Kas naudojama elektrai gaminti. Elektros energijos gamyba, perdavimas ir suvartojimas

Khokhlova Kristina

Pranešimas tema "Elektros energijos gamyba, perdavimas ir naudojimas"

Parsisiųsti:

Peržiūra:

Norėdami naudoti pristatymų peržiūrą, susikurkite paskyrą ( sąskaitą) Google ir prisijunkite: https://accounts.google.com

Skaidrių antraštės:

Pristatymas Elektros energijos gamyba, perdavimas ir naudojimas Khokhlova Kristina, 11 klasė, 64 vidurinė mokykla

Pristatymo planas Elektros gamyba Elektrinių tipai Alternatyvūs šaltiniai energija Elektros perdavimas Elektros naudojimas

Yra keli elektrinių tipai: Elektrinių tipai TE HE AE

Šiluminė elektrinė (TPP) – elektrinė, kuri gamina elektros energiją konvertuojant šiluminę energiją, išsiskiriančią deginant iškastinį kurą. Šiluminėse elektrinėse kuro cheminė energija pirmiausia paverčiama mechanine, o vėliau – elektros energija. Kuras tokiai jėgainei gali būti akmens anglys, durpės, dujos, skalūnai, mazutas. Ekonomiškiausios yra didžiosios šiluminės garo turbininės elektrinės.Dauguma mūsų šalies šiluminių elektrinių kurui naudoja anglies dulkes. Norint pagaminti 1 kWh elektros energijos, reikia kelių šimtų gramų anglies. Garo katile per 90% kuro išskiriamos energijos perduodama garui. Turbinoje garo purkštukų kinetinė energija perduodama rotoriui. Turbinos velenas yra standžiai sujungtas su generatoriaus velenu. TPP

TPP TPP skirstomi į: Kondensacinius (CPP) Jie skirti gaminti tik elektros energiją. Didelės rajono reikšmės IES vadinamos valstybinėmis rajoninėmis elektrinėmis (GRES). termofikacinės elektrinės (CHP), gaminančios, be elektros šiluminė energija kaip karštas vanduo ir pora.

Hidroelektrinė (HE) – konstrukcijų ir įrenginių kompleksas, per kurį vandens srauto energija paverčiama elektros energija. Hidroelektrinę sudaro eilė hidraulinių konstrukcijų, užtikrinančių reikiamą vandens srauto koncentraciją ir sukuriančių slėgį, ir jėgos įrenginių, kurie slėgiu judančio vandens energiją paverčia mechanine sukimosi energija, kuri, savo ruožtu, paverčiama elektros energija. . Hidroelektrinės slėgį sukuria upės kritimo koncentracija naudojamame ruože užtvanka, arba darinys, arba užtvanka ir darinys kartu. hidroelektrinė

HE galia HE taip pat skirstomos į: HE galia priklauso nuo slėgio, hidroturbinose naudojamo vandens srauto ir hidroelektrinio bloko naudingumo koeficiento. Dėl daugelio priežasčių (pavyzdžiui, dėl sezoninių vandens lygio pokyčių rezervuaruose, elektros sistemos apkrovos kintamumo, hidroelektrinių agregatų ar hidrotechnikos statinių remonto ir kt.) vandens slėgis ir debitas yra nuolatiniai. keičiasi, o, be to, keičiasi srautas reguliuojant HE galią. aukšto slėgio (daugiau nei 60 m) vidutinio slėgio (nuo 25 iki 60 m) žemo slėgio (nuo 3 iki 25 m) Vidutinės (iki 25 MW) Galingos (virš 25 MW) Mažos (iki 5 MW)

Ypatingą vietą tarp HE užima: Hidroakumuliacinės elektrinės (HAE) Elektros energija naudoja siurblinės-akumuliacinės elektrinės, kurios, dirbdamos siurblio režimu, pumpuoja vandenį iš rezervuaro į viršutinį akumuliacinį baseiną. Apkrovos piko metu sukaupta energija grąžinama į elektros tinklą Potvynių ir atoslūgių jėgainės (TPP) TPP jūros potvynių energiją paverčia elektros energija. Potvynių ir atoslūgių hidroelektrinių elektros energija dėl kai kurių ypatybių, susijusių su potvynių ir atoslūgių periodiškumu, gali būti naudojama energetikos sistemose tik kartu su reguliuojančių elektrinių energija, kuri kompensuoja potvynių ir atoslūgių elektrinių elektros energijos tiekimo gedimus potvynių ir atoslūgių metu. dieną ar mėnesius.

Reaktoryje išsiskirianti šiluma dėl grandininė reakcija kai kurių sunkiųjų elementų branduolio dalijimasis, tada, kaip ir įprastose šiluminėse elektrinėse (TPP), jis paverčiamas elektros energija. Skirtingai nuo šiluminių elektrinių, naudojančių iškastinį kurą, atominės elektrinės naudoja branduolinį kurą (pagal 233U, 235U, 239Pu). Nustatyta, kad pasaulio branduolinio kuro (urano, plutonio ir kt.) energetiniai ištekliai gerokai viršija energijos išteklius. gamtos turtai organinis, kuras (nafta, anglis, gamtinių dujų ir pan.). Be to, būtina atsižvelgti į nuolat didėjantį anglies ir naftos suvartojimą pasaulio ekonomikos technologiniams tikslams. chemijos pramonė, kuris tampa rimtu konkurentu šiluminėms elektrinėms. atominė elektrinė

AE dažniausiai naudojami 4 tipų šiluminiai neutroniniai reaktoriai: grafito-vandens reaktoriai su vandens aušinimo skysčiu ir grafito moderatorius, sunkiojo vandens reaktoriai su vandens aušinimo skysčiu ir sunkusis vanduo kaip moderatorius vandens-vandens reaktoriai su įprastu vandeniu kaip moderatorius ir aušinimo skystis. graffito-dujiniai reaktoriai su dujiniu aušinimo skysčiu ir grafito reguliatoriumi

Dažniausiai naudojamo reaktoriaus tipo pasirinkimą daugiausia lemia sukaupta patirtis reaktoriaus nešiklyje, taip pat reikiamų reaktorių prieinamumas. pramoninė įranga, žaliavų atsargas ir kt. Reaktorius ir jo aptarnavimo sistemos apima: patį reaktorių su biologinė apsauga, šilumokaičiai, siurbliai ar dujų orapūtės, kurios cirkuliuoja aušinimo skystį, vamzdynai ir vožtuvai kontūro cirkuliacijai, branduolinio kuro perkrovimo įrenginiai, specialios vėdinimo sistemos, avarinio aušinimo sistemos ir kt. Siekiant apsaugoti AE personalą nuo radiacijos poveikio, reaktorius yra apsuptas biologinės apsaugos, kurios pagrindinė medžiaga yra betonas, vanduo, serpantinis smėlis. Reaktoriaus grandinės įranga turi būti visiškai sandari. atominė elektrinė

