Лекція Технологічний процес виробництва електроенергії
Страница 3 из 3
Міських та сільських електростанцій в Україні практично не будують, а існуючі демонтують як неекономічні або іноді залишають як резервні.
Взаємозв'язок між електричною станцією і споживачами
У нашій країні електростанції виробляють трифазний змінний струм частотою 50 Гц. Напруга основних споживачів не перевищує 380—660 В. Електропостачання споживачів здійснюється через електричні мережі, що живляться здебільшого від енергетичних систем, які об'єднують кілька електростанцій. Ці системи одночасно постачають електроенергією великі райони, передаючи її на значні відстані.
Втрата потужності в лінії:
DР = І2 ∙ r0 ∙ l,
Де I—струм трифазної системи, А;
r0 - опір 1 км провода, Ом;
l — довжина лінії електропередачі, км.
Струм трифазної системи:
,
Де Р — потужність, кВт;
U — напруга, кВ;
соs j — коефіцієнт потужності.
Як бачимо, збільшуючи напругу, можна збільшувати потужність при незмінному струмі, а при тій самій потужності із збільшенням напруги зменшується сила струму. Звідси випливає, що без збільшення втрати потужності в лінії можна значно збільшити довжину лінії електропередачі.
Генератори великих електростанцій виробляють електроенергію напругою на гідроелектростанціях 3,15;
6,3; 10,5; 13,8; 15,75; кВ, а на теплових елекростанціях — 3,15; 6.3; 10,5; 11,0; 13,8; 15,75; 20,0; 24 кВ. Виготовлення генераторів на більшу напругу недоцільне в зв'язку з різким підвищенням вартості ізоляції обмоток і погіршенням параметрів генератора. При передачі електроенергії на значні відстані доводиться підвищувати напругу на підвищувальних трансформаторних підстанціях. Для живлення споживачів на зниженій напрузі споруджують знижувальні трансформаторні підстанції.
Між електростанціями або потужними державними енергостистемами і споживачами розміщене передавальне обладнання, що складається з підвищувальних і знижувальних трансформаторних підстанцій та ліній передачі електроенергії різної напруги. На підвищувальних трансформаторних підстанціях електроенергія генераторної напруги перетворюється в енергію вищої робочої напруги ( 10, 20, 35 кВ і більше), а на знижувальних — електроенергія трансформується з вищої в нижчу напругу.
Сукупність електростанцій, підстанцій, ліній електропередачі і теплових мереж, зв'язаних в одне ціле єдністю режиму і безперервністю виробництва та розподілу електричної і теплової енергії, називається енергетичною системою.
Частина енергосистеми, що складається з генераторів, розподільних пристроїв, підстанцій, ліній електричних мереж і споживачів електроенергії, називається електричною системою.
Електричною мережею називається частина електричної системи, що складається з підстанцій і ліній електропередачі різної напруги.
Підстанцією називається установка, призначена для перетворення і розподілу електричної енергії. Вона складається з трансформатора, або іншого перетворювача енергії, розподільного пристрою, акумуляторної батареї, пристрою керування і допоміжного устаткування.
Знижувальні трансформаторні підстанції поділяють на районні і споживчі. На районних підстанціях електрична енергія з напруги 35...500 кВ знижується до 6...110 кВ. Від районних знижувальних підстанцій живляться розподільні мережі, що передають електроенергію віддаленим споживачам.
Трансформаторні підстанції, розміщені безпосередньо біля споживачів, на яких електроенергія трансформується до напруги споживачів, називаються споживчими.
Система електропостачання з наближенням високої напруги до споживачів з найменшою кількістю ступенів проміжної трансформації і апаратів називається глибоким вводом. Підстанція 35/0,4 кВ належить до підстанцій з глибоким вводом.
За місцем установлення в схемі електропостачання споживчі трансформаторні підстанції, як і районні, можуть '\ бути тупиковими І прохідними.
На рис. 4 подано принципову схему районної електричної системи. Дві районні електростанції ДРЕС 1 і ДРЕС 2 через свої підвищувальні підстанції живлять замкнуту районну електричну мережу напругою 110 кВ. На знижувальних районних підстанціях (одну з них показано на схемі) напруга знижується до 35 кВ і електроенергія живильною лінією напругою 35 кВ передається до сільськогосподарського району, де відбувається друге зниження напруги до 10 кВ і розподіл електроенергії розподільними лініями напругою 10 кВ між споживачами через споживчі трансформаторні підстанції ТП.
Напруга основних споживачів не перевищує 380— 660 В. Це дає можливість зробити надійною безпеку використання електроенергії
На виробництві і в побуті, зменшити складність ізоляції. Щоб знизити напругу, споруджують знижувальні трансформаторні підстанції.
Технологічний процес виробництва електроенергії тісно пов'язаний з її споживанням. Не може бути виробництва електроенергії без одночасного її споживання. Електричну енергію не можна виробляти в запас і витрачати з запасу. Деяку кількість електроенергії можна запасати в акумуляторах, але їх низький ККД, а також великі розміри і висока вартість не дають можливості широко використовувати їх в електроенергетиці. Існують також гідровакумулюючі електростанції (наприклад, Київська гідроелектростанція), на яких турбіна одночасно відіграє роль насоса. У режимі виробництва електроенергії гідротурбіни і генератори потенціальну енергію водотоку перетворюють в електричну. При надлишку електроенергії в енергосистемі генератори таких електростанцій працюють як електродвигуни, що обертають турбіни, а ті, в свою чергу, діють як насоси для нагнітання води у водоймище. Таких електростанцій поки що мало, і вони також не мають великого практичного значення.
Виробництво електроенергії і передача її до споживачів неминуче пов'язані з втратами при перетворенні енергії природних джерел в електричну в генераторах, трансформаторах і лініях електропередачі. Якщо на електростанціях енергія природного джерела перетворюється в механічну, а потім в електричну, то при
Споживанні електроенергії відбувається зворотне перетворення енергії в лампах розжарювання — спочатку в теплову, а потім в енергію світлового потоку, в електродвигунах — у механічну, в електронагрівальних приладах — у теплову. Зворотне перетворення енергії також супроводиться втратами.
Електростанція в будь-який момент виробляє стільки електроенергії, скільки її споживають у той самий момент. Інакше кажучи, генератори в кожний момент виробляють електроенергії стільки, скільки її потрібно для споживачів, власних потреб електростанцій та підстанцій і покриття втрат в окремих елементах електропостачання.
Оскільки виробництво і споживання електроенергії являють собою єдиний процес, треба забезпечити таку організацію, при якій кількість вироблювальної електроенергії відповідатиме кількості її споживання.
