Santrauka: Elektros gamyba, perdavimas ir naudojimas. Elektros energijos gamyba, perdavimas ir suvartojimas

I Įvadas
II Elektros energijos gamyba ir naudojimas
1. Energijos gamyba
1.1 generatorius
2. Elektros naudojimas
III Transformatoriai
1. Paskyrimas
2. Klasifikacija
3. Įrenginys
4. Charakteristikos
5. Režimai
5.1 Tuščioji eiga
5.2 Trumpojo jungimo režimas
5.3 Įkrovimo režimas
IV Galios perdavimas
V GOELRO
1. Istorija
2. Rezultatai
VI Literatūros sąrašas

I Įvadas

Elektra, viena iš labiausiai svarbios rūšys energija vaidina svarbų vaidmenį modernus pasaulis. Tai yra valstybių ekonomikos branduolys, lemiantis jų padėtį tarptautinėje arenoje ir išsivystymo lygį. Didžiulės pinigų sumos kasmet investuojamos į mokslo pramonės, susijusios su elektra, plėtrą.
Elektra yra neatskiriama dalis Kasdienybė Todėl svarbu turėti informacijos apie jo gamybos ir naudojimo ypatybes.

II. Elektros energijos gamyba ir naudojimas

1. Energijos gamyba

Elektros gamyba – tai elektros energijos gamyba konvertuojant ją iš kitų energijos rūšių naudojant specialius techninius prietaisus.
Norėdami gaminti elektros energiją, naudokite:
Elektros generatorius yra elektros mašina, kurioje mechaninis darbas paverčiama elektros energija.
Saulės baterija arba fotoelementas – elektroninis prietaisas, paverčiantis energiją elektromagnetinė radiacija, daugiausia šviesos diapazone, į elektros energiją.
Cheminiai srovės šaltiniai – dalies cheminės energijos pavertimas elektros energija, vykstant cheminei reakcijai.
Radioizotopiniai elektros šaltiniai yra įrenginiai, kurie naudoja radioaktyvaus skilimo metu išsiskiriančią energiją aušinimo skysčiui šildyti arba paversti elektra.
Elektra gaminama elektrinėse: šiluminėse, hidraulinėse, branduolinėse, saulės, geoterminėse, vėjo ir kt.
Praktiškai visose pramoninės reikšmės elektrinėse naudojama tokia schema: pirminės energijos nešėjo energija specialiu prietaisu pirmiausia paverčiama mechanine sukimosi judesio energija, kuri perduodama į specialią elektros mašiną – generatorių. , kur jis susidaro elektros.
Pagrindiniai trys elektrinių tipai: šiluminės elektrinės, hidroelektrinės, atominės elektrinės
Daugelio šalių elektros energijos pramonėje pagrindinį vaidmenį atlieka šiluminės elektrinės (TPP).
Šiluminėms elektrinėms reikia didžiulio kiekio iškastinio kuro, o jo atsargos mažėja, o savikaina nuolat didėja dėl vis sunkesnių gavybos sąlygų ir transportavimo atstumų. Kuro panaudojimo koeficientas juose gana žemas (ne daugiau kaip 40%), o atliekų kiekis – teršiantis aplinką, yra puikūs.
Ekonominės, technoekonominės ir Aplinkos faktoriai neleisti šiluminių elektrinių laikyti perspektyviu būdu gaminti elektros energiją.
Hidroelektrinės (HE) yra ekonomiškiausios. Jų naudingumo koeficientas siekia 93%, o vienos kWh kaina yra 5 kartus pigesnė nei naudojant kitus elektros gamybos būdus. Jie naudoja neišsenkamą energijos šaltinį, juos aptarnauja minimalus darbuotojų skaičius ir yra gerai reguliuojami. Mūsų šalis užima pirmaujančią vietą pasaulyje pagal atskirų hidroelektrinių ir blokų dydį ir pajėgumą.
Tačiau plėtros tempus riboja didelės sąnaudos ir statybos laikas, nes HE statybvietės yra nutolusios nuo didieji miestai, kelių trūkumas, sudėtingos statybos sąlygos, veikiamas upės režimo sezoniškumo, užtvindyti rezervuarai dideli plotai vertingos paupių žemės, dideli rezervuarai neigiamai veikia ekologinė situacija, galingas HE galima statyti tik ten, kur yra tinkami ištekliai.
Atominės elektrinės (AE) veikia tuo pačiu principu kaip ir šiluminės elektrinės, t.y. garo šiluminė energija paverčiama mechanine turbinos veleno sukimosi energija, kuri varo generatorių, kur mechaninė energija paverčiama elektros energija.
Pagrindinis atominių elektrinių privalumas – nedidelis sunaudojamo kuro kiekis (1 kg sodrinto urano pakeičia 2,5 tūkst. tonų anglies), dėl to atomines elektrines galima statyti bet kuriose energijos trūkumo zonose. Be to, urano atsargos Žemėje viršija tradicinio mineralinio kuro atsargas, o be rūpesčių veikiant atominėms elektrinėms, jos mažai veikia aplinką.
Pagrindinis atominių elektrinių trūkumas yra katastrofiškų padarinių turinčių avarijų, kurių prevencija reikalauja rimtų saugos priemonių, galimybė. Be to, atominės elektrinės yra menkai reguliuojamos (visiškai sustabdyti ar įjungti užtrunka kelias savaites), radioaktyviųjų atliekų apdorojimo technologijos nėra sukurtos.
Branduolinė energetika išaugo į vieną iš pirmaujančių pramonės šakų Nacionalinė ekonomika ir toliau sparčiai tobulėja, užtikrina saugumą ir ekologiškumą.

