|
Реферат: Потери электрической и тепловой энергии при транспортировке (Физика)
БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОЛИТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ
КАФЕДРА "ЮНЕСКО"
РЕФЕРАТ НА ТЕМУ:
Потери электрической и тепловой энергии при транспортировке
Разработал: студент группы 104311
Сериков Е.С.
Проверил: Волков Ю.А.
Минск 2001
Потери электроэнергии
Потребители электроэнергии имеются повсюду. Производиться же она в
сравнительно немногих местах, близких к источникам топливо- и
гидроресурсов. Электроэнергию не удаётся консервировать в больших
масштабах. Она должна быть потреблена сразу же после получения. Поэтому
возникает необходимость в передаче электроэнергии на большие расстояния.
Передача энергии связана с заметными потерями. Дело в том, что
электрический ток нагревает провода линий электропередачи. В соответствии с
законом Джоуля- Ленца энергия, расходуемая на нагрев проводов линии,
определяется формулой:[pic][pic],где R-сопротивление линии. При очень
большой длине линии передача энергии может стать экономически невыгодной.
Значительно снизить сопротивление линии практически весьма трудно. Поэтому
приходиться уменьшать силу тока.
Так как мощность тока пропорциональна произведению силы тока на
напряжение, то для сохранения передаваемой мощности нужно повысить
напряжение в линии передачи. Чем длиннее линия передачи, тем выгоднее
использовать более высокое напряжение. Между тем генераторы переменного
тока строят на напряжение, не превышающие 16-20кВ.Более высокое напряжение
потребовало бы принятия сложных специальных мер для изоляции обмоток и
других частей генератора.
Поэтому на крупных электростанциях ставят повышающие трансформаторы.
Трансформатор увеличивает напряжение в линии во столько же раз, во сколько
уменьшает силу тока.
Для непосредственного использования электроэнергии в двигателях
электропривода станков, в осветительной сети и для других целей напряжение
на концах линии нужно понизить. Это достигается с помощью понижающих
трансформаторов.
Обычно понижение напряжения и соответственно увеличения силы тока
происходят в несколько этапов. На каждом этапе напряжение становится всё
меньше, а территория, Охватываемая электрической сетью- всё шире.
При очень высоком напряжении между проводами начинается коронный
разряд, приводящий к потерям энергии. Допустимая амплитуда переменного
напряжения должна быть такой, чтобы при заданной площади поперечного
провода потери энергии вследствие коронного разряда были незначительными.
Электрические станции ряда районов страны объединены высоковольтными
линиями передач, образуя общую электрическую сеть, к которой присоединены
потребители. Такое объединение, называемое энергосистемой, даёт возможность
сгладить «пиковые»нагрузки потребления энергии в утренние и вечерние часы.
Энергосистема обеспечивает бесперебойность подачи энергии потребителям вне
зависимости от места их расположения.
ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ.
Электрическая часть электростанции включает в себя разнообразное
основное и вспомогательное оборудование. К основному оборудованию,
предназначенному для производства и распределения электроэнергии,
относятся:
. Синхронные генераторы, вырабатывающие электроэнергию(на ТЭС-
турбогенераторы);
. Сборные шины, предназначенные для приёма электроэнергии от
генераторов и распределения её к потребителям;
. Коммуникационные аппараты- выключатели, предназначенные для включения
и отключения цепей в нормальных и аварийных условиях, и
разъединители, предназначенные для снятия напряжения с обесточенных
частей электроустановок и для создания видимого разрыва цепи;
. Электроприемники собственных нужд(насосы, вентиляторы, аварийное
электрическое освещение и т.д.)
Вспомогательное оборудование предназначено для выполнения функций
измерения, сигнализации, защиты и автоматики и т.д.
Энергетическая система(энергосистема) состоит из электрических
станций, электрических сетей и потребителей электроэнергии, соединённых
между собой и связанных общностью режима в непрерывном процессе
производства, распределения и потребления электрической и тепловой энергии
при общем управлении этим режимом.
Электроэнергетическая (электрическая) система-это совокупность
электрических частей электростанций, электрических сетей и потребителей
электроэнергии, связанных общностью режима и непрерывностью процесса
производства, распределения и потребления электроэнергии. Электрическая
система-часть энергосистемы, за исключением тепловых сетей и тепловых
потребителей. Электрическая сеть-совокупность электроустановок для
распределения электрической энергии, состоящая из подстанций,
распределительных устройств, воздушных и кабельных линий электропередачи.
По электрической сети осуществляется распределение электроэнергии от
электростанций к потребителям. Линия электропередачи(воздушная или
кабельная)-электроустановка, предназначенная для передачи электроэнергии.
В нашей стране применяются стандартные номинальные
(междуфазные)напряжения трёхфазного тока частотой 50Гц в диапазоне 6-
750кВ,а также напряжения 0,66;0,38кВ.Для генераторов применяют номинальные
напряжения 3-21кВ.
Передача электроэнергии от электростанций по линиям электропередачи
осуществляется при напряжениях 110-750кВ,т.е.значительно превышающих
напряжения генераторов. Электрические подстанции применяются для
преобразования
электроэнергии одного напряжения в электроэнергию другого напряжения.
Электрическая подстанция-это электроустановка, предназначенная для
преобразования и распределения электрической энергии. Подстанции состоят из
трансформаторов, сборных шин и коммутационных аппаратов, а также
вспомогательного оборудования: устройств релейной защиты и автоматики,
измерительных приборов. Подстанции предназначены для связи генераторов и
потребителей с линиями электропередачи.
Классификация электрических сетей может осуществляться по роду тока,
номинальному напряжению, выполняемым функциям, характеру потребителя,
конфигурации схемы сети и т.д.
По роду тока различаются сети переменного и постоянного тока; по
напряжению: сверхвысокого напряжения([pic],высокого напряжения
[pic],низкого напряжения ([pic] | |
