1針對于計算機技術

計算機技術這幾年一直按摩爾(Moore)定律發(fā)展：處理器運算速度平均每1.48年翻一翻。現(xiàn)在高端服務器的運算速度已達每秒十億條指令，內(nèi)存已達若干吉字節(jié)(GB)，是10年前的上千倍。原來用于巨型機、大型機的技術已下移至服務器甚至個人計算機。精簡指令計算機(RISC)繼續(xù)飛速發(fā)展，超流水線結(jié)構的MIPSR4000，超標量結(jié)構的SUNSuperSparc，超標量、超流水線結(jié)構的DECAlpha，雙流水線超標量結(jié)構的IntelPentium，等等，技術上各具特色，市場上各領風騷。64位CPU和多處理器體系結(jié)構已在服務器領域占主導地位。

計算機技術的飛速發(fā)展對電力系統(tǒng)計算產(chǎn)生深刻的影響，原來需要巨型機或大型機的電力系統(tǒng)計算，現(xiàn)在用臺式機就可完成;原來用于離線計算的方法，現(xiàn)可移植于在線計算，甚至實時計算。

2針對于操作系統(tǒng)

第三代電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的開放性主要依賴于UNIX操作系統(tǒng)的開放性。10年來，UNIX操作系統(tǒng)在微內(nèi)核、實時處理、對稱多道處理(SMP)、多線程支持、POSIX支持、系統(tǒng)管理的圖形化、容錯處理、安全可靠性等方面都取得了長足的進展。盡管WindowsNT僅運行在Intel和Alpha芯片平臺上，然而NT的發(fā)展與成熟的確對UNIX世界構成了威脅，但目前NT版本還不支持多用戶及POSIX接口，且易受病毒的侵襲，后續(xù)版本會逐步改善。NT的技術性能正在漸漸趕上UNIX，但NT的獨家壟斷特性卻與UNIX的開放性相距越來越遠，尤其是Linux流行以來。Linux是現(xiàn)年28歲的芬蘭赫爾辛基大學的LinusTorvalds于1991年在讀大學時自己編寫的一種可以自由使用的UNIX操作系統(tǒng)，其源碼放在Internet上，吸引了大批有興趣的高手共同開發(fā)，不斷完善，將NT的易用性和UNIX的可靠性結(jié)合起來，將X—Window/MOTIF接口與UNIX功能結(jié)合在一起，被認為是當今UNIX的最好實現(xiàn)。Linux以其徹底開放的開發(fā)方式著稱于世，并因免費使用而迅速普及，許多軟件廠家已宣布支持Linux，這匹黑馬的出現(xiàn)對NT無疑是沉重的打擊。Linux對于把基于UNIX的成熟的SCADA/EMS/DMS系統(tǒng)移植到地、縣調(diào)系統(tǒng)有重要意義。

3針對于網(wǎng)絡技術

局域網(wǎng)(LAN)是第三代EMS的“脊椎骨”。10年來，基于CDMA/CD以太網(wǎng)的傳輸速率已由10Mbit/s發(fā)展到100Mbit/s，甚至達到1000Mbit/s;傳輸介質(zhì)從細纜(10BASE2)、粗纜(10BASE5)、雙絞線(10BASE—T)，發(fā)展到高速雙絞線(100BASE—T)等;傳輸方式由共享總線式、集線器式，發(fā)展到交換式集線器、LAN交換、ATM交換等。交換式局域網(wǎng)改變了新型EMS的體系結(jié)構，由總線型發(fā)展為以LAN交換為核心的多總線結(jié)構，按功能分組，采用更多的網(wǎng)段，網(wǎng)段內(nèi)共享，網(wǎng)段間交換。

4大型電力自動化系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)通信技術的研究

針對電力監(jiān)控系統(tǒng)底層通信數(shù)據(jù)量大、實時性要求高的特點，進行了兩方面的改進。在軟件結(jié)構上，提出了將數(shù)據(jù)通信軟件與監(jiān)控軟件分離的方法;在硬件上，使用多路雙口RAM智能通信卡擴展通信端口，提高底層通信的速度。這些措施有效地減輕了監(jiān)控軟件的數(shù)據(jù)處理負擔，確保了現(xiàn)場儀表與監(jiān)控計算機之間準確快速的數(shù)據(jù)通信，保證了整個系統(tǒng)的安全高效運行。