1.1 generatorius

Elektros generatorius – tai įrenginys, kuriame neelektrinės energijos formos (mechaninė, cheminė, šiluminė) paverčiama elektros energija.
Generatoriaus veikimo principas pagrįstas reiškiniu elektromagnetinė indukcija kai laidininke juda magnetiniame lauke ir kerta jo magnetinį jėgos linijos, sukeliamas EML, todėl tokį laidininką galime laikyti šaltiniu elektros energija.
Indukuoto emf gavimo būdas, kai laidininkas juda magnetiniame lauke, juda aukštyn arba žemyn, yra labai nepatogus praktiškai. Todėl generatoriai naudoja ne tiesinį, o sukamąjį laidininko judėjimą.
Pagrindinės bet kurio generatoriaus dalys yra: magnetų sistema arba dažniausiai elektromagnetai, sukuriantys magnetinį lauką, ir laidininkų, kertančių šį magnetinį lauką, sistema.
Generatorius kintamoji srovė- elektros mašina, kuri mechaninę energiją paverčia kintamosios srovės elektros energija. Dauguma generatorių naudoja besisukantį magnetinį lauką.

Kai sukate rėmelį, jis pasikeičia magnetinis srautas per jį, todėl jame sukeliamas EML. Kadangi rėmas yra prijungtas prie išorinės elektros grandinės srovės kolektoriaus (žiedų ir šepečių) pagalba, tai rėme ir išorinėje grandinėje atsiranda elektros srovė.
Tolygiai sukant rėmą, sukimosi kampas keičiasi pagal įstatymą:

Magnetinis srautas per rėmą taip pat keičiasi laikui bėgant, jo priklausomybę lemia funkcija:

kur S− rėmo plotas.
Pagal Faradėjaus elektromagnetinės indukcijos dėsnį, kadre atsirandančios indukcijos EML yra:

kur yra indukcijos EML amplitudė.
Kita generatorių charakterizuojanti vertė yra srovės stiprumas, išreikštas formule:

kur i yra srovės stiprumas bet kuriuo metu, Aš- srovės stiprumo amplitudė (didžiausia srovės stiprumo vertė absoliučia verte), φ c- fazių poslinkis tarp srovės ir įtampos svyravimų.
Elektros įtampa generatoriaus gnybtuose skiriasi pagal sinusoidinį arba kosinusinį dėsnį:

Beveik visi mūsų elektrinėse įrengti generatoriai yra trifaziai srovės generatoriai. Iš esmės kiekvienas toks generatorius yra trijų kintamosios srovės generatorių jungtis vienoje elektros mašinoje, suprojektuota taip, kad juose sukeltas EML vienas kito atžvilgiu pasislinktų trečdaliu periodo:

2. Elektros naudojimas

Maitinimas pramonės įmonės. Pramonės įmonės sunaudoja 30-70% elektros, pagamintos kaip elektros energijos sistemos dalis. Didelį pramonės vartojimo sklaidą lemia pramonės plėtra ir klimato sąlygosįvairios šalys.
Elektrifikuoto transporto maitinimas. Lygintuvų pastotės elektros transportui DC(miesto, pramoninės, tarpmiestinės) ir tarpmiestinio elektros transporto pastotės kintamąja srove maitinamos elektra iš elektros tinklai EES.
Buitinių vartotojų elektros tiekimas. Šiai PE grupei priklauso daugybė pastatų, esančių miestų ir miestelių gyvenamuosiuose rajonuose. Tai yra - gyvenamieji pastatai, administracinės ir valdymo paskirties pastatai, švietimo ir mokslo įstaigos, parduotuvės, sveikatos priežiūros, kultūros ir masinės paskirties pastatai, Maitinimas ir tt

III. transformatoriai

Transformatorius – statinis elektromagnetinis prietaisas, kuriame yra du arba daugiau induktyviai sujungtos apvijos ir skirtos elektromagnetinės indukcijos būdu vieną (pirminę) kintamosios srovės sistemą paversti kita (antrine) kintamosios srovės sistema.

Transformatoriaus įrenginio schema

1 - transformatoriaus pirminė apvija
2 - magnetinė grandinė
3 - transformatoriaus antrinė apvija
F- magnetinio srauto kryptis
U 1- pirminės apvijos įtampa
U 2- antrinės apvijos įtampa

Pirmuosius transformatorius su atvira magnetine grandine 1876 metais pasiūlė P.N. Jabločkovas, kuris juos naudojo elektrinei „žvakei“ maitinti. 1885 metais vengrų mokslininkai M. Deri, O. Blaty, K. Zipernovsky sukūrė vienfazius pramoninius transformatorius su uždara magnetine grandine. 1889-1891 metais. M.O. Dolivo-Dobrovolsky pasiūlė trifazį transformatorių.