Alternatyvūs energijos šaltiniai. Saulės energija Saulės energija yra viena iš daugiausiai medžiagų reikalaujančių energijos gamybos rūšių. Didelis saulės energijos naudojimas lemia milžinišką medžiagų, taigi ir darbo išteklių, poreikį žaliavoms išgauti, joms sodrinti, medžiagų gamybai, heliostatų, kolektorių, kitos įrangos gamybai, ir jų transportavimą. Vėjo energija Judančių oro masių energija yra milžiniška. Vėjo energijos atsargos yra daugiau nei šimtą kartų didesnės nei visų planetos upių hidroenergijos atsargos. Vėjai pučia nuolat ir visur žemėje. Klimato sąlygos leisti plėtoti vėjo energiją didžiulėje teritorijoje. Mokslininkų ir inžinierių pastangomis buvo sukurta įvairiausių šiuolaikinių vėjo jėgainių konstrukcijų. Žemės energija Žemės energija tinka ne tik patalpoms šildyti, kaip tai daroma Islandijoje, bet ir elektrai gaminti. Elektrinės, naudojančios karštąsias požemines versmes, veikė jau seniai. Pirmoji tokia elektrinė, dar gana mažos galios, buvo pastatyta 1904 metais mažame Italijos miestelyje Larderello. Palaipsniui augo jėgainės galia, pradėjo veikti vis nauji blokai, buvo naudojami nauji karšto vandens šaltiniai, o šiandien stoties galia jau pasiekė įspūdingą 360 tūkstančių kilovatų vertę.

Saulės energija Oro energija Žemės energija

Elektros perdavimas Elektros vartotojų yra visur. Jis gaminamas palyginti nedaug vietų arti kuro ir vandens išteklių šaltinių. Todėl tampa būtina perduoti elektrą atstumais, kartais siekiančiais šimtus kilometrų. Tačiau elektros energijos perdavimas dideliais atstumais yra susijęs su žymių nuostolių. Faktas yra tas, kad srovė, tekanti per elektros linijas, jas šildo. Pagal Joule-Lenz dėsnį, energija, sunaudota linijos laidams šildyti, nustatoma pagal formulę: Q \u003d I 2 Rt, kur R yra linijos varža. Jei linija yra ilga, galios perdavimas paprastai gali tapti neekonomiškas. Norėdami sumažinti nuostolius, galite padidinti laidų skerspjūvio plotą. Tačiau sumažėjus R 100 kartų, masė taip pat turi būti padidinta 100 kartų. Toks spalvotųjų metalų naudojimas neturėtų būti leidžiamas. Todėl energijos nuostoliai linijoje mažinami kitu būdu: mažinant srovę linijoje. Pavyzdžiui, sumažinus srovę 10 kartų, laiduose išsiskiriančios šilumos kiekis sumažėja 100 kartų, t.y. pasiekiamas toks pat efektas, kaip ir šimteriopai pasvertus laidą. Todėl didelėse elektrinėse įrengiami pakopiniai transformatoriai. Transformatorius padidina įtampą linijoje tiek, kiek sumažina srovę. Galios nuostoliai šiuo atveju yra nedideli. Daugelyje šalies regionų elektrinės yra sujungtos aukštos įtampos perdavimo linijomis, kurios sudaro bendrą elektros tinklą, prie kurio prijungiami vartotojai. Tokia asociacija vadinama elektros sistema. Elektros sistema užtikrina nepertraukiamą energijos tiekimą vartotojams, nepriklausomai nuo jų buvimo vietos.

Elektros panaudojimas įvairiose mokslo srityse Mokslas tiesiogiai veikia energetikos raidą ir elektros apimtį. Apie 80% BVP augimas išsivysčiusiose šalyse pasiekiamas pasitelkus technines inovacijas, kurių dauguma yra susijusios su elektros vartojimu. Pramonėje viskas nauja, Žemdirbystė ir gyvenimas ateina pas mus dėl naujų įvykių įvairios pramonės šakos Mokslai. Dauguma mokslo raida prasideda nuo teorinių skaičiavimų. Bet jei XIX amžiuje šie skaičiavimai buvo atliekami naudojant rašiklį ir popierių, tai mokslo ir technikos revoliucijos (mokslo ir technologijų revoliucijos) amžiuje visi teoriniai skaičiavimai, mokslinių duomenų atranka ir analizė, netgi lingvistinė literatūros kūrinių analizė yra labai svarbi. atliekami naudojant kompiuterius (elektroninius kompiuterius), kurie veikia elektros energija, patogiausia ją perduoti į atstumą ir naudoti. Tačiau jei iš pradžių kompiuteriai buvo naudojami moksliniams skaičiavimams, dabar kompiuteriai atgijo iš mokslo. Elektronizavimas ir gamybos automatizavimas yra svarbiausi „antrosios pramonės" arba „mikroelektroninės" revoliucijos padariniai išsivysčiusių šalių ekonomikose. Mokslas ryšių ir ryšių srityje vystosi labai sparčiai. Palydovinis ryšys naudojamas ne tik kaip priemonė. tarptautinio ryšio, bet ir kasdieniame gyvenime – palydovinės antenos mūsų mieste nėra neįprasta.Naujos ryšio priemonės, tokios kaip šviesolaidinė technologija, gali žymiai sumažinti elektros energijos nuostolius perduodant signalus dideliais atstumais.Visiškai naujos gavimo priemonės sukurta informacija, jos kaupimas, apdorojimas ir perdavimas, kurie kartu sudaro sudėtingą informacijos struktūrą.

Elektros energijos naudojimas gamyboje Šiuolaikinė visuomenė neįmanoma įsivaizduoti be elektrifikacijos gamybinę veiklą. Jau devintojo dešimtmečio pabaigoje daugiau nei 1/3 visos pasaulyje suvartojamos energijos buvo pagaminta iš elektros energijos. Iki kito šimtmečio pradžios ši proporcija gali padidėti iki 1/2. Toks elektros suvartojimo padidėjimas pirmiausia siejamas su jos suvartojimo padidėjimu pramonėje. Pagrindinė dalis pramonės įmonės veikia elektros energija. Didelis elektros energijos suvartojimas būdingas daug energijos vartojančioms pramonės šakoms, tokioms kaip metalurgijos, aliuminio ir inžinerijos pramonė.

