Электроэнергия передача и распределение

Производство, передача и распределение электрической энергии

  • Бабаина Ирина Валериевна, преподаватель технологии

Разделы: Технология

Все технологические процессы любого производства связаны с потреблением энергии. На их выполнение расходуется подавляющая часть энергетических ресурсов.

Важнейшую роль на промышленном предприятии играет электрическая энергия – самый универсальный вид энергии, являющейся основным источником получения механической энергии.

Преобразование энергии различных видов в электрическую происходит на электростанциях.

Электростанциями называются предприятия или установки, предназначенные для производства электроэнергии. Топливом для электрических станций служат природные богатства – уголь, торф, вода, ветер, солнце, атомная энергия и др.

В зависимости от вида преобразуемой энергии электростанции могут быть разделены на следующие основные типы: тепловые, атомные, гидроэлектростанции, гидроаккумулирующие, газотурбинные, а также маломощные электрические станции местного значения – ветряные, солнечные, геотермальные, морских приливов и отливов, дизельные и др.

Основная часть электроэнергии (до 80 %) вырабатывается на тепловых электростанциях (ТЭС). Процесс получения электрической энергии на ТЭС заключается в последовательном преобразовании энергии сжигаемого топлива в тепловую энергию водяного пара, приводящего во вращение турбоагрегат (паровую турбину, соединённую с генератором). Механическая энергия вращения преобразуется генератором в электрическую. Топливом для электростанций служат каменный уголь, торф, горючие сланцы, естественный газ, нефть, мазут, древесные отходы.

При экономичной работе ТЭС, т.е. при одновременном отпуске потребителем оптимальных количеств электроэнергии и теплоты, их КПД достигает более 70 %. В период, когда полностью прекращается потребление теплоты (например, в неотопительный сезон), КПД станции снижается.

Атомные электростанции (АЭС) отличаются от обычной паротурбинной станции тем, что на АЭС в качестве источника энергии используется процесс деления ядер урана, плутония, тория и др. В результате расщепления этих материалов в специальных устройствах – реакторах, выделяется огромное количество тепловой энергии.

По сравнению с ТЭС атомные электростанции расходуют незначительное количество горючего. Такие станции можно сооружать в любом месте, т.к. они не связаны с местом расположения естественных запасов топлива. Кроме того, окружающая среда не загрязняется дымом, золой, пылью и сернистым газом.

На гидроэлектростанциях (ГЭС) водная энергия преобразуется в электрическую при помощи гидравлических турбин и соединённых с ними генераторов.

Различают ГЭС плотинного и деривационного типов. Плотинные ГЭС применяют на равнинных реках с небольшими напорами, деривационные (с обходными каналами) – на горных реках с большими уклонами и при небольшом расходе воды. Следует отметить, что работа ГЭС зависит от уровня воды, определяемого природными условиями.

Достоинствами ГЭС являются их высокий КПД и низкая себестоимость выработанной электроэнергии. Однако следует учитывать большую стоимость капитальных затрат при сооружении ГЭС и значительные сроки их сооружения, что определяет большой срок их окупаемости.

Особенностью работы электростанций является то, что они должны вырабатывать столько энергии, сколько её требуется в данный момент для покрытия нагрузки потребителей, собственных нужд станций и потерь в сетях. Поэтому оборудование станций должно быть всегда готово к периодическому изменению нагрузки потребителей в течении дня или года.

Большинство электростанций объединены в энергетические системы, к каждой из которых предъявляются следующие требования:

  • Соответствие мощности генераторов и трансформаторов максимальной мощности потребителей электроэнергии.
  • Достаточная пропускная способность линий электропередач (ЛЭП).
  • Обеспечение бесперебойного электроснабжения при высоком качестве энергии.
  • Экономичность, безопасность и удобство в эксплуатации.

Для обеспечения указанных требований энергосистемы оборудуют специальными диспетчерскими пунктами, оснащёнными средствами контроля, управления, связи и специальными схемами расположения электростанций, линий передач и понижающих подстанций. Диспетчерский пункт получает необходимые данные и сведения о состояниях технологического процесса на электростанциях (расходе воды и топлива, параметрах пара, скорости вращения турбин и т.д.); о работе системы – какие элементы системы (линии, трансформаторы, генераторы, нагрузки, котлы, паропроводы) в данный момент отключены, какие находятся в работе, в резерве и т.д.; об электрических параметрах режима (напряжениях, токах, активных и реактивных мощностях, частоте и т.д.).

