Основные элементы системы электроснабжения

Основные элементы системы электроснабжения

Электроэнергия вырабатывается на электрических станциях, которые размещены у источников первичной энергии и передаётся к потребителям, другими словами создание,
передача и потребление электронной энергии – единый во времени процесс.
Система производства, передачи и рассредотачивания электроэнергии, которая имеет общее централизованное техническое управление, именуется трёхфазной энергетической системой. В её состав входят: генераторы электрических станций, распределительные устройства Основные элементы системы электроснабжения, трансформаторные подстанции, полосы электропередачи и потребители электроэнергии. Передача электроэнергии осуществляется на огромные расстояния (сотки км), потому в линиях электропередачи
появляются значимые утраты мощности в итоге термического деяния тока, который в их протекает. В одном проводе полосы электропередачи утраты
мощности равны:

, (8.13)

где DРл – утраты мощности в одном Основные элементы системы электроснабжения проводе полосы электропередачи, Вт;

rл – активное сопротивление 1-го провода полосы электропередачи, Ом;

Iл – действующее значение силы тока,

протекающего в одном проводе полосы электропередачи, А.

Активное сопротивление провода полосы равно:

, (8.14)

где r – удельное сопротивление материала,

из которого сделан провод полосы, Ом×мм2/м (Ом×м);

l – длина провода полосы, м;

S – площадь Основные элементы системы электроснабжения поперечного сечения провода полосы, мм2(м2).

Действующее значение силы тока, протекающего в одном проводе полосы электропередачи (при cos j = 1), равна:

, (8.15)

где Р – активная мощность одной фазы эквивалентного потребителя, Вт;

U – действующее значение фазного напряжения

эквивалентного потребителя, В.

Подставив (8.14) и (8.15) в (8.13), получим:

. (8.16)

Из выражения (8.16) следует, что понизить утраты мощности в проводах Основные элементы системы электроснабжения полосы электропередачи можно 3-мя методами:

1) применением проводов, сделанных из материала с низким удельным
сопротивлением (алюминий, медь), что приводит к удорожанию полосы;

2) применением проводов большего сечения, что приводит к удорожанию полосы;

3) повышением напряжения – приводит к значительному понижению утрат мощности, потому что они назад пропорциональны квадрату напряжения.

Пример 8.6

Сельский населённый Основные элементы системы электроснабжения пункт получает питание по полосы электропередачи напряжением 220 В. В итоге модернизации полосы электропередачи (при неизменности
материала и длины полосы, также передаваемой мощности) она стала передавать электроэнергию на напряжении 380 В.

Найти во сколько раз снизились утраты активной мощности в полосы.

Решение.

1. Определяем во сколько раз снизились утраты активной мощности Основные элементы системы электроснабжения в полосы
на основании (8.16):

.

Как следует, чем больше расстояние, на которое передаётся электроэнергия, тем выше должно быть напряжение, на котором она передаётся. Потому
поблизости электрических станций размещается повышающая высоковольтная трансформаторная подстанция, на которой напряжение может подниматься до110 кВ,220 кВ, 330 кВ,500 кВ,750 кВ, 1500 кВ. После чего электроэнергия передаётся по высоковольтной полосы электропередачи Основные элементы системы электроснабжения на обозначенных напряжениях к питающим трансформаторным подстанциям, на которых напряжение снижается до 35 кВ,
после этого электроэнергия передаётся к районным трансформаторным подстанциям, где напряжение снижается до 10 кВ. От районных трансформаторных подстанций электроэнергия передаётся к потребительским трансформаторным подстанциям,
на которых напряжение снижается до 0,4 кВ, после этого электроэнергия по низковольтной полосы электропередачи Основные элементы системы электроснабжения поступает к потребителям.

Однолинейная схема трёхфазной энергосистемы в составе: генератор – повышающая трансформаторная подстанция – высоковольтная линия электропередачи – районная трансформаторная подстанция – высоковольтная линия 10 кВ – потребительская трансформаторная подстанция – линия электропередачи 0,4 кВ – потребители электронной энергии (движок М, нагревательная установка НУ, осветительная установка ОУ), представлена на рис.8.10.