Elektros naudojimas kasdieniame gyvenime Elektra kasdieniame gyvenime yra esminis pagalbininkas. Su ja susiduriame kiekvieną dieną ir, ko gero, nebeįsivaizduojame savo gyvenimo be jo. Prisiminkite, kada paskutinį kartą išjungėte šviesą, tai yra, jūsų namas negavo elektros, prisiminkite, kaip prisiekėte, kad neturite laiko niekam ir jums reikia šviesos, jums reikia televizoriaus, virdulio ir dar krūvos elektros prietaisai. Galų gale, jei būsime amžinai iškraunami, tai tiesiog grįšime į tuos senovės laikus, kai maistas buvo gaminamas ant laužo ir gyveno šaltuose vigvamuose. Elektros svarbą mūsų gyvenime galima nusakyti visu eilėraščiu, ji tokia svarbi mūsų gyvenime ir mes taip prie jos pripratę. Nors jau nebepastebime, kad ji ateina į mūsų namus, bet kai ją išjungia, pasidaro labai nejauku.

Ačiū už dėmesį

Elektros energija gaminama skirtingais mastais elektrinės, 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 būdas yra brangus. didelis skaičius statybos ir finansinių išteklių. Vieną elektrinę pastatyti užtrunka kelerius metus. Be to, pavyzdžiui, šiluminės elektrinės sunaudoja daug neatsinaujinančių gamtos išteklių ir kenkia gamtinei aplinkai.

Elektros energijos gamyba Elektros srovė generuojama generatoriuose-įrenginiuose, kurie vienokią ar kitokią energiją paverčia elektros energija. Mūsų laikais vyraujantį vaidmenį atlieka elektromechaniniai indukciniai generatoriai. kintamoji srovė. Ten mechaninė energija paverčiama elektros energija. Elektros srovė generuojama generatoriuose-prietaisuose, kurie vienos ar kitos formos energiją paverčia elektros energija. Mūsų laikais vyraujantį vaidmenį atlieka elektromechaniniai indukciniai generatoriai. Ten mechaninė energija paverčiama elektros energija. Generatorius susideda iš Generatorių sudaro nuolatinis magnetas, kuri sukuria magnetinį lauką, ir apvija, kurioje sukeliamas kintamasis EML. nuolatinis magnetas, sukuriantis magnetinį lauką, ir apvija, kurioje sukeliamas kintamasis EML.

Transformatoriai TRANSFORMERIS – tai įrenginys, kuris pastovaus dažnio vienos įtampos kintamąją srovę paverčia kitos įtampos kintamąja srove. Paprasčiausiu atveju transformatorius susideda iš uždaros plieninės šerdies, ant kurios uždedamos dvi ritės su vielos apvijomis. Apvijos, kurios yra prijungtos prie kintamosios įtampos šaltinio, vadinamos pirminėmis, o apvijos, prie kurių prijungta „apkrova“, tai yra, elektros energiją vartojantys įrenginiai, vadinama antrine. Transformatoriaus veikimas pagrįstas reiškiniu elektromagnetinė indukcija.

Elektros gamyba Elektros energija didelėse ir mažose elektrinėse gaminama daugiausia naudojant elektromechaninius indukcinius generatorius. Yra keletas elektrinių tipų: šiluminės, hidroelektrinės ir atominės. AE HE Šiluminės elektrinės

Elektros naudojimas Pagrindinis elektros energijos vartotojas yra pramonė, kuriai pagaminama apie 70 proc. Transportas taip pat yra pagrindinis vartotojas. Visi didelis kiekis geležinkelio linijas pakeisti į elektrinę trauką. Beveik visi kaimai ir kaimai elektros energiją pramonės ir buities reikmėms gauna iš valstybinių elektrinių. Apie trečdalį pramonėje suvartojamos elektros energijos sunaudojama technologiniams tikslams (elektrinis suvirinimas, metalų kaitinimas ir lydymas elektra, elektrolizė ir kt.).

Elektros perdavimas Energijos perdavimas siejamas su dideliais nuostoliais: elektrosšildo elektros linijų laidus. Esant labai ilgoms linijoms, galios perdavimas gali tapti neekonomiškas. Kadangi srovės galia yra proporcinga srovės stiprumo ir įtampos sandaugai, norint išlaikyti perduodamą galią, reikia padidinti įtampą perdavimo linijoje. Todėl didelėse elektrinėse įrengiami pakopiniai transformatoriai. Jie padidina įtampą linijoje tiek, kiek sumažina srovės stiprumą. Tiesioginiam elektros naudojimui linijos galuose įrengiami žeminamieji transformatoriai. Didinamasis transformatorius Žemyninis transformatorius Žeminamasis transformatorius Žemyninis transformatorius Vartotojui Generatorius 11 kV 110 kV 35 kV 6 kV Perdavimo linija Perdavimo linija Perdavimo linija 35 kV 6 kV 220 V

Efektyvus naudojimas Elektra Elektros poreikis nuolat auga. Šį poreikį galima patenkinti dviem būdais. Natūraliausias ir iš pirmo žvilgsnio vienintelis būdas – naujų galingų elektrinių statyba. Tačiau TPP vartoja neatsinaujinančius Gamtos turtai, taip pat daro didelę žalą mūsų planetos ekologinei pusiausvyrai. Aukštosios technologijos leis jums patenkinti savo energijos poreikius kitaip. Pirmenybė turėtų būti teikiama elektros energijos vartojimo efektyvumo didinimui, o ne elektrinių galios didinimui.

abstrakčiai

fizikoje

tema "Elektros gamyba, perdavimas ir naudojimas"

11 A klasės mokiniai

SM mokyklos numeris 85

Kotryna.

Mokytojas:

2003 m

Abstraktus planas.

Įvadas.

1. Energijos gamyba.

1. elektrinių tipai.

2. alternatyvių energijos šaltinių.

2. Elektros perdavimas.

• transformatoriai.

3.

Įvadas.

Energija gimė prieš kelis milijonus metų, kai žmonės išmoko naudotis ugnimi. Ugnis suteikė jiems šilumos ir šviesos, buvo įkvėpimo ir optimizmo šaltinis, ginklas prieš priešus ir laukinius gyvūnus, vaistas, pagalbininkas žemės ūkyje, maisto konservantas, technologinis įrankis ir tt

Atsirado gražus mitas apie Prometėją, suteikusį žmonėms ugnį Senovės Graikija daug vėliau nei daugelyje pasaulio šalių buvo įsisavinti gana sudėtingi gaisro valdymo, jo gamybos ir gesinimo, gaisro išsaugojimo ir racionalaus kuro naudojimo būdai.

Daugelį metų ugnis buvo palaikoma deginant augalinius energijos šaltinius (mediena, krūmai, nendrės, žolė, sausi dumbliai ir kt.), o tada buvo atrasta, kad ugniai palaikyti galima panaudoti iškastines medžiagas: anglį, naftą. , skalūnai, durpės.