Работа электростанций в системе даёт возможность за счёт большого количества параллельно работающих генераторов повысить надёжность электроснабжения потребителей, полностью загрузить наиболее экономические агрегаты электростанций, снизить стоимость выработки электроэнергии. Кроме того, в энергосистеме снижается установленная мощность резервного оборудования; обеспечивается более высокое качество электроэнергии, отпускаемой потребителям; увеличивается единичная мощность агрегатов, которые могут быть установлены в системе.

В России, как и во многих других странах, для производства и распределения электроэнергии применяется трёхфазный переменный ток частотой 50Гц (в США и ряде других стран 60Гц). Сети и установки трёхфазного тока более экономичны по сравнению с установками однофазного переменного тока, а также дают возможность широко использовать в качестве электропривода наиболее надёжные, простые и дешевые асинхронные электродвигатели.

Наряду с трёхфазным током в некоторых отраслях промышленности применяют постоянный ток, который получают выпрямлением переменного тока (электролиз в химической промышленности и цветной металлургии , электрифицированный транспорт и др.).

Электрическую энергию, вырабатываемую на электростанциях, необходимо передать в места её потребления, прежде всего в крупные промышленные центры страны, которые удалены от мощных электростанций на многие сотни, а иногда и тысячи километров. Но электроэнергию недостаточно передать. Её необходимо распределить среди множества разнообразных потребителей – промышленных предприятий, транспорта, жилых зданий и т.д. Передачу электроэнергии на большие расстояния осуществляют при высоком напряжении (до 500кВт и более), чем обеспечиваются минимальные электрические потери в линиях электропередачи и получается большая экономия материалов за счёт сокращения сечений проводов. Поэтому в процессе передачи и распределения электрической энергии приходится повышать и понижать напряжение. Этот процесс выполняется посредством электромагнитных устройств, называемых трансформаторами. Трансформатор не является электрической машиной, т.к. его работа не связана с преобразованием электрической энергии в механическую и наоборот; он преобразует лишь напряжение электрической энергии. Повышение напряжения осуществляется при помощи повышающих трансформаторов на электростанциях, а понижение – при помощи понижающих трансформаторов на подстанциях у потребителей.

Промежуточным звеном для передачи электроэнергии от трансформаторных подстанций к приёмникам электроэнергии являются электрические сети.

Трансформаторная подстанция – это электроустановка, предназначенная для преобразования и распределения электроэнергии.

Подстанции могут быть закрытыми или открытыми в зависимости от расположения её основного оборудования. Если оборудование находится в здании, то подстанция считается закрытой; если на открытом воздухе, то – открытой.

Оборудование подстанций может быть смонтировано из отдельных элементов устройств или из блоков, поставляемых в собранном для установки виде. Подстанции блочной конструкции называются комплектными.

В оборудование подстанций входят аппараты, осуществляющие коммутацию и защиту электрических цепей.

Основной элемент подстанций – силовой трансформатор. Конструктивно силовые трансформаторы выполняются так, чтобы максимально отвести тепло, выделяемое ими при работе от обмоток и сердечника в окружающую среду. Для этого, например, сердечник с обмотками погружают в бак с маслом, делают поверхность бака ребристой, с трубчатыми радиаторами.

Комплектные трансформаторные подстанции, устанавливаемые непосредственно в производственных помещениях мощностью до 1000 кВА, могут оснащаться сухими трансформаторами.

Для увеличения коэффициента мощности электроустановки на подстанциях устанавливают статические конденсаторы, компенсирующие реактивную мощность нагрузки.

Автоматическая система контроля и управления аппаратами подстанции следит за процессами, происходящими в нагрузке, в сетях электроснабжения. Она выполняет функции защиты трансформатора и сетей, отключает при посредстве выключателя защищаемые участки при аварийных режимах, осуществляет повторное включение, автоматическое включение резерва.