電力系統(tǒng)中，現(xiàn)場數(shù)據(jù)不但包括功率、電壓、電流等測量數(shù)據(jù)，還包括分合閘、過流、速斷等操作及事故所產(chǎn)生的事件數(shù)據(jù)。當發(fā)生事故而導致跳閘時，還要記錄現(xiàn)場的故障錄波數(shù)據(jù)，可見，需要通信的數(shù)據(jù)量是一般工業(yè)控制中所無法比擬的。由于電力系統(tǒng)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的變化非常快，一次過流可能只維持十幾毫秒，數(shù)據(jù)稍縱即逝，所以對數(shù)據(jù)的實時性、通信速度的要求是非常高的。

監(jiān)控系統(tǒng)底層數(shù)據(jù)可靠、高效的通信是系統(tǒng)可靠性的關鍵，是設計監(jiān)控軟件的重點。一些現(xiàn)有的軟件，將數(shù)據(jù)通信、處理和監(jiān)控都做在一個軟件中，雖然顯得直觀緊湊，但系統(tǒng)的升級改進卻十分不便，一個微小的改動都要對全部系統(tǒng)進行重新整理，因此，采取模塊化結(jié)構是比較好的一種選擇。

筆者在一個大型電力監(jiān)控系統(tǒng)設計中，硬件上采用通信站和監(jiān)控站分開的獨立方式，軟件上將底層通信軟件從監(jiān)控軟件中分離出去，在通信站中獨立工作，通信站專門負責底層現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)的采集，并和上層監(jiān)控站進行雙向數(shù)據(jù)通信。由于通信站的獨立，使上層監(jiān)控站的任務大大減輕，不但提高了底層的通信速率，還加快了監(jiān)控界面的數(shù)據(jù)刷新速度。如果下層儀表數(shù)量很多，可以在通信站上采用多路雙口RAM智能通信卡，并擴充為多個串口，進一步提高底層通信速度。

5系統(tǒng)結(jié)構

給出了一種典型的系統(tǒng)結(jié)構，這種結(jié)構綜合了以上討論的特點。其中，兩個通信站組成雙機冗余熱備，保證系統(tǒng)的安全運行，現(xiàn)場儀表的數(shù)據(jù)通過RS-485/422串口傳送給通信站，通信程序讀取串口的數(shù)據(jù)，解析后一方面將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，作為歷史數(shù)據(jù)加以保存，另一方面通過TCP/IP協(xié)議，將數(shù)據(jù)打包后傳遞給上位機，在監(jiān)控軟件中進行運接送上以太網(wǎng)，也利于遠程監(jiān)測和故障診斷。

由于通信站和監(jiān)控站是分離的，只要都支持TCP/IP通信協(xié)議，編寫監(jiān)控系統(tǒng)的工具語言不需要與通信站相同，這樣就給用戶提供了靈活的平臺選擇，可以利用一些圖像功能強大而硬件功能相對弱的組態(tài)軟件編寫監(jiān)控軟件，以提供直觀漂亮的操作畫面。

對于一些特殊的下層儀表，如果通信協(xié)議不同，只需在通信軟件中改變相應的協(xié)議即可，不需要對監(jiān)控軟件作出任何修改。用這種方法，可以非常靈活的兼容各種不同通信協(xié)議的儀表。這樣，系統(tǒng)的升級和擴展就會相當方便。

6提高通信速度的措施

6.1硬件措施

通信站與上層監(jiān)控站間的通信是通過以太網(wǎng)傳輸?shù)模ㄐ潘俣瓤欤瑢崟r性很好。而現(xiàn)場儀表與通信站之間是通過串口讀寫數(shù)據(jù)的，在儀表傳輸速率與傳輸數(shù)據(jù)量一定的條件下，當現(xiàn)場儀表的數(shù)量多到一定程度，由于總數(shù)據(jù)量過大而造成通信時間過長，可能會成為限制實時性的瓶頸，為了解決這個問題，硬件上可以采取以下的改進。