Šiandien energija išlieka pagrindine žmogaus gyvenimo dalimi. Tai leidžia kurti įvairios medžiagos, yra vienas pagrindinių naujų technologijų plėtros veiksnių. Paprasčiau tariant, neįvaldęs įvairių energijos rūšių žmogus negali pilnavertiškai egzistuoti.

Energijos gamyba.

Elektrinių tipai.

Šiluminė elektrinė (TPP), elektrinė, kuri gamina elektros energiją konvertuojant šiluminę energiją, išsiskiriančią deginant iškastinį kurą. Pirmosios šiluminės elektrinės pasirodė XIX amžiaus pabaigoje ir išplito. XX amžiaus aštuntojo dešimtmečio viduryje šiluminės elektrinės buvo pagrindinė elektrinių rūšis.

Šiluminėse elektrinėse kuro cheminė energija pirmiausia paverčiama mechanine, o vėliau – elektros energija. Kuras tokiai jėgainei gali būti akmens anglys, durpės, dujos, skalūnai, mazutas.

Šiluminės elektrinės skirstomos į kondensacija(IES), skirta gaminti tik elektros energiją, ir termofikacinės elektrinės(CHP), be elektros šilumos energijos gaminanti karšto vandens ir garų pavidalu. Didelės rajono reikšmės IES vadinamos valstybinėmis rajoninėmis elektrinėmis (GRES).

Paprasčiausia anglimi kūrenamo IES schema parodyta paveikslėlyje. Akmens anglys tiekiamos į kuro bunkerį 1, o iš jo - į smulkinimo įrenginį 2, kur virsta dulkėmis. Anglies dulkės patenka į garo generatoriaus (garo katilo) 3 krosnį, kuriame yra vamzdžių sistema, kurioje cirkuliuoja chemiškai išgrynintas vanduo, vadinamas padavimo vandeniu. Katile vanduo įšyla, išgaruoja, o susidarę sotieji garai pašildomi iki 400-650 °C temperatūros ir, esant 3-24 MPa slėgiui, garo vamzdžiu patenka į garo turbiną 4. Garas. parametrai priklauso nuo vienetų galios.

Šiluminės kondensacinės elektrinės pasižymi mažu naudingumo koeficientu (30-40%), nes didžioji dalis energijos prarandama su dūmų dujomis ir kondensatoriaus aušinimo vandeniu. Naudinga IES statyti šalia kuro gavybos aikštelių. Tuo pačiu metu elektros vartotojai gali būti dideliu atstumu nuo stoties.

termofikacinė elektrinė nuo kondensacinės skiriasi specialia šilumos ir galios turbina su joje įrengta garo ištraukimu. CHPP viena garo dalis visiškai panaudojama turbinoje generatoriuje 5 generuojant elektrą, o po to patenka į kondensatorių 6, o kita dalis, kuri pasižymi aukšta temperatūra ir slėgiu, paimama iš tarpinės elektrinės pakopos. turbina ir naudojama šilumos tiekimui. Kondensato siurblys 7 per deaeratorių 8 ir tiekimo siurblys 9 tiekiamas į garų generatorių. Išgaunamo garo kiekis priklauso nuo įmonių šilumos energijos poreikių.

CHP efektyvumas siekia 60-70%. Tokios stotys dažniausiai statomos prie vartotojų – pramonės įmonių ar gyvenamųjų rajonų. Dažniausiai jie dirba su importuotu kuru.

Žymiai mažiau paplitęs šiluminės stotys su dujų turbina(GTPS), garai-dujos(PGES) ir dyzelinių gamyklų.

GTPP degimo kameroje deginamos dujos arba skystasis kuras; 750-900 ºС temperatūros degimo produktai patenka į dujų turbiną, kuri suka elektros generatorių. Tokių šiluminių elektrinių naudingumo koeficientas dažniausiai siekia 26-28%, galia iki kelių šimtų MW . GTPP dažniausiai naudojami elektros apkrovos smailėms padengti. SGPP efektyvumas gali siekti 42 - 43%.

Ekonomiškiausios yra didelės šiluminės garo turbininės elektrinės (sutrumpintai TPP). Dauguma mūsų šalies šiluminių elektrinių kaip kurą naudoja anglies dulkes. Norint pagaminti 1 kWh elektros energijos, reikia kelių šimtų gramų anglies. Garo katile per 90% kuro išskiriamos energijos perduodama garui. Turbinoje garo purkštukų kinetinė energija perduodama rotoriui. Turbinos velenas yra standžiai sujungtas su generatoriaus velenu.

Šiuolaikinės garo turbinos, skirtos šiluminėms elektrinėms, yra labai pažangios, didelės spartos, labai ekonomiškos mašinos, turinčios ilgą tarnavimo laiką. Jų galia vieno veleno versijoje siekia 1 milijoną 200 tūkstančių kW, ir tai nėra riba. Tokios mašinos visada yra daugiapakopės, tai yra, jose dažniausiai yra kelios dešimtys diskų su darbiniais peiliukais ir tiek pat prieš kiekvieną diską purkštukų grupių, per kurias teka garų srovė. Garų slėgis ir temperatūra palaipsniui mažinami.

Iš fizikos kurso žinoma, kad šiluminių variklių efektyvumas didėja didėjant pradinei darbinio skysčio temperatūrai. Todėl į turbiną patenkantys garai pakeliami iki aukštų parametrų: temperatūra beveik iki 550 °C, o slėgis iki 25 MPa. TPP efektyvumas siekia 40%. Didžioji dalis energijos prarandama kartu su karštais išmetamųjų dujų garais.

Hidroelektrinė (HE) – konstrukcijų ir įrangos kompleksas, per kurį vandens srauto energija paverčiama elektros energija. HE susideda iš nuoseklios grandinės Hidraulinės konstrukcijos, užtikrinant reikiamą vandens srauto koncentraciją ir sukuriant slėgį bei galios įrangą, kuri slėgiu judančio vandens energiją paverčia mechanine sukimosi energija, kuri savo ruožtu paverčiama elektros energija.