Трансформаторные подстанции промышленных предприятий подключаются к питающей сети различными способами в зависимости от требований надёжности бесперебойного электроснабжения потребителей.

Типовыми схемами, осуществляющими бесперебойное электроснабжение, являются радиальная, магистральная или кольцевая.

В радиальных схемах от распределительного щита трансформаторной подстанции отходят линии, питающие крупные электроприёмники: двигатели, групповые распределительные пункты, к которым присоединены более мелкие приёмники. Радиальные схемы применяются в компрессорных, насосных станциях, цехах взрыво- и пожароопасных, пыльных производств. Они обеспечивают высокую надёжность электроснабжения, позволяют широко использовать автоматическую аппаратуру управления и защиты, но требуют больших затрат на сооружение распределительных щитов, прокладку кабеля и проводов.

Магистральные схемы применяются при равномерном распределении нагрузки по площади цеха, когда не требуется сооружать распределительный щит на подстанции, что удешевляет объект; можно использовать сборные шинопроводы, что ускоряет монтаж. При этом перемещение технологического оборудования не требует переделки сети.

Недостатком магистральной схемы является низкая надёжность электроснабжения, так как при повреждении магистрали отключаются все электроприёмники, присоединённые к ней. Однако установка перемычек между магистралями и применение защиты существенно повышает надёжность электроснабжения при минимальных затратах на резервирование.

От подстанций ток пониженного напряжения промышленной частоты распределяется по цехам с помощью кабелей, проводов, шинопроводов от цехового распределительного устройства до устройств электроприводов отдельных машин.

Перерывы в электроснабжении предприятий, даже кратковременные, приводят к нарушениям технологического процесса, порче продукции, повреждению оборудования и невосполнимым убыткам. В некоторых случаях перерыв в электроснабжении может создать взрыво- и пожароопасную обстановку на предприятиях.

Правилами устройства электроустановок все приёмники электрической энергии по надёжности электроснабжения подразделяются на три категории:

  • Приёмники энергии, для которых недопустим перерыв в электроснабжении, поскольку он может привести к повреждению оборудования, массовому браку продукции, нарушению сложного технологического процесса, нарушению работы особо важных элементов городского хозяйства и в конечном счёте – угрожать жизни людей.
  • Приёмники энергии, перерыв в электроснабжении которых приводит к невыполнению плана выпуска продукции, простою рабочих, механизмов и промышленного транспорта.
  • Остальные приёмники электрической энергии, например цехи несерийного и вспомогательного производства, склады.

Электроснабжение приёмников электрической энергии первой категории в любых случаях должно быть обеспечено и при нарушении его автоматически восстановлено. Поэтому такие приёмники должны иметь два независимых источника питания, каждый из которых может полностью обеспечить их электроэнергией.

Приёмники электроэнергии второй категории могут иметь резервный источник электроснабжения, подключение которого производится дежурным персоналом через некоторый промежуток времени после отказа основного источника.

Для приёмников третьей категории резервный источник питания, как правило, не предусматривается.

Электроснабжение предприятий подразделяется на внешнее и внутреннее. Внешнее электроснабжение – это система сетей и подстанций от источника электропитания (энергосистемы или электростанции) до трансформаторной подстанции предприятия. Передача энергии в этом случае осуществляется по кабельным или воздушным линиям номинальным напряжением 6, 10, 20, 35, 110 и 220 кВ. К внутреннему электроснабжению относится система распределения энергии внутри цехов предприятия и на его территории.

К силовой нагрузке (электродвигатели, электропечи) подводится напряжение 380 или 660 В, к осветительной – 220 В. Двигатели мощностью 200 кВт и более в целях снижения потерь целесообразно подключать на напряжение 6 или 10 кВ.

Наиболее распространённым на промышленных предприятиях является напряжение 380 В. Широко внедряется напряжение 660 В, что позволяет снизить потери энергии и расход цветных металлов в сетях низшего напряжения, увеличить радиус действия цеховых подстанций и мощность каждого трансформатора до 2500 кВА. В ряде случаев при напряжении 660 В экономически оправданным является применение асинхронных двигателей мощностью до 630 кВт.