6.1.1多串口數(shù)據(jù)通信

串行通信具有連接簡單、使用靈活方便、數(shù)據(jù)傳遞可靠等優(yōu)點，在數(shù)據(jù)采集和實時控制系統(tǒng)中得到了廣泛應用。

一般情況下，多臺下層儀表連在一條通信總線上，通信站通過其一個串口連接一條通信總線，從而實現(xiàn)通信站與儀表的串行通信。這時，通信站對全部下層儀表作一次數(shù)據(jù)通信的時間等于通信站與每個儀表的通信時間之和。7現(xiàn)場總線——DCS發(fā)展趨勢

分散控制系統(tǒng)(DCS)今天已步入第三代。它的發(fā)展一方面受計算機技術、控制技術、通信技術及CRT技術的影響，另一方面又受到生產(chǎn)過程控制和管理要求的驅(qū)動。

隨著微電子技術的迅速發(fā)展，微處理器在控制裝置、變送器上的廣泛使用，現(xiàn)場儀表(傳感器、變送器、執(zhí)行器等)得以智能化。“現(xiàn)場總線標準”就是設計用來替代4～20mA模擬信號標準的新工業(yè)標準。

現(xiàn)場總線(Fieldbus)國際標準的制定將對DCS的發(fā)展產(chǎn)生重大影響，由于現(xiàn)場總線與傳統(tǒng)的4～20mA信號傳遞相比有很多優(yōu)點，以現(xiàn)場總線為基礎的自動化系統(tǒng)結(jié)構有望成為未來的分散控制系統(tǒng)。

8DCS系統(tǒng)的發(fā)展

DCS將向信息管理系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡控制擴展，將過程控制和信息管理系統(tǒng)緊密結(jié)合起來，構成計算機集成過程系統(tǒng)(CIPS)。CIPS除了要完成傳統(tǒng)DCS過程控制的功能外，還要實現(xiàn)運行支持和決策支持的功能，包括質(zhì)量控制、過程管理、在線優(yōu)化、經(jīng)營管理、決策分析等。

網(wǎng)絡是當今工廠自動化的核心，是計算機集成過程系統(tǒng)的基礎，而工廠自動化的每一層都有適用于自己的網(wǎng)絡。分散控制系統(tǒng)的典型網(wǎng)絡體系結(jié)構如圖1所示。

工廠級(上層、管理層)包括工廠信息管理和生產(chǎn)管理，負責與工廠管理計算機的連接，計算機間的管理數(shù)據(jù)交換通過工廠主干網(wǎng)實現(xiàn)。主干網(wǎng)采用ISO/OSI-MAP/TOP或TCP/IP-Ethernet網(wǎng)絡協(xié)議標準。隨著工廠自動化規(guī)模的不斷擴大，這一級的功能也越來越強，它是DCS向CIPS發(fā)展的一個重要標志。

車間級(中層、監(jiān)控層)包括過程控制和過程管理，用于控制室、現(xiàn)場控制設備和各現(xiàn)場控制裝置間的連接。通信網(wǎng)采用中速、載帶工業(yè)過程數(shù)據(jù)公路的形式(ProwayC或IEEE802.4)。這是DCS的實時工業(yè)控制網(wǎng)絡，應具有高可靠性、高使用性、實時性強、有自診斷功能、有自組態(tài)功能、容易接入新站等。

現(xiàn)場級(低層)用于連接過程控制中的傳感器、執(zhí)行器、智能儀表等。現(xiàn)場以標準的現(xiàn)場總線為發(fā)展目標，現(xiàn)已有了兩個國際組織的現(xiàn)場總線產(chǎn)品，現(xiàn)場總線將是DCS發(fā)展的一個重要方向。

9現(xiàn)場總線

9.1現(xiàn)場總線標準

現(xiàn)場總線標準的第一部分被命名為H1，定義了一個低速、帶電鏈路的數(shù)字信號取代4～20mA模擬量傳輸信號。當H1被采用后，智能傳感器將能夠與數(shù)字控制系統(tǒng)直接通信。第二部分H2，定義了一個高速、不帶電的鏈路，使協(xié)議可應用于高級邏輯和控制。H2協(xié)議的通信速率為1Mb，而H1通信速率為31.25Kb。

由于是作為低級的網(wǎng)絡應用，F(xiàn)ieldbus與OSI模型的第一、二和七層有關。OSI網(wǎng)絡模型與三層Fieldbus體系結(jié)構的對照見圖2。