1. Paskyrimas

Transformatoriai plačiai naudojami įvairiose srityse:
Elektros energijos perdavimui ir paskirstymui
Paprastai elektrinėse kintamosios srovės generatoriai generuoja elektros energiją esant 6-24 kV įtampai, o elektros energiją dideliais atstumais apsimoka perduoti esant daug aukštesnei įtampai (110, 220, 330, 400, 500 ir 750 kV). . Todėl kiekvienoje elektrinėje įrengiami transformatoriai, kurie didina įtampą.
Elektros energijos paskirstymas tarp pramonės įmonių, gyvenvietės, miestuose ir kaimo vietovės, taip pat pramonės įmonių viduje, gaminama oro ir kabelių linijomis, esant 220, 110, 35, 20, 10 ir 6 kV įtampai. Todėl visuose skirstomuosiuose mazguose turi būti sumontuoti transformatoriai, mažinantys įtampą iki 220, 380 ir 660 V.
Suteikti norimą grandinę vožtuvams įjungti keitikliuose ir suderinti įtampą keitiklio (keitiklių transformatorių) išėjime ir įėjime.
Įvairioms technologinėms reikmėms: suvirinimui ( suvirinimo transformatoriai), elektroterminių įrenginių maitinimas (elektros krosnių transformatoriai) ir kt.
Įvairių radijo aparatūros grandinių, elektroninės įrangos, ryšių ir automatikos prietaisų, buitinės technikos maitinimui, įvairių šių įrenginių elementų elektros grandinėms atskirti, įtampai derinti ir kt.
Į aukštos įtampos elektros grandines arba į grandines, kuriomis teka didelės srovės, įtraukti elektros matavimo priemones ir kai kuriuos prietaisus (reles ir kt.), siekiant išplėsti matavimo ribas ir užtikrinti elektros saugą. (matavimo transformatoriai)

2. Klasifikacija

Transformatorių klasifikacija:

• Pagal susitarimą: bendroji galia (naudojama elektros perdavimo ir skirstymo linijose) ir speciali programa(krosnis, lygintuvas, suvirinimas, radijo transformatoriai).
• Pagal aušinimo tipą: su oro (sausieji transformatoriai) ir alyvos (alyvos transformatoriai) aušinimas.
• Pagal fazių skaičių pirminėje pusėje: vienfazė ir trifazė.
• Pagal magnetinės grandinės formą: strypas, šarvuotas, toroidinis.
• Pagal apvijų skaičių fazėje: dviejų apvijų, trijų apvijų, kelių apvijų (daugiau nei trys apvijos).
• Pagal apvijų konstrukciją: su koncentrinėmis ir kintamomis (disko) apvijomis.

3. Įrenginys

Paprasčiausias transformatorius (vienfazis transformatorius) yra įrenginys, susidedantis iš plieninės šerdies ir dviejų apvijų.

Vienfazio dviejų apvijų transformatoriaus įrenginio principas
Magnetinė šerdis yra transformatoriaus magnetinė sistema, per kurią užsidaro pagrindinis magnetinis srautas.
Kai į pirminę apviją tiekiama kintamoji įtampa, antrinėje apvijoje indukuojamas tokio pat dažnio EML. Jei prie antrinės apvijos prijungiamas elektrinis imtuvas, tada joje atsiranda elektros srovė ir antriniuose transformatoriaus gnybtuose nustatoma įtampa, kuri yra šiek tiek mažesnė už EMF ir tam tikru mastu priklauso nuo apkrovos.

Transformatoriaus simbolis:
a) - transformatorius su plienine šerdimi, b) - transformatorius su ferito šerdimi

4. Transformatoriaus charakteristikos

• Vardinė transformatoriaus galia yra galia, kuriai jis skirtas.
• Nominali pirminė įtampa – įtampa, kuriai skirta transformatoriaus pirminė apvija.
• Nominali antrinė įtampa – antrinės apvijos gnybtų įtampa, gaunama transformatoriui veikiant tuščiąja eiga, ir vardinė įtampa pirminės apvijos gnybtuose.
• Vardinės srovės, nustatytos atitinkamai nominalios vertės galia ir įtampa.
• Didžiausia transformatoriaus vardinė įtampa yra didžiausia iš transformatoriaus apvijų vardinių įtampų.
• Mažiausia vardinė įtampa yra mažiausia transformatoriaus apvijų vardinė įtampa.
• Vidutinė vardinė įtampa – vardinė įtampa, kuri yra tarpinė tarp aukščiausios ir mažiausios transformatoriaus apvijų vardinės įtampos.

5. Režimai

5.1 Tuščioji eiga

Tuščiosios eigos režimas - transformatoriaus veikimo režimas, kai transformatoriaus antrinė apvija yra atvira, o pirminės apvijos gnybtams tiekiama kintamoji įtampa.

Pirminėje transformatoriaus apvijoje, prijungtame prie kintamosios srovės šaltinio, teka srovė, dėl kurios šerdyje atsiranda kintamasis magnetinis srautas Φ prasiskverbiantis į abi apvijas. Kadangi Φ yra vienodas abiejose transformatoriaus apvijose, pokytis Φ veda prie to, kad kiekviename pirminės ir antrinės apvijos posūkyje atsiranda tas pats indukcinis EMF. Momentinė indukcijos vertė emf e bet kuriame apvijų posūkyje yra vienodas ir nustatomas pagal formulę:

kur yra EML amplitudė viename posūkyje.
Indukcinio EMF amplitudė pirminėje ir antrinėje apvijoje bus proporcinga atitinkamos apvijos apsisukimų skaičiui:

kur N 1 ir N 2- apsisukimų skaičius juose.
Įtampos kritimas pirminėje apvijoje, kaip ir rezistoriuje, yra labai mažas, palyginti su ε 1, taigi ir už efektyvios vertybėsįtampa pirminėje U 1 ir antrinės U 2 apvijų atveju bus teisinga ši išraiška:

K- transformacijos koeficientas. At K>1 žeminamąjį transformatorių ir kada K<1 - повышающий.

5.2 Trumpojo jungimo režimas

Trumpojo jungimo režimas - režimas, kai antrinės apvijos išėjimai uždaromi srovės laidininku, kurio varža lygi nuliui ( Z=0).