Распределение электроэнергии производится с помощью электропроводок – совокупности проводов и кабелей с относящимися к ним креплениями, поддерживающими и защитными конструкциями.

Внутренняя проводка – это электропроводка, проложенная внутри здания; наружная – вне его, по наружным стенам здания, под навесами, на опорах. В зависимости от способа прокладки, внутренняя проводка может быть открытой, если она проложена по поверхности стен, потолков и т.д., и скрытой, если она проложена в конструктивных элементах зданий.

Проводка может быть проложена изолированным проводом или небронированным кабелем сечением до 16 кв.мм. В местах возможного механического воздействия электропроводку заключают в стальные трубы, герметизируют, если среда помещения взрывоопасная, агрессивная. На станках, полиграфических машинах проводка выполняется в трубах, в металлических рукавах проводом с полихлорвиниловой изоляцией, не разрушающейся от воздействия на неё машинными маслами. Большое количество проводов системы управления электропроводом машины укладывается в лотках. Для передачи электроэнергии в цехах с большим количеством производственных машин применяются шинопроводы.

Для передачи и распределения электроэнергии широко применяются силовые кабели в резиновой, свинцовой оболочке; небронированные и бронированные. Кабели могут укладываться в кабельные каналы, укрепляться на стенах, в земляных траншеях, заделываться в стены.

Трансформатор – это устройство, преобразующее переменный ток одного напряжения в переменный ток той же частоты, но другого напряжения.

Трансформатор был изобретён в 1878 г. русским учёным Яблочковым.

Самый простой трансформатор состоит из двух катушек, надетых на замкнутый стальной сердечник. Его работа основана на явлении электромагнитной индукции.

Одна из катушек, называемая первичной, подключается к источнику переменного напряжения. Другая катушка, к которой присоединяют нагрузку, т.е. приборы и устройства, потребляющие электроэнергию, называется вторичной. На катушках разное число витков провода.

Трансформаторы бывают либо понижающими напряжение, либо повышающими.

Если обозначить число витков на первичной катушке – N1, а число витков на вторичной катушке – N2, то для трансформатора выполняется равенство:N1N2=U1U2=k,

где U1- напряжение на первичной катушке, U2 – напряжение на вторичной катушке, k-коэффициент трансформации.

При k>1 трансформатор понижающий, при k<1 трансформатор повышающий.

Производится электроэнергия генераторами на электростанциях. Основные части генератора: ротор (движущаяся часть) и статор (покоящаяся часть). Например, при вращении ротора (электромагнита) создается переменное магнитное поле, которое действует на статор (катушку) и в ней образуется переменный ток.

На электростанции созданный переменный ток поступает на повышающие трансформаторы, которые увеличивают напряжении. При этом сила тока уменьшается, и уменьшаются потери энергии при передаче тока на большие расстояния.

Когда ток доходит до потребителей электроэнергии (город, завод, транспорт и т.п.), то напряжение уменьшают с помощью понижающих трансформаторов. Обычно понижение напряжение производят в несколько этапов. На каждом этапе напряжение становится всё меньше, а территория, охватываемая электрической сетью, — всё шире.

Трансформатор. Производство, передача и потребление электроэнергии

  1. B) Потребление вещи
  2. I. Передача профессии из поколения в поколение
  3. Multicast ( групповая передача)
  4. VIII. Употребление вина и воды в таинстве елеосвящения
  5. А) ПЕРЕДАЧА НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ ФУНКЦИИ АРТИКЛЯ
  6. В) ПЕРЕДАЧА СТИЛИСТИЧЕСКОЙ РОЛИ ИГРЫ СЛОВ
  7. Водопотребление на хозяйственно-питьевые нужды населения
  8. Вопрос№18 Трансформатор. Передача электрической энергии
  9. Гастрономическое значение и правильное употребление водки
  10. Годовое потребление продовольственных продуктов на 1 человека (в кг)
  11. Злоупотребление алкоголем и зависимость от него
  12. Злоупотребление героином и героиновая зависимость (наркомания)

Трансформатором называют прибор, предназначенный для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты. Принцип действия трансформатора основан на использовании явления электромагнитной индукции.