Hidroelektrinės viršūnę sukuria upės kritimo koncentracija naudojamame ruože prie užtvankos arba darinys, arba užtvanka ir darinys kartu. Pagrindinė HE energetinė įranga yra HE pastate: elektrinės mašinų skyriuje - hidrauliniai mazgai, pagalbinė įranga, automatiniai valdymo ir stebėjimo prietaisai; centriniame valdymo poste – operatoriaus-dispečerio pulte arba hidroelektrinės operatorius. Skatinimas transformatorinė pastotė esančios tiek elektrinės pastato viduje, tiek atskiruose pastatuose arba atvirose erdvėse. Paskirstymo įrenginiai dažnai būna atviroje vietoje. Jėgainės pastatas gali būti padalintas į sekcijas su vienu ar keliais blokais ir pagalbiniais įrenginiais, atskirtas nuo gretimų pastato dalių. HE pastate arba jo viduje sukuriama surinkimo aikštelė įvairiai įrangai surinkti ir remontuoti bei pagalbinėms HE priežiūros operacijoms atlikti.

Autorius instaliuota galia(į MW) atskirti hidroelektrines galingas(St. 250), vidutinis(iki 25) ir mažas(iki 5). Hidroelektrinės galia priklauso nuo slėgio (skirtumo tarp prieš srovę ir pasroviui esančių lygių ), hidraulinėse turbinose naudojamo vandens srauto greitis ir hidraulinio mazgo efektyvumas. Dėl daugelio priežasčių (pavyzdžiui, dėl sezoninių vandens lygio pokyčių rezervuaruose, elektros sistemos apkrovos kintamumo, hidroelektrinių agregatų ar hidrotechnikos statinių remonto ir kt.) vandens slėgis ir debitas yra nuolatiniai. keičiasi, o, be to, keičiasi srautas reguliuojant HE galią. Yra metinis, savaitinis ir kasdienis HE veikimo režimo ciklai.

Pagal maksimalų naudojamą slėgį HE skirstomi į aukštas spaudimas(vyresnė nei 60 m), vidutinio slėgio(nuo 25 iki 60 m) ir žemas spaudimas(nuo 3 iki 25 m). Plokščiose upėse slėgis retai viršija 100 m, kalnuotomis sąlygomis per užtvanką galima sukurti slėgį iki 300 m ir daugiau, o išvedimo pagalba – iki 1500 m. Hidroelektrinės skirstymas pagal naudojamą slėgį yra apytikslis, sąlyginis.

Pagal vandens išteklių naudojimo schemą ir slėgio koncentraciją HE dažniausiai skirstomos į kanalas, netoli užtvankos, nukreipimas su slėgiu ir neslėgiu, mišrus, pumpuojamas saugykla ir potvynių.

Upės nuotakos ir beveik užtvankos esančiose HE vandens slėgį sukuria užtvanka, kuri užtveria upę ir pakelia vandens lygį aukštupyje. Tuo pačiu metu neišvengiamas tam tikras upės slėnio potvynis. Hidroelektrinės, esančios užtvankose ir prie užtvankos, statomos tiek ant žemų aukšto vandens upių, tiek ant kalnų upių, siauruose suspaustuose slėniuose. Bėgančios upės HE būdingos galvų iki 30-40 m.

Esant didesniam slėgiui, hidrostatinį vandens slėgį perkelti į elektrinės pastatą yra nepraktiška. Šiuo atveju tipas užtvanka Hidroelektrinė, kurios slėginį frontą per visą ilgį blokuoja užtvanka, o hidroelektrinės pastatas yra už užtvankos, ribojasi su pasroviui.

Kitas išdėstymo tipas netoli užtvankos Hidroelektrinė atitinka kalnuotas sąlygas su santykinai mažu upių tėkmės greičiu.

AT išvestinis Upės kritimo hidroelektrinė koncentracija sukuriama išvedimo būdu; vanduo naudojamos upės atkarpos pradžioje nuo upės vagos nukreipiamas kanalu, kurio nuolydis yra žymiai mažesnis nei vidutinis upės nuolydis šioje atkarpoje ir ištiesinant vagos vingius bei posūkius. Darinio pabaiga atnešama į HE pastato vietą. Nuotekos arba grąžinamos į upę, arba tiekiamos į kitą nukreipimo HE. Išvestis naudinga, kai upės nuolydis didelis.

Ypatingą vietą tarp HE užima hidroakumuliacinės elektrinės(PSPP) ir potvynių ir atoslūgių jėgainės(PES). Siurblinės-akumuliacinės elektrinės statyba vyksta dėl didėjančios didžiausios galios poreikio didelėse energetikos sistemose, o tai lemia gamybos pajėgumus, reikalingus didžiausioms apkrovoms padengti. Akumuliacinės elektrinės gebėjimas kaupti energiją grindžiamas tuo, kad tam tikrą laiką elektros sistemoje laisvą elektros energiją naudoja hidroakumuliaciniai blokai, kurie, dirbdami siurblio režimu, siurbia vandenį iš. rezervuarą į viršutinį saugyklos baseiną. Apkrovos piko metu sukaupta energija grįžta į elektros sistemą (vanduo iš viršutinio baseino patenka rašiklis ir suka hidraulinius mazgus, veikiančius esamu generatoriaus režimu).

PES paverčia jūros potvynių energiją į elektros energiją. Potvynių ir atoslūgių hidroelektrinių elektros energija dėl kai kurių ypatybių, susijusių su potvynių ir atoslūgių periodiškumu, gali būti naudojama energetikos sistemose tik kartu su reguliuojančių elektrinių energija, kuri kompensuoja potvynių ir atoslūgių elektrinių elektros energijos tiekimo gedimus potvynių ir atoslūgių metu. dieną ar mėnesius.

Svarbiausia hidroenergetinių išteklių savybė, palyginti su kuro ir energijos ištekliais, yra nuolatinis jų atnaujinimas. Kuro poreikio HE trūkumas lemia mažą HE gaminamos elektros energijos kainą. Todėl hidroelektrinių statyba, nepaisant didelių, specifinių kapitalo investicijų, tenkančių 1 kW instaliuota galia ir ilgas statybos laikas, turėjo ir turi didelę reikšmę, ypač kai tai siejama su daug elektros energijos naudojančių pramonės šakų išsidėstymu.

Atominė jėgainė (AE), elektrinė, kurioje atominė (branduolinė) energija paverčiama elektros energija. Atominės elektrinės elektros generatorius yra branduolinis reaktorius. Šiluma, išsiskirianti reaktoriuje vykstant kai kurių sunkiųjų elementų branduolio dalijimosi grandininei reakcijai, tada, kaip ir įprastose šiluminėse elektrinėse (TPP), paverčiama elektros energija. Skirtingai nuo šiluminių elektrinių, naudojančių iškastinį kurą, atominės elektrinės veikia branduolinis kuras(remiantis 233 U, 235 U, 239 Pu). Nustatyta, kad pasaulio branduolinio kuro (urano, plutonio ir kt.) energetiniai ištekliai gerokai viršija gamtinių organinio kuro (naftos, anglies, gamtinių dujų ir kt.) išteklių energetinius išteklius. Tai atveria plačias perspektyvas patenkinti sparčiai augančią degalų paklausą. Be to, būtina atsižvelgti ir į rimtu konkurentu šiluminėms elektrinėms tampančios pasaulinės chemijos pramonės technologiniams tikslams vis didėjantį anglies ir naftos suvartojimą. Nepaisant naujų organinio kuro telkinių atradimo ir jo gavybos metodų tobulinimo, pasaulis linkęs santykinai brangti. Tai sudaro sudėtingiausias sąlygas šalims, turinčioms ribotas iškastinio kuro atsargas. Akivaizdus poreikis sparčiai plėtoti branduolinę energetiką, kuri jau dabar užima svarbią vietą daugelio pramoninių pasaulio šalių energijos balanse.