Trumpasis transformatoriaus jungimas darbo sąlygomis sukuria avarinį režimą, nes antrinė srovė, taigi ir pirminė, padidėja kelias dešimtis kartų, palyginti su vardine. Todėl grandinėse su transformatoriais yra numatyta apsauga, kuri trumpojo jungimo atveju automatiškai išjungia transformatorių.

Reikia atskirti du trumpojo jungimo būdus:

Avarinis režimas - kai antrinė apvija uždaryta esant vardinei pirminei įtampai. Esant tokiai grandinei, srovės padidėja 15–20 kartų. Apvija deformuota, izoliacija apanglėjusi. Geležis taip pat dega. Tai sunkus režimas. Maksimali ir dujų apsauga atjungia transformatorių nuo tinklo avarinio trumpojo jungimo atveju.

Eksperimentinis trumpojo jungimo režimas yra režimas, kai trumpai jungiama antrinė apvija, o tokia sumažinta įtampa tiekiama į pirminę apviją, kai per apvijas teka vardinė srovė - tai yra U K- trumpojo jungimo įtampa.

Laboratorinėmis sąlygomis galima atlikti bandomąjį transformatoriaus trumpąjį jungimą. Šiuo atveju, išreikšta procentais, įtampa U K, adresu I 1 \u003d I 1nom paskirti tu K ir vadinama transformatoriaus trumpojo jungimo įtampa:

kur U 1nom- vardinė pirminė įtampa.

Tai yra transformatoriaus charakteristika, nurodyta pase.

5.3 Įkrovimo režimas

Transformatoriaus apkrovos režimas yra transformatoriaus veikimo režimas, kai yra srovės bent dviejose jo pagrindinėse apvijose, kurių kiekviena yra uždaryta išorinei grandinei, o srovės, tekančios dviem ar daugiau apvijų tuščiosios eigos režimu, yra neatsižvelgta:

Jei prie transformatoriaus pirminės apvijos prijungta įtampa U 1, o antrinę apviją prijunkite prie apkrovos, apvijose atsiras srovės aš 1 ir aš 2. Šios srovės sukurs magnetinius srautus Φ 1 ir Φ2 nukreipti vienas į kitą. Bendras magnetinis srautas magnetinėje grandinėje mažėja. Dėl to EML sukelia visas srautas ε 1 ir ε 2 mažinti. RMS įtampa U 1 lieka nepakitęs. Mažinti ε 1 sukelia srovės padidėjimą aš 1:

Didėjant srovei aš 1 srautas Φ 1 padidėja tiek, kad kompensuotų demagnetizuojantį srauto poveikį Φ2. Pusiausvyra vėl atkuriama esant praktiškai tokiai pačiai bendro srauto vertei.

IV. Elektros perdavimas

Elektros energijos perdavimas iš elektrinės vartotojams yra vienas iš svarbiausių energetikos pramonės uždavinių.
Elektra daugiausia perduodama kintamosios srovės oro perdavimo linijomis (TL), nors pastebima tendencija vis dažniau naudoti kabelines linijas ir nuolatinės srovės linijas.

Būtinybė perduoti elektrą per atstumą atsiranda dėl to, kad elektrą gamina didelės jėgainės su galingais agregatais, o suvartoja gana mažos galios elektros vartotojai, paskirstyti dideliame plote. Gamybos pajėgumų koncentracijos tendencija aiškinama tuo, kad jiems augant mažėja santykinės elektrinių statybos sąnaudos ir mažėja pagamintos elektros savikaina.
Galingų elektrinių išdėstymas atliekamas atsižvelgiant į daugybę veiksnių, tokių kaip energijos išteklių prieinamumas, jų rūšis, atsargos ir transportavimo galimybės, gamtinės sąlygos, galimybė dirbti kaip vienos energetikos sistemos dalis ir kt. Dažnai tokios elektrinės pasirodo gerokai nutolusios nuo pagrindinių elektros vartojimo centrų. Vieningų elektros energijos sistemų, apimančių didžiules teritorijas, veikimas priklauso nuo elektros energijos perdavimo per atstumą efektyvumo.
Elektros energiją iš jos gamybos vietų būtina perduoti vartotojams su minimaliais nuostoliais. Pagrindinė šių nuostolių priežastis – dalies elektros energijos pavertimas vidine laidų energija, jų šildymas.

Pagal Džaulio-Lenco dėsnį šilumos kiekis K, išleidžiamas per laiką t laidininke dėl pasipriešinimo R praeinant srovei aš, lygus:

Iš formulės išplaukia, kad norint sumažinti laidų įkaitimą, reikia mažinti srovės stiprumą juose ir jų varžą. Norėdami sumažinti laidų varžą, padidinkite jų skersmenį, tačiau labai stori laidai, kabantys tarp elektros linijų atramų, gali nutrūkti veikiami gravitacijos, ypač sningant. Be to, padidėjus laidų storiui, didėja jų savikaina, be to, jie gaminami iš gana brangaus metalo – vario. Todėl efektyvesnis būdas sumažinti energijos nuostolius perduodant elektrą yra sumažinti srovės stiprumą laiduose.
Taigi, norint sumažinti laidų įkaitimą perduodant elektrą dideliais atstumais, reikia, kad srovė juose būtų kuo mažesnė.
Srovės galia lygi srovės stiprumo ir įtampos sandaugai:

Todėl, norint sutaupyti dideliais atstumais perduodamą energiją, reikia padidinti įtampą tiek, kiek buvo sumažinta srovės stipris laiduose:

Iš formulės matyti, kad esant pastovioms perduodamos srovės galios ir laidų varžos vertėms, šildymo nuostoliai laiduose yra atvirkščiai proporcingi tinklo įtampos kvadratui. Todėl elektrai perduoti kelių šimtų kilometrų atstumais naudojamos aukštos įtampos elektros linijos (TL), kurių įtampa tarp laidų siekia dešimtis, o kartais ir šimtus tūkstančių voltų.
Elektros linijų pagalba kaimyninės elektrinės sujungiamos į vieną tinklą, vadinamą elektros sistema. Vieninga Rusijos energetikos sistema apima daugybę elektrinių, valdomų iš vieno centro ir užtikrina nepertraukiamą energijos tiekimą vartotojams.