Трансформатор состоит из замкнутого ферромагнитного сердечника (магнитопровода), на который надеты две катушки с обмотками из медной изолированной проволоки, содержащие различное число витков. Ту обмотку, которую подключают к источнику переменного тока, называют первичной, а ту, к которой подключаются потребители электроэнергии называют вторичной. Формула для определения коэффициента трансформации выводится при разомкнутой вторичной обмотке:

,

где N1 и N2 – соответственно число витков первичной и вторичной обмоток.

При замыкании вторичной обмотки трансформатора на потребителя энергии увеличение силы тока в цепи первичной обмотки происходит в соответствии с законом сохранения энергии: отдача электроэнергии в цепь, присоединяемую ко вторичной обмотке трансформатора, сопровождается потреблением от сети такой же энергии первичной обмоткой.

В современных мощных трансформаторах суммарные потери непревышают 2–3 %.

Проблема обеспечения энергией уже в самое ближайшее время станет одной из наиболее острых среди глобальных проблем человечества. Более 60% энергии вырабатывается на тепловых электростанциях (ТЭС) на органическом топливе (уголь, нефтепродукты, газ, торф), примерно 18% — на атомных (АЭС) и гидроэлектростанциях (ГЭС), а остальные 2% — на солнечных, ветровых, геотермальных и прочих электростанциях.

Производство электрической энергии в России концентрируется преимущественно на крупных электростанциях. Потребители электрической энергии – промышленность, строительство, электрифицированный транспорт, сельское хозяйство, сфера бытового обслуживания расположены в городах и сельской местности. Центры потребления электроэнергии, как правило, удалены от ее источников зачастую на расстояния в сотни и даже тысячи километров и распределены на значительной территории. В связи с этим возникает задача транспортирования электроэнергии от станций к потребителям. Эту задачу выполняют электрические сети, состоящие из линий электропередачи (ЛЭП) и подстанций.

Передача электрической энергии от электростанций до больших городов или промышленных центров на расстояния тысяч километров является сложной научно-технической проблемой.

Для уменьшения потерь на нагревания проводов необходимо уменьшить силу тока в линии передачи (ЛЭП), и, следовательно, увеличить напряжение. Обычно линии электропередачи строятся в расчете на напряжение 400–500 кВ, при этом в линиях используется трехфазный ток переменной частоты 50 Гц. На рисунке представлена схема линии передачи электроэнергии от электростанции до потребителя. Схема дает представление об использовании трансформаторов при передаче электроэнергии.

Аппараты распределения электрической энергии до 1000 В

К аппаратам распределения электрической энергии до 1000 В, или распределительным устройствам низкого напряжения, относятся автоматические воздушные выключатели, предохранители, неавтоматические выключатели (рубильники, пакетные выключатели). Эти аппараты предназначены для автоматического отключения отдельных участков электрических сетей в аварийных режимах (КЗ, перегрузки по току или напряжению, а также понижение напряжения) и для оперативных коммутаций в сетях (по команде оператора).

Все электрические аппараты входят в ту или иную энергосистему в соответствии с назначением. Любая энергосистема включает в себя источники, электрические сети (кабели, провода) и потребители.

Например, радиальная схема электроснабжения потребителей представлена на рис. 1 и включает: Т1, Т2 – питающие трансформаторы; КТП – комплектную трансформаторную под-

Энергосистема – Хс

Рис. 1

станцию; QF1¸QF17 – автоматические выключатели; М1¸М9 – электродвигатели; РУ – распределительные устройства; L1¸L13 – соединительные кабели.

Электрические сети 0,4 кВ имеют наибольшее распространение, так как они применяются на всех промышленных и сельскохозяйственных предприятиях, электростанциях и подстанциях.

На рис. 2 представлена электрическая схема комплектной трансформаторной подстанции (КТП) . На вход (фазы А, В, С) может подаваться высокое напряжение, например 10 кВ. С выхода силового трансформатора Т1, как правило, снимается линейное напряжение 380 В.