Для соединения внутренней проводки с внешней Основные элементы системы электроснабжения линией электропередачи употребляют воздушный ввод, представляющий из себя ответветвление от полосы электропередачи низкого напряжения. Производится нагим проводом и подходит к стенке, где закрепляется при помощи изоляторов. От воздушного ввода через стенку вовнутрь помещения прокладывается ввод из изолированного провода. Снутри помещения в месте ввода устанавливают распределительный щит, к которому подключают Основные элементы системы электроснабжения внутреннюю проводку. Этот щит содержит аппаратуру защиты, счётчики электроэнергии и другое.

Снутри помещений электронную проводку делают изолированными проводами в закрытом виде (под штукатуркой, в особых трубах и других).
Сечения проводов выбираются из условия допустимого нагрева рабочим током.

Вопросы для самоконтроля

1. Что понимается под трёхфазной энергетической системой?

2. Перечислите составные части трёхфазной энергетической системы Основные элементы системы электроснабжения.

3. Как найти утраты мощности в полосы электропередачи?

4. От чего зависят утраты мощности в полосы электропередачи?

5. Как понизить утраты мощности в полосы электропередачи?

6. Каково предназначение повышающих трансформаторных подстанций?

7. Каково предназначение понижающих трансформаторных подстанций?

8. Приведите пример однолинейной схемы трёхфазной энергосистемы в составе:

генератор – трансформатор 20/330 кВ – линия электропередачи 330 кВ –
трансформатор 330/35 кВ – линия Основные элементы системы электроснабжения электропередачи 35 кВ –
трансформатор 35/10 кВ – линия электропередачи 10 кВ –
трансформатор 10/0,4 кВ – линия 0,4 кВ –
потребитель электронной энергии,

опишите её работу.

9. Как понизить утраты мощности в низковольтной полосы электропередачи?

Типы электрических станций

В согласовании с источниками первичной энергии электростанции классифицируются последующим образом:

1. Термические электростанции – энергия сжигаемого в котле горючего
(твёрдого, водянистого, газообразного) преобразуется Основные элементы системы электроснабжения в пар, который крутит турбину генератора, механическая энергия которой преобразуется в генераторе в электронную энергию (к.п.д. составляет около 25 %). Теплоэлектроцентрали – совмещены процессы выработки термический и электронной энергии, употребляются для тепло и электроснабжения (к.п.д. добивается 70 %).

2. Атомные электростанции – энергия, которая выделяется при цепной реакции деления ядер урана в реакторе Основные элементы системы электроснабжения, преобразуется в пар и дальше процесс происходит аналогично термическим электрическим станциям.

3. Гидравлические электростанции – энергия потока воды преобразуется в механическую энергию вращения турбины генератора, которая в генераторе преобразуется в электронную энергию (к.п.д. добивается 90 %). Для получения напора воды на равнинных реках делают плотины, на горных реках употребляют естественный уклон Основные элементы системы электроснабжения, в прибрежных к морю территориях употребляют приливы и отливы.

4. Дизельные электростанции – энергия дизельного горючего, сгорающего в цилиндрах мотора, преобразуется в механическую энергию на его валу. В генераторе, который находится на том же валу, механическая энергия преобразуется в электронную энергию (к.п.д. составляет около 35 %).

5. Ветровые электростанции – энергия Основные элементы системы электроснабжения ветрового потока преобразуется при помощи ветроколеса в механическую энергию вращения вала генератора, которая в генераторе преобразуется в электронную энергию.

6. Солнечные электростанции – энергия, излучаемая Солнцем, преобразуется в фотоэлементах в электронную энергию. На 1 км2 поверхности Земли приходится средняя мощность излучения Солнца, равная 170 МВт.

Также в электронную энергию конвертируют энергию термальных вод Земли, перерабатывают Основные элементы системы электроснабжения отходы жизнедеятельности животных в биогазовых установках. Некие другие виды энергии пока ещё не употребляются, к примеру, энергии
молний, мощность которых единовременно составляет 1010 кВт.

Вопрос для самоконтроля

1. Перечислите типы электрических станций, указав виды преобразуемой ими энергии.


osnovnie-etapi-evolyucii-cheloveka.html
osnovnie-etapi-evolyucii-rastitelnogo-i-zhivotnogo-mira.html
osnovnie-etapi-formirovaniya-antichnoj-kulturi.html