V. GOELRO

1. Istorija

GOELRO (Valstybinė Rusijos elektrifikavimo komisija) yra institucija, sukurta 1920 m. vasario 21 d., siekiant parengti Rusijos elektrifikavimo projektą po 1917 m. Spalio revoliucijos.

Komisijos darbe dalyvavo daugiau nei 200 mokslininkų ir technikų. Komisijai vadovavo G. M.. Kržižanovskis. Komunistų partijos Centro komitetas ir asmeniškai V. I. Leninas kasdien vadovavo GOELRO komisijos darbui, nustatė pagrindines esmines šalies elektrifikavimo plano nuostatas.

Iki 1920 m. pabaigos komisija atliko didžiulį darbą ir parengė RSFSR elektrifikavimo planą, 650 puslapių teksto su žemėlapiais ir regionų elektrifikavimo schemomis.
10-15 metų sukurtas GOELRO planas įgyvendino Lenino idėjas elektrifikuoti visą šalį ir sukurti didelę pramonę.
Elektros energetikos srityje planą sudarė prieškarinės elektros energetikos atkūrimo ir rekonstrukcijos programa, 30 regioninių elektrinių statyba, galingų regioninių šiluminių elektrinių statyba. Tuo metu buvo numatyta jėgaines aprūpinti dideliais katilais ir turbinomis.
Viena pagrindinių plano idėjų buvo platus didžiulių šalies hidroenergijos išteklių panaudojimas. Numatyta radikali rekonstrukcija, pagrįsta visų šalies krašto ūkio šakų elektrifikavimu, o pirmiausia sunkiosios pramonės augimu ir racionaliu pramonės paskirstymu visoje šalyje.
GOELRO planas buvo pradėtas įgyvendinti sunkiomis pilietinio karo ir ekonominio niokojimo sąlygomis.

Nuo 1947 metų SSRS pagal elektros energijos gamybą užima pirmąją vietą Europoje ir antrą vietą pasaulyje.

GOELRO planas suvaidino didžiulį vaidmenį mūsų šalies gyvenime: be jo per tokį trumpą laiką SSRS nebūtų pavykę įtraukti į pramoniškai labiausiai išsivysčiusių pasaulio šalių gretas. Šio plano įgyvendinimas suformavo ir iki šiol iš esmės lemia visą šalies ekonomiką.

GOELRO plano rengimas ir įgyvendinimas tapo įmanomas ir tik dėl daugelio objektyvių ir subjektyvių veiksnių derinio: didelio ikirevoliucinės Rusijos pramoninio ir ekonominio potencialo, aukšto Rusijos mokslo ir technikos mokyklos lygio, visų ekonominę ir politinę galią, jos jėgą ir valią, o taip pat tradicinį susirinkusį-bendruomeninį žmonių mentalitetą ir paklusnų bei pasitikintį požiūrį į aukščiausius valdovus.
GOELRO planas ir jo įgyvendinimas įrodė aukštą valstybės planavimo sistemos efektyvumą griežtai centralizuotos valdžios sąlygomis ir nulėmė šios sistemos plėtrą ilgus dešimtmečius.

2. Rezultatai

Iki 1935 m. pabaigos elektros statybos programa buvo kelis kartus perpildyta.

Vietoj 30 buvo pastatyta 40 regioninių elektrinių, kuriose kartu su kitomis didelėmis pramonės stotimis pradėta eksploatuoti 6 914 tūkst. kW galios (iš jų regioninių 4 540 tūkst. kW, beveik tris kartus daugiau nei pagal GOELRO planą).
1935 m. tarp regioninių elektrinių buvo 13 100 000 kW elektrinių.

Iki revoliucijos didžiausios Rusijos elektrinės (1-osios Maskvos) galia buvo tik 75 tūkst. kW; nebuvo nei vienos didelės hidroelektrinės. Iki 1935 metų pradžios bendra hidroelektrinių instaliuota galia siekė beveik 700 000 kW.
Pastatyta tuo metu didžiausia pasaulyje Dniepro hidroelektrinė, Svirskaja 3-oji, Volchovskaja ir kt. Aukščiausiame savo vystymosi taške Vieninga SSRS energetikos sistema daugeliu atžvilgių pranoko išsivysčiusių šalių energetikos sistemas. Europa ir Amerika.

Iki revoliucijos kaimuose elektra praktiškai nebuvo žinoma. Stambūs žemės savininkai įrengė nedideles elektrines, tačiau jų buvo nedaug.

Elektra pradėta naudoti žemės ūkyje: malūnuose, pašarų pjovimo mašinose, grūdų valymo mašinose, lentpjūvėse; pramonėje, o vėliau – ir kasdieniame gyvenime.