В КТП входят: QS1 – высоковольтный выключатель нагрузки; FV1…FV3 – высоковольтные разрядники; FU5…FU7 – высоковольтные предохранители; Т1 – трансформатор напряжения; QF1, QF2, QF3 – автоматические выключатели; ТА1…ТА6 – трансформаторы тока; КМ2 – контактор; FU1…FU4 – низковольтные предохранители; РI – счетчик активной энергии; SА1…SА3 – переключатели; R1, R2 – резисторы; FV4…FV6 – разрядники низкого напряжения; ВL – фоторезистор; КV – реле напряжения; ЕL – осветительный прибор.

Рис. 2

Рассмотрим устройство, назначение и выбор каждого вида аппаратов, входящих в систему энергоснабжения.

Но прежде подробней познакомимся с режимами работ энергосистемы и ответим на вопрос: для чего нужен тот или иной вид электрических аппаратов?

Существует три вида потребителей энергосистем: асинхронные двигатели (АД) с короткозамкнутым ротором (более 50% потребителей), осветительные установки и силовые полупроводниковые устройства.

В асинхронных двигателях могут возникать аварийные режимы вследствие ряда причин: короткое замыкание (КЗ) на зажимах двигателя, обрыв фазы статорной обмотки двигателя, технологические перегрузки и др.

Аварийные режимы в цепи асинхронного двигателя могут вызвать кратковременное увеличение тока в 12–20 раз по сравнению с номинальным (КЗ в цепи) или длительное прохождение тока перегрузки, который в 5–7 раз превышает номинальный.

Рис. 2

Для защиты электрических сетей АД от короткого замыкания применяют автоматические выключатели, максимальный расцепитель тока, реле тока, предохранители. При обрыве фазы АД более эффективна минимальная токовая защита и температурная защита, менее эффективны тепловые реле. При технологической перегрузке лучше применять температурную защиту и тепловые реле. При нарушении охлаждения двигателя следует применять только температурную защиту.

В осветительных установках наиболее часто встречающийся аварийный режим – режим КЗ, поэтому в качестве защиты применяются автоматические выключатели или контакторы. Защита от перегрузки необходима только для осветительных установок, которые используются во взрыво- и пожароопасной средах.

Для защиты силовых полупроводниковых приборов от КЗ применяют быстродействующие автоматические выключатели, вакуумные выключатели, импульсные дуговые коммутаторы и другие аппараты.

Все перечисленные выше потребители электроэнергии работают в сетях с напряжением от 0,4 до 10 кВ. Стационарные силовые потребители и осветительные установки питаются от трехфазной четырехпроводной сети напряжением 380/220 В с глухо-заземленной нейтралью. Силовые потребители питаются от источника линейного напряжения (380 В), а осветительные приборы – от источника фазного напряжения (220 В). Мощные силовые потребители, например электродвигатели мощностью 160 кВт и выше, питаются напряжениями 660 В и 10 кВ.

В трехфазных сетях возможны следующие аварийные режимы: однофазное КЗ (60%); двухфазное КЗ на землю (20%); двухфазное КЗ (10%); трехфазное КЗ (10%).

Защита электрических сетей напряжением до 1000 В осуществляется с помощью автоматических выключателей и предохранителей. Если сеть находится в помещении, то она должна иметь также защиту от перегрузки, например, на базе автоматического выключателя с тепловым расцепителем.

>Производство, передача и потребление электрической энергии.

Производство электроэнергии.

Электроэнергия производится на электрических станциях зачастую при помощи электромеханических индукционных генераторов. Существует 2 основных вида электростанций — тепловые электростанции (ТЭС) и гидроэлектрические электростанции (ГЭС) — различающиеся характером двигателей, которые вращают роторы генераторов.

Источником энергии на ТЭС является топливо: мазут, горючие сланцы, нефть, угольная пыль. Роторы электрогенераторов приводятся во вращение при помощи паровых и газовых турбин либо двигателями внутреннего сгорания (ДВС).

Как известно, КПД тепловых двигателей увеличивается с ростом начальной температуры рабочего тела. Поэтому пар, который поступает в турбину, доводят до порядка 550 °С при давлении около 25 МПа. КПД ТЭС достигает 40 %.

На тепловых электростанциях (ТЭЦ) большая часть энергии отработанного пара применяется на промышленных предприятиях и для бытовых нужд. КПД ТЭЦ может достигать 60-70 %.