Atominės elektrinės schema su branduolinis reaktorius, turintis vandens aušinimą, parodyta fig. 2. Šiluma susidaro šerdis reaktorius aušinimo skystis, yra paimamas 1-ojo kontūro vandeniu, kuris cirkuliaciniu siurbliu perpumpuojamas per reaktorių. Šildomas vanduo iš reaktoriaus patenka į šilumokaitį (garų generatorių) 3, kur perduoda reaktoriuje gautą šilumą į 2-os grandinės vandenį. Vanduo iš 2 kontūro išgaruoja garo generatoriuje ir susidaro garai, kurie patenka į turbiną 4.

Dažniausiai atominėse elektrinėse naudojami 4 tipų šiluminiai neutroniniai reaktoriai:

1) vanduo-vanduo su paprastu vandeniu kaip moderatorius ir aušinimo skystis;

2) grafitas-vanduo su vandens aušinimo skysčiu ir grafito moderatoriumi;

3) sunkusis vanduo su vandens aušinimo skysčiu ir sunkusis vanduo kaip moderatorius;

4) graffito - dujos su dujiniu aušinimo skysčiu ir grafito reguliatoriumi.

Dažniausiai naudojamo reaktoriaus tipo pasirinkimą lemia daugiausiai sukaupta patirtis nešiklio reaktoriuje, taip pat būtinos pramoninės įrangos, žaliavų ir kt.

Reaktorius ir jį laikančios sistemos apima: patį reaktorių su biologiniais apsauga , šilumokaičiai, siurbliai ar dujų pūtimo įrenginiai, kurie cirkuliuoja aušinimo skystį, vamzdynai ir jungiamosios detalės kontūro cirkuliacijai, branduolinio kuro perkrovimo įrenginiai, specialios vėdinimo sistemos, avarinis aušinimas ir kt.

Siekiant apsaugoti AE darbuotojus nuo radiacijos, reaktorius yra apsuptas biologine apsauga, kurios pagrindinė medžiaga yra betonas, vanduo, serpantinis smėlis. Reaktoriaus grandinės įranga turi būti visiškai sandari. Numatyta sistema galimo aušinimo skysčio nuotėkio vietoms stebėti, imamasi priemonių, kad atsiradus nuotėkiams ir grandinės trūkimams, nekiltų radioaktyvių išmetimų ir AE patalpų bei aplinkinių teritorijų užterštumo. Radioaktyvus oras ir nedidelis kiekis aušinimo skysčio garų dėl nuotėkio iš grandinės pašalinamas iš neprižiūrimų AE patalpų. speciali sistema ventiliacija, kurioje, kad būtų išvengta oro taršos, yra valymo filtrai ir dujų laikikliai. Dozimetrinės kontrolės tarnyba stebi, kaip AE personalas laikosi radiacinės saugos taisyklių.

AE, kurių yra daugiausia moderni išvaizda elektrinės turi nemažai reikšmingų pranašumų prieš kitų tipų elektrines: normaliomis eksploatavimo sąlygomis jos visiškai neteršia aplinką, nereikalauja pririšimo prie žaliavų šaltinio ir, atitinkamai, gali būti dedamas beveik bet kur. Naujųjų jėgos agregatų talpa beveik vienoda galia vidutinis HE, tačiau įrengtos galios panaudojimo koeficientas atominėse elektrinėse (80%) gerokai viršija HE ar TE.

Įprastomis eksploatavimo sąlygomis reikšmingų atominių elektrinių trūkumų praktiškai nėra. Tačiau negalima nepastebėti atominių elektrinių pavojaus esant galimoms force majeure aplinkybėms: žemės drebėjimams, uraganams ir pan. – čia senieji blokų modeliai kelia potencialų teritorijų radiacinio užteršimo pavojų dėl nekontroliuojamo reaktoriaus perkaitimo.

Alternatyvūs energijos šaltiniai.

Saulės energija.

Pastaruoju metu labai išaugo susidomėjimas saulės energijos panaudojimo problema, nes tiesioginės saulės spinduliuotės panaudojimo energijos potencialas yra itin didelis.

Paprasčiausias saulės spinduliuotės kolektorius – pajuodusio metalo (dažniausiai aliuminio) lakštas, kurio viduje yra vamzdžiai, kuriuose cirkuliuoja skystis. Šildomas kolektoriaus sugeriamos saulės energijos, skystis tiekiamas tiesioginiam naudojimui.

Saulės energija yra viena iš daugiausiai medžiagų reikalaujančių energijos gamybos rūšių. Didelis saulės energijos naudojimas lemia milžinišką medžiagų, taigi ir darbo išteklių, poreikį žaliavoms išgauti, joms sodrinti, medžiagų gamybai, heliostatų, kolektorių, kitos įrangos gamybai, ir jų transportavimą.

Kol kas saulės spindulių generuojama elektros energija yra daug brangesnė nei gaunama tradiciniais metodais. Mokslininkai tikisi, kad eksperimentai, kuriuos jie atliks eksperimentinėse patalpose ir stotyse, padės išspręsti ne tik technines, bet ir ekonomines problemas.

vėjo energija.

Judančių oro masių energija yra didžiulė. Vėjo energijos atsargos yra daugiau nei šimtą kartų didesnės nei visų planetos upių hidroenergijos atsargos. Vėjai pučia nuolat ir visur žemėje. Klimato sąlygos leidžia plėtoti vėjo energiją didžiulėje teritorijoje.

Tačiau šiais laikais vėjo varomi varikliai patenkina tik vieną tūkstantąją pasaulio energijos poreikio. Būtent todėl vėjo rato – bet kurios vėjo jėgainės širdies – projekte dalyvauja orlaivių kūrėjai, gebantys pasirinkti tinkamiausią mentės profilį ir ištirti jį vėjo tunelyje. Mokslininkų ir inžinierių pastangomis buvo sukurta įvairiausių šiuolaikinių vėjo jėgainių konstrukcijų.