Naudotos literatūros sąrašas

Venikovas V. A., Tolimasis energijos perdavimas, M.-L., 1960;
Sovalovas S. A., Galios perdavimo režimai 400-500 kv. EES, M., 1967;
Bessonovas, L.A. Elektrotechnikos teoriniai pagrindai. Elektros grandinės: vadovėlis / L.A. Bessonovas. – 10-asis leidimas. - M.: Gardariki, 2002.
Elektrotechnika: Mokomasis ir metodinis kompleksas. /IR. M. Kogolis, G. P. Dubovickis, V. N. Borodianko, V. S. Gunas, N. V. Klinačevas, V. V. Krymskis, A. Ya. Ergardas, V. A. Jakovlevas; Redagavo N.V. Klinacheva. - Čeliabinskas, 2006-2008 m.
Elektros sistemos, t. 3 – Energijos perdavimas aukštos įtampos kintamąja ir nuolatine srove, M., 1972 m.

Atsiprašome, nieko nerasta.

Jėgainių tipai Šiluminė (TAP) - 50% Šiluminė (TPP) - 50% Hidroelektrinės (HE) % Hidroelektrinės (HE) % Branduolinės (AE) - 15% Branduolinės (AE) - 15% Alternatyvūs šaltiniai Alternatyvi energija šaltiniai - 2 - 5% (saulės energija, sintezės energija, potvynių energija, vėjo energija) energija - 2 - 5% (saulės energija, sintezės energija, potvynių energija, vėjo energija)

Elektros srovės generatorius Generatorius mechaninę energiją paverčia elektros energija Generatorius mechaninę energiją paverčia elektros energija Generatoriaus veikimas pagrįstas elektromagnetinės indukcijos reiškiniu Generatoriaus veikimas pagrįstas elektromagnetinės indukcijos reiškiniu

Rėmas su srove yra pagrindinis generatoriaus elementas.Besisukanti dalis vadinama ROTORIU (magnetu). Besisukanti dalis vadinama ROTORIU (magnetu). Stacionarioji dalis vadinama STATORU (rėmas) Nejudančioji dalis vadinama STATORU (rėmu) Sukant rėmą, prasiskverbiant į rėmą, laikui bėgant kinta magnetinis srautas, dėl ko rėmelyje atsiranda indukcijos srovė.

Elektros perdavimas Elektros perdavimo linijos (TL) naudojamos elektrai perduoti vartotojams. Perduodant elektrą per atstumą, ji prarandama dėl laidų įkaitimo (Džaulio-Lenco dėsnis). Šilumos nuostolių mažinimo būdai: 1) Mažinant laidų varžą, bet didinant jų skersmenį (sunkūs – sunkiai pakabinami, o brangūs – variniai). 2) Srovės stiprumo mažinimas didinant įtampą.

Šiluminių elektrinių poveikis aplinkai Šiluminės elektrinės – lemia šiluminę oro taršą kuro degimo produktais. Hidroelektrinės – užlieja didžiules teritorijas, kurios išimamos iš žemės naudojimo. Atominė elektrinė – gali sukelti radioaktyvių medžiagų išsiskyrimą.

Pagrindiniai elektros energijos gamybos, perdavimo ir vartojimo etapai 1. Mechaninė energija paverčiama elektros energija naudojant generatorius elektrinėse. 1. Elektrinėse naudojant generatorius mechaninė energija paverčiama elektros energija. 2. Elektros įtampa didinama, kad elektros energija būtų perduodama dideliais atstumais. 2. Elektros įtampa didinama, kad elektros energija būtų perduodama dideliais atstumais. 3. Elektra perduodama aukšta įtampa aukštos įtampos elektros linijomis. 3. Elektra perduodama aukšta įtampa aukštos įtampos elektros linijomis. 4. Skirstant elektros energiją vartotojams, mažinama įtampa. 4. Skirstant elektros energiją vartotojams, mažinama įtampa. 5. Suvartojus elektros energiją, ji paverčiama kitų rūšių energija – mechanine, šviesia ar vidine. 5. Suvartojus elektros energiją, ji paverčiama kitų rūšių energija – mechanine, šviesia ar vidine.

2 vaizdo pamoka: Kintamosios srovės užduotys

Paskaita: Kintamoji srovė. Elektros energijos gamyba, perdavimas ir suvartojimas

Kintamoji srovė

Kintamoji srovė- tai virpesiai, kurie gali atsirasti grandinėje, prijungus ją prie kintamos įtampos šaltinio.

Tai kintamoji srovė, kuri supa mus visus – jos yra visose butų grandinėse, tai kintamoji srovė, kuri perduodama laidais. Tačiau beveik visi elektros prietaisai veikia nuolatine elektra. Štai kodėl išėjimo iš lizdo srovė yra ištaisyta ir konstanta eina į buitinius prietaisus.

Tai kintamoji srovė, kurią lengviausia priimti ir perduoti bet kokiu atstumu.

Tirdami kintamąją srovę naudosime grandinę, kurioje sujungsime rezistorių, ritę ir kondensatorių. Šioje grandinėje nustatoma įtampa pagal įstatymus:

Kaip žinome, sinusas gali būti neigiamas ir teigiamas. Štai kodėl įtampos vertė gali būti skirtinga. Esant teigiamai srovės tekėjimo krypčiai (prieš laikrodžio rodyklę), įtampa yra didesnė už nulį, neigiama - mažesnė už nulį.

Rezistorius grandinėje

Taigi panagrinėkime atvejį, kai prie kintamosios srovės grandinės yra prijungtas tik rezistorius. Rezistoriaus varža vadinama aktyvia. Apsvarstysime srovę, kuri grandinėje teka prieš laikrodžio rodyklę. Šiuo atveju tiek srovė, tiek įtampa bus teigiamos.