На ГЭС для вращения роторов генераторов применяют потенциальную энергию воды. Ро­торы приводятся во вращение гидравлическими турбинами.

Мощность станции зависит от разности уровней воды, которые создаются плотиной (напо­ра), и от массы воды, которая проходит через турбину за 1 секунду (расхода воды).

Часть электроэнергии, которая потребляется в России (примерно 10 %), производится на атомных электростанциях (АЭС).

Передача электроэнергии.

В основном, этот процесс сопровождается существенными потерями, которые связаны с нагревом проводов линий электропередачи током. Согласно закону Джоуля-Ленца энергия, которая расходуется на нагрев проводов, является пропорциональной квадрату силы тока и сопротивлению линии, так что при большой длине линии передача электроэнергии может стать экономически невыгодной. Поэтому нужно уменьшать силу тока, что при заданной передаваемой мощнос­ти приводит к необходимости увеличения напряжения. Чем длиннее линия электропередачи, тем выгоднее применять большие напряжения (на некоторых напряжение достигает 500 кВ). Генераторы переменного тока выдают напряжения, которые не могут быть больше 20 кВ (что связано со свойствами используемых изоляционных материалов).

Поэтому на электростанциях ставят повышающие трансформаторы, которые увеличивают напряжение и во столько же раз уменьшают силу тока. Для подачи потребителям электроэнергии необходимого (низкого) напряжения на концах линии электропередачи ставят трансфор­маторы понижающие. Понижение напряжения обычно производится поэтапно.

Преобразование, распределение и передача электроэнергии

Преобразование, распределение и передача электроэнергии

В первом методическом руководстве для начинающего оперативного персонала был рассмотрен принцип производства электроэнергии на тепловых электрических станциях. В этой главе мы рассмотрим основные процессы и особенности эксплуатации оборудования при передаче электроэнергии от электростанции до потребителя.

Электроэнергия, выходящая из генератора в подавляющем большинстве случаев сразу же преобразовывается с помощью повышающего трансформатора в электроэнергию более высокого напряжения, а у потребителя преобразовывается с помощью понижающего трансформатора в электроэнергию более низкого напряжения. Для чего это делается. Генераторное напряжение на большинстве ТЭС составляет 6-10 кВ, на крупных генераторах 15-20 кВ. Электроэнергию, а проще говоря, мощность такого напряжения на большие расстояния передавать экономически не выгодно по двум причинам:

1. Слишком большие потери (чем выше напряжение, тем меньше потери электроэнергии. Об этом подробнее будет рассмотрено в разделе «Потери электрической мощности»);

2. Из-за низкой пропускной способности.

Если кто помнит, каждый проводник определенного сечения может пропустить определенной величины электрический ток и если эту величину превысить, то проводник начнет греться и в дальнейшем просто расплавится. Если посмотреть на формулу полной мощности S=v3UI (U – напряжение, I – ток), то легко догадаться, что при одной и той же величине передаваемой мощности, чем выше напряжение линии, тем меньше величина тока, протекающего по ней. Следовательно, чтобы мощность, передаваемую, например, по одной линии 110 кВ передать при помощи линий 10 кВ, то нужно будет построить 10 линий 10 кВ с проводом такого же сечения, как и линия 110 кВ. Если электростанция расположена рядом с потребителем (например, крупный завод), то нет смысла повышать напряжение для передачи электроэнергии и она подается потребителю на генераторном напряжении, что позволяет сэкономить на трансформаторах. Кстати, чем отличается электроэнергия от электрической мощности? Да ничем. Электрическая мощность – это мгновенное значение электрической энергии и измеряется она в Ваттах, киловаттах, Мегаваттах (Вт, кВт, МВт), а электрическая энергия – это количество электрической мощности, переданное за единицу времени и измеряется она в киловатт часах (кВт*ч,). Агрегат, в котором происходит преобразование электроэнергии с одного напряжения на другое называется трансформатором.

Звоните нам в любое удобное для Вас время с 9.00 до 21.00 по тел.:
8(044)229 02 88; 8(096)594 22 53; 8(063)475 53 09 без выходных!!!

Вы нашли нас: свет освещение электрика светильники

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *