综合自动化变电站比较

数字化变电站具有以下几个主要特征：就地数字化的一次电气设备、光纤网络化的二次装置和全站统一的标准平台。

数字化变电站与常规综合自动化变电站比较有以下区别：

常规综合自动化变电站的一次设备采集模拟量，通过电缆将模拟信号传输到测控保护装置，装置进行模数转换后处理数据，然后通过网线上将数字量传到后台监控系统。同时监控系统和测控保护装置对一次设备的控制通过电缆传输模拟信号实现其功能。

数字化变电站一次设备采集信息后，就地转换为数字量，通过光缆上传测控保护装置，然后传到后台监控系统，而监控系统和测控保护装置对一次设备的控制也是通过光缆传输数字信号实现其功能。它具有高性能、高安全性、高可靠性、高经济性的特点。常规综合自动化变电站与数字化变电站对比如图1所示。

（二）数字化变电站的主要结构

数字化变电站自动化系统的结构，在物理层上可以分为两类，即智能化的一次设备和网络化的二次设备；在逻辑结构上可分为三个层次，根据IEC6185A通信协议草案定义，这三个层次分别为过程层、间隔层、站控层，各层次内部及层次间采用高速网络通信。

过程层是一次设备和二次设备的结合面，是智能化电气设备的智能部分。其主要功能是进行实时电气量的检测、运行设备的状态参数在线检测与统计、操作控制的执行与驱动等三个方面。

间隔层的主要功能是进行汇总本间隔过程层实时数据信息、实施对一次设备保护控制功能、实施本间隔操作闭锁功能、实施操作同期及其它控制功能、对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别的控制、承上启下的通信等六大功能。

站控层主要任务是：(1)通过两级高速网络汇总全站的实时数据信息，不断刷新实时数据库，按时登陆历史数据库；(2)按既定规约，将有关数据信息送往调度或控制中心；(3)接受调度或控制中心有关控制命令，转间隔层、过程层执行等。

四、总结

综上所述，不断发展变电站自动化技术，进一步完善

数字化变电站，在技术上减少设备的退出次数和退出时间，提高设备的使用效率;减少自动化设备数量，简化二次接线，提高系统的可靠性；在经济上实现信息在运行系统和其他支持系统之间的共享，减少重复建设和投资等等，都将是我们今后需要重点解决的问题。相信在不太远的将来，技术更加先进、运行更加可靠、结构更加合理、性能价格比更高的自动化系统，必将为我国的电网运行带来更好的经济效益和社会效益。