Norėdami nustatyti srovės stiprumą grandinėje, naudokite šią formulę iš Omo dėsnio:

Šiose formulėse aš 0 ir U 0 - didžiausios srovės ir įtampos vertės. Iš to galime daryti išvadą, kad maksimali srovės vertė yra lygi didžiausios įtampos ir aktyviosios varžos santykiui:

Šie du dydžiai kinta toje pačioje fazėje, todėl dydžių grafikai yra vienodos formos, bet skirtingos amplitudės.

Kondensatorius grandinėje

Prisiminti! Neįmanoma gauti nuolatinės srovės grandinėje, kurioje yra kondensatorius. Tai vieta, skirta nutraukti srovės srautą ir pakeisti jo amplitudę. Tokiu atveju per tokią grandinę puikiai teka kintamoji srovė, keičiant kondensatoriaus poliškumą.

Nagrinėdami tokią grandinę, manysime, kad joje yra tik kondensatorius. Srovė teka prieš laikrodžio rodyklę, tai yra, ji yra teigiama.

Kaip jau žinome, kondensatoriaus įtampa yra susijusi su jo gebėjimu kaupti įkrovą, tai yra, jo dydžiu ir talpa.

Kadangi srovė yra pirmoji krūvio išvestinė, galima nustatyti, pagal kokią formulę ją galima apskaičiuoti, radus išvestinę iš paskutinės formulės:

Kaip matote, šiuo atveju srovės stiprumas apibūdinamas kosinuso dėsniu, o įtampos ir krūvio reikšmė – sinuso dėsniu. Tai reiškia, kad funkcijos yra priešingoje fazėje ir grafike atrodo panašiai.

Visi žinome, kad to paties argumento kosinuso ir sinuso funkcijos viena nuo kitos skiriasi 90 laipsnių, todėl galime gauti tokias išraiškas:

Iš čia didžiausią srovės stiprumo vertę galima nustatyti pagal formulę:

Vardiklio reikšmė yra kondensatoriaus varža. Ši varža vadinama talpine. Jis yra ir pažymėtas taip:

Padidėjus talpai, srovės amplitudės vertė krenta.

Atkreipkite dėmesį, kad šioje grandinėje Ohmo dėsnio naudojimas yra tinkamas tik tada, kai reikia nustatyti maksimalią srovės vertę; pagal šį įstatymą srovės nustatyti bet kuriuo metu neįmanoma dėl fazių skirtumo tarp įtampos. ir srovės stiprumas.

Ritė grandinėje

Apsvarstykite grandinę, kurioje yra ritė. Įsivaizduokite, kad jis neturi aktyvaus pasipriešinimo. Tokiu atveju atrodytų, kad niekas neturėtų trukdyti srovei judėti. Tačiau taip nėra. Reikalas tas, kad kai srovė praeina per ritę, pradeda atsirasti sūkurio laukas, kuris neleidžia srovei praeiti dėl savaiminės indukcijos srovės susidarymo.

Srovės stiprumas įgauna tokią reikšmę:

Vėlgi, matote, kad srovė kinta pagal kosinuso dėsnį, todėl šiai grandinei galioja fazės poslinkis, kuris taip pat matomas grafike:

Taigi didžiausia srovės vertė:

Vardiklyje matome formulę, pagal kurią nustatoma grandinės indukcinė varža.

Kuo didesnė indukcinė varža, tuo mažiau svarbi srovės amplitudė.

Ritė, varža ir kondensatorius grandinėje.

Jei grandinėje vienu metu yra visų tipų varžos, tada srovės vertę galima nustatyti taip, konvertuojant Omo dėsnis:

Vardiklis vadinamas varža. Jį sudaro aktyviojo (R) ir reaktyvumo kvadratų suma, susidedanti iš talpinės ir indukcinės. Bendra varža vadinama „impedancija“.

Elektra

Neįmanoma įsivaizduoti šiuolaikinio gyvenimo be elektros prietaisų, veikiančių elektros srovės generuojama energija. Visa technologinė pažanga pagrįsta elektra.

Energijos gavimas iš elektros srovės turi daug privalumų:

1. Elektrą gaminti gana paprasta, nes visame pasaulyje yra milijardai elektrinių, generatorių ir kitų elektros energijos gamybos įrenginių.

2. Per trumpą laiką ir be didelių nuostolių galima perduoti elektrą dideliais atstumais.

3. Galima elektros energiją paversti mechanine, šviesa, vidine ir kitomis formomis.

Elektros perdavimas yra procesas, kurį sudaro elektros energijos tiekimas vartotojams. Elektra gaminama atokiuose gamybos šaltiniuose (elektrinėse) didžiuliais generatoriais, naudojantys anglį, gamtines dujas, vandenį, branduolių dalijimąsi ar vėją.

Srovė perduodama per transformatorius, kurie padidina jos įtampą. Būtent aukšta įtampa yra ekonomiškai naudinga perduodant energiją dideliais atstumais. Aukštos įtampos elektros linijos driekiasi visoje šalyje. Per juos elektros srovė pasiekia prie didžiųjų miestų esančias pastotes, kuriose sumažinama jos įtampa ir siunčiama į mažas (skirstymo) elektros linijas. Elektros srovė keliauja paskirstymo linijomis kiekviename miesto rajone ir patenka į transformatorių dėžes. Transformatoriai sumažina įtampą iki tam tikros standartinės vertės, kuri yra saugi ir reikalinga buitinių prietaisų veikimui. Srovė į namus patenka per laidus ir praeina per skaitiklį, kuris rodo sunaudotos energijos kiekį.