Fieldbus中物理層確定通過物理媒介傳送的數(shù)字信號的形式，包括電纜種類、硬件、傳輸方式、傳輸速率、電氣及機械性能等。數(shù)據(jù)鏈路層負責現(xiàn)場與控制空間的信號雙向傳送，包括數(shù)位如何組織和確認，采用怎樣的協(xié)議，故障診斷和修正以及類似的功能。應用層提供格式化的數(shù)據(jù)，集中在網(wǎng)絡中設備定址、設備存取、信息和其它功能的方法上。僅利用OSI網(wǎng)絡界面模型的三層，可在保證與更高級網(wǎng)絡兼容的同時，減少與現(xiàn)場總線標準有關部分的成本和費用，將使每連接一臺裝置的費用較低。相對于使用在工廠級的較高級網(wǎng)絡，F(xiàn)ieldbus標準設計采用較小信息量和較低數(shù)據(jù)速率的網(wǎng)絡。

標準規(guī)定了一個31.25kHz傳輸信號，它適用于現(xiàn)行生產(chǎn)裝置上采用的4～20mA信號線路，將來則采用1MHz和25MHz、可用于更高頻率的導線。

物理性能低速/DC(H1)高速/DC(H2)傳送距離1900m750m拓撲總線或任意總線結(jié)構點—點通信點—點通信響應時間100ms1ms數(shù)據(jù)傳輸速率31.25Kb1Mb報文傳送速度81～122報文/s2604～3906報文/s標準報文長度32～48B32～48B數(shù)據(jù)類型浮點(32位)，文本，時鐘浮點(32位)，文本，時鐘設備數(shù)量3232傳輸媒介儀表級雙絞線通信級雙絞線電源DCDC冗余支持支持本質(zhì)安全性有無(對于網(wǎng)絡供電裝置)連接方式直接直接

現(xiàn)場總線標準中的物理層協(xié)議已于1993年獲得通過。它規(guī)定了傳輸媒介的情況，包括工作電壓和電流。現(xiàn)正在開發(fā)應用層和用戶層協(xié)議。Fieldbus的最后目標是以一片硅集成電路為基礎的現(xiàn)場總線，這片集成電路將覆蓋物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應用層的需要，目前Honeywell、Rosemount正在開發(fā)Fieldchips。

9.2兩大現(xiàn)場總線機構

80年代末，一些儀表公司著手開發(fā)統(tǒng)一標準的現(xiàn)場總線。目前主要有兩大機構：ISP(相互可操作性系統(tǒng)工程)和WorldFIP。ISP機構成員有西門子、羅斯蒙特、費希爾、福克斯波羅、橫河、ABB等64個公司;WorldFIP機構成員有霍尼韋爾、山武—霍尼韋爾、貝利等150個公司。兩大機構都在開發(fā)各自現(xiàn)場總線標準。ISP以德國工業(yè)標準Profibus為基礎，它采用由主機向各臺設備發(fā)布令牌，使其進入網(wǎng)絡。WorldFIP以法國工業(yè)標準FIP為基礎，采用按時序進入現(xiàn)場總線。但是兩種現(xiàn)場總線都包括ICE和SP50的聯(lián)合在1989年完成實驗。下面分別敘述。

ISP根據(jù)IEC-ISASP50的思想，提供了兩種現(xiàn)場總線H1和H2(同國際標準)，它有一個設備描述語言DDL，是由Rosemount公司開發(fā)的，可將任何最新進入系統(tǒng)的儀表所具有的功能和性能自動地通知主機。Siemens的過程裝置開發(fā)工程師認為，此功能是WorldFIP所不具備的，這種功能使擴充現(xiàn)有系統(tǒng)非常容易。ISP的另一優(yōu)點是它為用戶而定義的功能塊。在開發(fā)標準的第一階段中，ISP已定義了10種功能塊，它可覆蓋現(xiàn)場總線應用要求中的80%，其中包括開關和模擬量的輸入、輸出、PID控制以及它們的組合，ISP成員橫河公司開發(fā)生產(chǎn)出一種新型硅片可實現(xiàn)ISASP50協(xié)議所規(guī)定的物理層及部分數(shù)據(jù)鏈路層的工作，其余的數(shù)據(jù)鏈路工作與應用層和功能塊一起由置于現(xiàn)場儀表的一臺微處理器來完成。