Žemės energija.

Nuo seniausių laikų žmonės žinojo apie gelmėse slypinčios gigantiškos energijos elementarius apraiškas pasaulis. Žmonijos atmintyje saugomos legendos apie katastrofiškus ugnikalnių išsiveržimus, nusinešusius milijonus žmonių gyvybių, neatpažįstamai pakeitusius daugelio Žemės vietų išvaizdą. Net palyginti nedidelio ugnikalnio išsiveržimo galia yra kolosali, ji daug kartų viršija didžiausių žmogaus rankomis sukurtų elektrinių galią. Tiesa, apie tiesioginį ugnikalnių išsiveržimų energijos panaudojimą kalbėti neverta, kol kas žmonės neturi galimybių pažaboti šio nepaklusnaus elemento.

Žemės energija tinka ne tik patalpų šildymui, kaip yra Islandijoje, bet ir elektrai gaminti. Elektrinės, naudojančios karštąsias požemines versmes, veikė jau seniai. Pirmoji tokia elektrinė, dar gana mažos galios, buvo pastatyta 1904 metais mažame Italijos miestelyje Larderello. Palaipsniui augo jėgainės galia, pradėjo veikti vis nauji blokai, buvo naudojami nauji karšto vandens šaltiniai, o šiandien stoties galia jau pasiekė įspūdingą 360 tūkstančių kilovatų vertę.

Elektros perdavimas.

Transformatoriai.

Įsigijote ZIL šaldytuvą. Pardavėjas perspėjo, kad šaldytuvas skirtas 220 V tinklo įtampai. O jūsų namuose tinklo įtampa 127 V. Aklavietė? Visai ne. Tiesiog reikia padaryti Papildoma kaina ir nusipirk transformatorių.

Transformatorius- labai paprastas įrenginys, leidžiantis tiek padidinti, tiek sumažinti įtampą. Kintamosios srovės konvertavimas atliekamas naudojant transformatorius. Pirmą kartą transformatorius 1878 m. panaudojo rusų mokslininkas P. N. Yablochkovas, kad maitintų jo išrastas „elektrines žvakes“, tuo metu naujus šviesos šaltinius. P. N. Yablochkovo idėją sukūrė Maskvos universiteto darbuotojas I. F. Usaginas, sukūręs patobulintus transformatorius.

Transformatorius susideda iš uždaros geležinės šerdies, ant kurios uždėtos dvi (kartais ir daugiau) ritės su vielinėmis apvijomis (1 pav.). Viena iš apvijų, vadinama pirmine, yra prijungta prie kintamosios srovės įtampos šaltinio. Antroji apvija, prie kurios prijungiama „apkrova“, t.y. prietaisai ir įrenginiai, vartojantys elektros energiją, vadinama antrine.

Transformatoriaus veikimas pagrįstas elektromagnetinės indukcijos reiškiniu. Kai kintamoji srovė praeina per pirminę apviją, geležies šerdyje atsiranda kintamasis magnetinis srautas, kuris kiekvienoje apvijoje sužadina indukcinį EMF. Be to, momentinė indukcijos emf vertė ein bet koks pirminės ar antrinės apvijos posūkis pagal Faradėjaus dėsnį nustatomas pagal formulę:

e = -Δ F/Δ t

Jeigu F= Ф 0 сosωt, tada

e = ω Ф 0nuodėmėω t, arba

e =E 0 nuodėmėω t ,

kur E 0 \u003d ω Ф 0 - EML amplitudė vienu apsisukimu.

Pirminėje apvijoje, kuri turi 1 p posūkiai, visuminė indukcija emf e 1 yra lygus n 1 e.

Antrinėje apvijoje yra bendras EML. e 2 yra lygus n 2 e, kur 2 p yra šios apvijos apsisukimų skaičius.

Iš to išplaukia

e 1 e 2 \u003d n 1 n 2. (1)

Įtampos suma u 1 , taikomas pirminei apvijai ir EMF e 1 turi būti lygus įtampos kritimui pirminėje apvijoje:

u 1 + e 1 = i 1 R 1 , kur R 1 yra apvijos aktyvioji varža ir i 1 yra srovė jame. Ši lygtis tiesiogiai išplaukia iš bendrosios lygties. Paprastai apvijos aktyvioji varža yra maža ir narys i 1 R 1 galima nepaisyti. Taigi

u 1 ≈ - e 1. (2)

Kai transformatoriaus antrinė apvija yra atvira, srovė joje neteka ir vyksta ryšys:

u 2 ≈ - e 2 . (3)

Kadangi momentinės emf vertės e 1 ir e 2 fazės pokytis, tada jų santykis formulėje (1) gali būti pakeistas efektyviųjų reikšmių santykiu E 1 irE 2 šie EMF arba, atsižvelgiant į (2) ir (3) lygybes, efektyvios įtampos verčių U santykį 1 ir tu 2 .

U 1 /U 2 = E 1 / E 2 = n 1 / n 2 = k. (4)

Vertė k vadinamas transformacijos koeficientu. Jeigu k>1, tada transformatorius žeminamas, su k<1 - didėja.

Kai antrinės apvijos grandinė uždaryta, joje teka srovė. Tada santykis u 2 ≈ - e 2 nebėra tiksliai patenkintas ir, atitinkamai, ryšys tarp U 1 ir tu 2 tampa sudėtingesnis nei (4) lygtyje.

Pagal energijos tvermės dėsnį pirminės grandinės galia turi būti lygi galiai antrinėje grandinėje:

U 1 aš 1 = U 2 aš 2, (5)

kur aš 1 ir aš 2 - efektyvios jėgos vertės pirminėje ir antrinėje apvijoje.

Iš to išplaukia

U 1 /U 2 = aš 1 / aš 2 . (6)

Tai reiškia, kad transformatoriaus pagalba kelis kartus padidinę įtampą, srovę sumažiname tiek pat (ir atvirkščiai).

Dėl neišvengiamų energijos nuostolių gaminant šilumą apvijose ir geležinėje šerdyje, (5) ir (6) lygtys yra maždaug įvykdytos. Tačiau šiuolaikiniuose didelės galios transformatoriuose bendri nuostoliai neviršija 2-3%.

Kasdienėje praktikoje dažnai tenka susidurti su transformatoriais. Be tų transformatorių, kuriuos naudojame, norom nenorom dėl to, kad pramoniniai įrenginiai skirti vienai įtampai, o miesto tinkle naudojami kiti, be jų tenka susidurti ir su automobilių rites. Ritė yra pakopinis transformatorius. Norint sukurti darbinį mišinį uždegančią kibirkštį, reikalinga aukšta įtampa, kurią gauname iš automobilio akumuliatoriaus, prieš tai pertraukikliu pavertę akumuliatoriaus nuolatinę srovę į kintamąją. Nesunku pastebėti, kad iki transformatoriaus šildymui sunaudotos energijos nuostolių, didėjant įtampai, srovė mažėja ir atvirkščiai.