Transformatorius yra statinis įtaisas, kuris vienos įtampos kintamąją srovę paverčia kitos įtampos kintamąja srove, nekeičiant jos dažnio. Jis gali veikti tik esant kintamajai srovei.

Pagrindinės transformatoriaus konstrukcijos dalys

Įrenginys susideda iš trijų pagrindinių dalių:

1. transformatoriaus pirminė apvija. Posūkių skaičius N 1.
2. Uždaros formos šerdis iš magnetiškai minkštos medžiagos (pavyzdžiui, plieno).
3. antrinė apvija. Posūkių skaičius N 2 .

Diagramose transformatorius pavaizduotas taip:

Veikimo principas

Galios transformatoriaus veikimas pagrįstas Faradėjaus elektromagnetinės indukcijos dėsniu.

Tarp dviejų atskirų apvijų (pirminės ir antrinės), kurias jungia bendras magnetinis srautas, atsiranda abipusė indukcija. Abipusė indukcija yra procesas, kurio metu pirminė apvija indukuoja įtampą antrinėje apvijoje, esančioje šalia jos.

Pirminė apvija gauna kintamąją srovę, kuri, prijungus prie maitinimo šaltinio, sukuria magnetinį srautą. Magnetinis srautas praeina per šerdį ir, kadangi laikui bėgant kinta, antrinėje apvijoje sužadina indukcinį EMF. Antrosios apvijos įtampa gali būti mažesnė nei pirmosios, tada transformatorius vadinamas sumažintu. Pakopinio transformatoriaus antrinėje apvijoje yra didesnė įtampa. Dabartinis dažnis išlieka nepakitęs. Efektyvus įtampos sumažinimas arba padidinimas negali padidinti elektros galios, todėl transformatoriaus srovės išėjimas atitinkamai didėja arba mažėja.

Apvijų įtampos amplitudės vertėms gali būti parašyta tokia išraiška:

k - transformacijos koeficientas.

Padidintam transformatoriui k>1, o žemesniam - k<1.

Veikiant tikram įrenginiui, visada yra energijos nuostolių:

• apvijos šildomos.
• darbas skiriamas šerdies įmagnetinimui;
• Šerdyje kyla Foucault srovės (jos turi šiluminį poveikį masyviam šerdiui).

Siekiant sumažinti nuostolius kaitinant, transformatorių šerdys gaminamos ne iš vieno metalo gabalo, o iš plonų plokščių, tarp kurių yra dielektrikas.

Elektros energija gaminama įvairaus masto elektrinėse, daugiausia naudojant indukcinius elektromechaninius generatorius.

Energijos gamyba

Yra du pagrindiniai elektrinių tipai:

1. Šiluminis.

2. Hidraulinis.

Šį padalijimą lemia variklio, kuris suka generatoriaus rotorių, tipas. AT terminis elektrinės kaip energijos šaltinį naudoja kurą: anglį, dujas, naftą, skalūnus, mazutą. Rotorių varo garo dujų turbinos.

Ekonomiškiausios yra šiluminės garo turbininės elektrinės (TPP). Maksimalus jų efektyvumas siekia 70%. Tai atsižvelgiama į tai, kad išmetamieji garai naudojami pramonės įmonėse.

Ant hidroelektrinės potencinė vandens energija naudojama rotoriui sukti. Rotorius varomas hidraulinėmis turbinomis. Stoties galia priklausys nuo vandens, praeinančio per turbiną, slėgio ir masės.

Elektros naudojimas

Elektros energija naudojama beveik visur. Žinoma, didžioji dalis pagaminamos elektros gaunama iš pramonės. Be to, transportas bus pagrindinis vartotojas.

Daugelis geležinkelio linijų jau seniai perėjo prie elektrinės traukos. Būsto, miesto gatvių apšvietimas, kaimų ir kaimų pramonės ir buities poreikiai – visa tai taip pat yra didelis elektros energijos vartotojas.

Didžiulė gaunamos elektros dalis paverčiama mechanine energija. Visi pramonėje naudojami mechanizmai yra varomi elektros varikliais. Elektros vartotojų pakanka, ir jų yra visur.

O elektra gaminama tik keliose vietose. Kyla klausimas dėl elektros perdavimo ir dideliais atstumais. Perduodant dideliais atstumais, prarandama daug galios. Dažniausiai tai nuostoliai dėl elektros laidų šildymo.

Pagal Joule-Lenz dėsnį šildymui sunaudota energija apskaičiuojama pagal formulę:

Kadangi beveik neįmanoma sumažinti pasipriešinimo iki priimtino lygio, būtina sumažinti srovės stiprumą. Norėdami tai padaryti, padidinkite įtampą. Paprastai stotyse yra pakopiniai generatoriai, o perdavimo linijų galuose - žeminamieji transformatoriai. Ir jau iš jų energija sklinda vartotojams.

Elektros energijos poreikis nuolat didėja. Yra du būdai patenkinti padidėjusio vartojimo paklausą:

1. Naujų elektrinių statyba

2. Pažangių technologijų naudojimas.

Efektyvus elektros naudojimas

Pirmasis metodas reikalauja didelių statybinių ir finansinių išteklių. Vieną elektrinę pastatyti užtrunka kelerius metus. Be to, pavyzdžiui, šiluminės elektrinės sunaudoja daug neatsinaujinančių gamtos išteklių ir kenkia gamtinei aplinkai.