WorldFIP采用了時間同步信息系統(tǒng)，連接在總線上的各儀表設備可按時序進入現(xiàn)場總線。根據(jù)Honeywell公司介紹，只有FIP總線能控制時間周期在1ms以內(nèi)。WorldFIP在1994年投入了它自己的設備描述工具，稱DeviceBuilder。它收入了SP50已批準的所有功能塊，能自動地告訴控制系統(tǒng)一臺新儀表具有的功能以及必須整定的參數(shù)。WorldFIP也計劃推出一種更便宜的硅片。

雖然目前兩大組織的總線產(chǎn)品還不兼容，但WorldFIP和ISP都表示，當IEC-ISA最后完成其現(xiàn)場總線標準時，他們將使其產(chǎn)品與標準兼容，現(xiàn)有系統(tǒng)更新到能夠滿足最后的IEC-ISA標準可能僅僅只是更換控制硅片而已，費用大約5美元。

1994年9月，ISP和WorldFIP合并成立了FieldbusFoundation(FF,即現(xiàn)場總線協(xié)會)。FF是一非盈利性的國際組織，這將有助于發(fā)展一個單一的、國際間的、可互操作的現(xiàn)場總線。其技術將是現(xiàn)存幾個組織的某些規(guī)約的融合，即FF的技術將基于已有IEC/ISA的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層，ISTRev3.0版本的應用層和用戶層，結(jié)合ISP和WorldFIP的網(wǎng)絡和系統(tǒng)管理層來組成。可互操作則由設備描述語言來支持。其現(xiàn)場總線的體系結(jié)構如圖3所示。

9.3現(xiàn)場總線的優(yōu)勢

現(xiàn)場總線不單單是一個通信標準，而是試圖包含全部領域，作為一個過程控制的開放的、集成的測量控制系統(tǒng)。采用現(xiàn)場總線，具有許多優(yōu)點：

a)大大縮減了鋪線費用;

b)簡化了線路的安裝與維護;

c)能傳送多個過程變量，可以實現(xiàn)在線故障診斷及線路故障檢測;

d)用數(shù)字信號取代4～20mA模擬信號，可提高系統(tǒng)精度，而且可把一些功能(如線性化、補償校正、工程量轉(zhuǎn)換、報警處理等)賦于現(xiàn)場儀表，提高了現(xiàn)場儀表的自主性和可靠性;

e)因現(xiàn)場總線是雙向的，故可從控制室對現(xiàn)場儀表進行標定和調(diào)整;

f)現(xiàn)場總線采用國際標準后，用戶可以優(yōu)選各儀表廠商的產(chǎn)品組成系統(tǒng)，而不必考慮總線接口是否匹配問題。9.4目前商用的兩種產(chǎn)品

a)1985年，Rosemount研制了HART數(shù)字通信協(xié)議，用于智能現(xiàn)場儀表。HART協(xié)議是在4～20mA基礎上加上數(shù)字信號進行通信的，盡管將來的儀表世界是全數(shù)字的，但在當前，很少人能知道多少年以后才能實現(xiàn)全數(shù)字化，并且HART延長了4～20mA標準的壽命。HART占領了市場，已超過1000000臺儀表用了HART，從此角度上說HART先行了一步。

HART工作方式有點—點式或全數(shù)字式的。點—點式是在4～20mA疊加一組數(shù)字信號，不影響4～20mA模擬信號;全數(shù)字式的優(yōu)點是可連15臺儀表，減少投入。HART具有相互可操作性，HART解決DDL，DDL概念對ISP等組織有所啟發(fā)。

b)1987年，德國工業(yè)技術開發(fā)部提供了一種Profibus作為國家標準，以便實現(xiàn)以下目標：靈活、雙向交換數(shù)據(jù)信息、自診斷參數(shù)等，使得數(shù)字化更加準確，減少I/O和A/D以降低成本，方便操作。截止目前，已高達600000臺儀表用上了該標準。

Profibus不同于HART，它以常用的RS-485通信原理作為物理層，用便宜的雙絞電纜即可實現(xiàn)令牌式的通信，Profibus作為ISP的雛形，ISP引用了其物理層、應用層的原理。

計算機集成技術和現(xiàn)場總線的發(fā)展，將對DCS的結(jié)構產(chǎn)生重大影響。目前DCS的結(jié)構將受到上下肢解，上層工作站將與CIPS緊密結(jié)合，DCS將演變成CIPS的低層部分;在現(xiàn)場級，現(xiàn)場總線的應用將使傳統(tǒng)的DCSI/O結(jié)構徹底改變。現(xiàn)場總線將對自控領域帶來深刻影響，工業(yè)控制系統(tǒng)的體系結(jié)構將以統(tǒng)一的現(xiàn)場總線為紐帶構成，現(xiàn)場控制系統(tǒng)(FCS)將是21世紀的開放控制系統(tǒng)。

10零序電流保護與重合閘方式的配合應考慮哪些因素?

答:采用單相重合閘方式,并實現(xiàn)后備保護延時段動作后三相跳閘不重合,則零序電流保護與單相重合閘配合按下列原則整定:

(1)能躲過非全相運行最大零序電流的零序電流保護一段,經(jīng)重合閘N端子跳閘,非全相運行中不退出;而躲不過非全相運行最大零序電流的零序電流保護一段,應接重合閘M端子跳閘,在重合閘啟動后退出工作。

(2)零序電流保護二段的整定值應躲過非全相運行最大零序電流,在單相重合閘過程中不動作,經(jīng)重合閘R端子跳閘。

(3)零序電流保護三、四段均經(jīng)重合閘R端子跳閘,三相跳閘不重合。

11采用單相重合閘方式,且后備保護延時段啟動單相重合閘,則零序電流保護與單相重合閘按如下原則進行配合整定:

(1)能躲過非全相運行最大零序電流的零序電流保護一段,經(jīng)重合閘N端子跳閘,非全相運行中不退出工作;而不能躲過非全相運行最大零序電流的零序電流保護一段,經(jīng)重合閘M端子跳閘,重合閘啟動后退出工作。

(2)能躲過非全相運行最大零序電流的零序電流保護二段,經(jīng)重合閘N端子跳閘,非全相運行中不退出工作;不能躲過非全相運行最大零序電流的零序電流保護二段,經(jīng)重合閘M或P端子跳閘,亦可將零序電流保護二段的動作時間延長至1.5秒及以上,或躲過非全相運行周期,經(jīng)重合閘N端子跳閘。

(3)不能躲過非全相運行最大零序電流的零序電流保護三段,經(jīng)重合閘M端子或P端子跳閘,亦可依靠較長的動作時間躲過非全相運行周期,經(jīng)重合閘N或R端子跳閘。

(4)零序電流保護四段經(jīng)重合閘R端子跳閘。

三相重合閘后加速和單相重合閘的分相后加速,應加速對線路末端故障有足夠靈敏度的保護段。如果躲不開在一側(cè)斷路器合閘時三相不同步產(chǎn)生的零序電流,則兩側(cè)的后加速保護在整個重合閘周期中均應帶0.1秒的延時

12為什么采用檢定同期重合閘時不用后加速?

答:當線路發(fā)生故障后,保護有選擇性的動作切除故障,重合閘進行一次重合以恢復供電。若重合于永久性故障時,保護裝置即不帶時限無選擇性的動作斷開斷路器,這種方式稱為重合閘后加速。

檢定同期重合閘是當線路一側(cè)無壓重合后,另一側(cè)在兩端的頻率不超過一定允許值的情況下才進行重合的。若線路屬于永久性故障,無壓側(cè)重合后再次斷開,此時檢定同期重合閘不會再重合,因此采用檢定同期重合閘再裝后加速也就沒有意義了。若屬于瞬時性故障,無壓重合后,即線路已重合成功,故障已不存在,故亦無裝設后加速的必要。同時檢定同期重合閘時不采用后加速,可以避免合閘沖擊電流引起誤動。

13發(fā)電廠按使用能源劃分有幾種基本類型?

答:發(fā)電廠按使用能源劃分有下述基本類型:

(1)、火力發(fā)電廠:火力發(fā)電是利用燃燒燃料(煤、石油及其制品、天然氣等)所得到的熱能發(fā)電。火力發(fā)電的發(fā)電機組有兩種主要形式:利用鍋爐產(chǎn)生高溫高壓蒸汽沖動汽輪機旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機發(fā)電,稱為汽輪發(fā)電機組;燃料進入燃氣輪機將熱能直接轉(zhuǎn)換為機械能驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電,稱為燃氣輪機發(fā)電機組。火力發(fā)電廠通常是指以汽輪發(fā)電機組為主的發(fā)電廠。

(2)、水力發(fā)電廠:水力發(fā)電是將高處的河水(或湖水、江水)通過導流引到下游形成落差推動水輪機旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機發(fā)電。以水輪發(fā)電機組發(fā)電的發(fā)電廠稱為水力發(fā)電廠。

水力發(fā)電廠按水庫調(diào)節(jié)性能又可分為:

①、徑流式水電廠:無水庫,基本上來多少水發(fā)多少電的水電廠;

②、日調(diào)節(jié)式水電廠:水庫很小,水庫的調(diào)節(jié)周期為一晝夜,將一晝夜天然徑流通過水庫調(diào)節(jié)發(fā)電的水電廠;

③、年調(diào)節(jié)式水電廠:對一年內(nèi)各月的天然徑流進行優(yōu)化分配、調(diào)節(jié),將豐水期多余的水量存入水庫,保證枯水期放水發(fā)電的水電廠;

④、多年調(diào)節(jié)式水電廠:將不均勻的多年天然來水量進行優(yōu)化分配、調(diào)節(jié),多年調(diào)節(jié)的水庫容量較大,將豐水年的多余水量存入水庫,補充枯水年份的水量不足,以保證電廠的可調(diào)出力。

(3)、核能發(fā)電廠:核能發(fā)電是利用原子反應堆中核燃料(例如鈾)慢慢裂變所放出的熱能產(chǎn)生蒸汽(代替了火力發(fā)電廠中的鍋爐)驅(qū)動汽輪機再帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)發(fā)電。以核能發(fā)電為主的發(fā)電廠稱為核能發(fā)電廠,簡稱核電站。根據(jù)核反應堆的類型,核電站可分為壓水堆式、沸水堆式、氣冷堆式、重水堆式、快中子增殖堆式等。

(4)、風力發(fā)電場:利用風力吹動建造在塔頂上的大型槳葉旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機發(fā)電稱為風力發(fā)電,由數(shù)座、十數(shù)座甚至數(shù)十座風力發(fā)電機組成的發(fā)電場地稱為風力發(fā)電場。

(5)、其他還有地熱發(fā)電廠、潮汐發(fā)電廠、太陽能發(fā)電廠等。

14鍋爐的循環(huán)方式有幾種,簡述其含義?

答:火力發(fā)電廠中的鍋爐按水循環(huán)方式可分為自然循環(huán),強制循環(huán),直流鍋爐三種類型。依靠工質(zhì)的重度差而產(chǎn)生的循環(huán)流動稱為自然循環(huán)。借助水泵壓頭使工質(zhì)產(chǎn)生的循環(huán)流動稱為強制循環(huán)。自然循環(huán)形成:汽包、下降管、下聯(lián)箱和上升管(即水泠壁)組成一個循環(huán)回路。由于上升管中的水在爐內(nèi)受熱產(chǎn)生了蒸汽,汽水混合物的重度小,而下降管在爐外不受熱,管中是水,其重度大,兩者重度差就產(chǎn)生推動力,水沿下降管向下流動,而汽水混合物則沿上升管向上流動,這樣就形成水的自然循環(huán)流動。強制循環(huán)鍋爐的結(jié)構與自然循環(huán)基本相同,它也有汽包,所不同的在下降管中增加了循環(huán)泵,作為增強汽水循環(huán)的動力。直流爐的結(jié)構與自然循環(huán)鍋爐結(jié)構不同,它沒有汽包,是依靠給水泵壓力使工質(zhì)鍋爐受熱面管子中依次經(jīng)過省煤器,蒸發(fā)受熱面和過熱器一次將水全部加熱成為過熱蒸汽。現(xiàn)在一般只宜用于亞臨界,超臨界壓力鍋爐。強制循環(huán)鍋爐與自然循環(huán)鍋爐比較:優(yōu)點:可適用于亞臨界、超臨界壓力;由于工質(zhì)在受熱面中是強制流動,因而受熱面的布置較靈活,受熱均勻水循環(huán)好;起停爐快;水冷壁可使小管徑、薄管壁(壓力準許),相對汽包容積減小,節(jié)省鋼材。缺點:加裝循環(huán)泵,系統(tǒng)復雜,投資高,檢修困難。