Suvirinimo aparatams reikalingi žeminamieji transformatoriai. Suvirinimui reikalingos labai didelės srovės, o suvirinimo aparato transformatorius turi tik vieną išėjimo apsisukimą.

Tikriausiai pastebėjote, kad transformatoriaus šerdis yra pagaminta iš plonų plieno lakštų. Tai daroma siekiant neprarasti energijos konvertuojant įtampą. Lakštinėje medžiagoje sūkurinės srovės vaidins mažesnį vaidmenį nei kietoje medžiagoje.

Namuose jūs susiduriate su mažais transformatoriais. Kalbant apie galingus transformatorius, tai yra didžiulės konstrukcijos. Tokiais atvejais šerdis su apvijomis dedama į baką, pripildytą aušinimo alyvos.

Elektros perdavimas

Elektros vartotojų yra visur. Jis gaminamas palyginti nedaug vietų arti kuro ir vandens išteklių šaltinių. Todėl tampa būtina perduoti elektrą atstumais, kartais siekiančiais šimtus kilometrų.

Tačiau elektros energijos perdavimas dideliais atstumais yra susijęs su dideliais nuostoliais. Faktas yra tas, kad srovė, tekanti per elektros linijas, jas šildo. Pagal Joule-Lenz dėsnį energijos, sunaudotos linijos laidams šildyti, apskaičiuojama pagal formulę

kur R yra linijos varža. Jei linija yra ilga, galios perdavimas paprastai gali tapti neekonomiškas. Norėdami sumažinti nuostolius, žinoma, galite sekti linijos varžos R mažinimo kelią, padidindami laidų skerspjūvio plotą. Tačiau norint sumažinti R, pavyzdžiui, 100 kartų, laido masę taip pat reikia padidinti 100 kartų. Akivaizdu, kad negalima leisti tokių didelių brangių spalvotųjų metalų sąnaudų, jau nekalbant apie sunkumus tvirtinant sunkius laidus ant aukštų stiebų ir kt. Todėl energijos nuostoliai linijoje mažinami kitu būdu: mažinant srovę. eilėje. Pavyzdžiui, sumažinus srovę 10 kartų, laiduose išsiskiriančios šilumos kiekis sumažėja 100 kartų, t.y. pasiekiamas toks pat efektas, kaip ir šimteriopai pasvertus laidą.

Kadangi srovės galia yra proporcinga srovės stiprumo ir įtampos sandaugai, norint išlaikyti perduodamą galią, reikia padidinti įtampą perdavimo linijoje. Be to, kuo ilgesnė perdavimo linija, tuo pelningiau naudoti aukštesnę įtampą. Taigi, pavyzdžiui, aukštos įtampos perdavimo linijoje Volzhskaya HE - Maskva naudojama 500 kV įtampa. Tuo tarpu kintamosios srovės generatoriai statomi ne aukštesnei kaip 16-20 kV įtampai, nes aukštesnei įtampai reikėtų imtis sudėtingesnių specialių priemonių, skirtų apvijų ir kitų generatorių dalių izoliavimui.

Todėl didelėse elektrinėse įrengiami pakopiniai transformatoriai. Transformatorius padidina įtampą linijoje tiek, kiek sumažina srovę. Galios nuostoliai šiuo atveju yra nedideli.

Norint tiesiogiai naudoti elektros energiją staklių elektrinės pavaros varikliuose, apšvietimo tinkle ir kitiems tikslams, turi būti sumažinta įtampa linijos galuose. Tai pasiekiama naudojant žeminamuosius transformatorius. Be to, paprastai įtampa mažėja ir atitinkamai padidėja srovės stiprumas keliais etapais. Kiekviename etape įtampa vis mažėja, o elektros tinklo aprėpiamas plotas – platesnis. Elektros energijos perdavimo ir paskirstymo schema parodyta paveikslėlyje.

Daugelyje šalies regionų elektrinės yra sujungtos aukštos įtampos perdavimo linijomis, kurios sudaro bendrą elektros tinklą, prie kurio prijungiami vartotojai. Tokia asociacija vadinama elektros sistema. Elektros sistema užtikrina nepertraukiamą energijos tiekimą vartotojams, nepriklausomai nuo jų buvimo vietos.

Elektros energijos naudojimas.

Elektros energijos panaudojimas įvairiose mokslo srityse.

XX amžius tapo šimtmečiu, kai mokslas įsiveržia į visas visuomenės sritis: ekonomiką, politiką, kultūrą, švietimą ir kt. Natūralu, kad mokslas tiesiogiai veikia energetikos plėtrą ir elektros apimtį. Viena vertus, mokslas prisideda prie elektros energijos apimčių plėtimo ir tuo didina jos suvartojimą, tačiau, kita vertus, epochoje, kai neribotas neatsinaujinančių energijos išteklių naudojimas kelia pavojų ateities kartoms, vystosi plėtra. energiją taupančių technologijų ir jų diegimo gyvenime tampa aktualiais mokslo uždaviniais.

Panagrinėkime šiuos klausimus konkrečiais pavyzdžiais. Apie 80% BVP augimo (bendrojo vidaus produkto) išsivysčiusiose šalyse pasiekiama pasitelkus technines inovacijas, kurių didžioji dalis yra susijusi su elektros vartojimu. Viskas, kas nauja pramonėje, žemės ūkyje ir kasdieniame gyvenime, mus pasiekia dėka naujų pokyčių įvairiose mokslo srityse.

Dabar jie naudojami visose žmogaus veiklos srityse: informacijos fiksavimui ir saugojimui, archyvų kūrimui, tekstų rengimui ir redagavimui, braižymo ir grafikos darbams atlikti, gamybos ir žemės ūkio automatizavimui. Elektronizavimas ir gamybos automatizavimas yra svarbiausios „antrosios pramonės“ arba „mikroelektronikos“ revoliucijos pasekmės išsivysčiusių šalių ekonomikose. Integruotos automatikos kūrimas tiesiogiai susijęs su mikroelektronika, kurios kokybiškai naujas etapas prasidėjo po to, kai 1971 metais buvo išrastas mikroprocesorius – į įvairius įrenginius įmontuotas mikroelektroninis loginis įrenginys, skirtas valdyti jų veikimą.

Mikroprocesoriai paspartino robotikos augimą. Dauguma šiandien naudojamų robotų priklauso vadinamajai pirmajai kartai, naudojami suvirinimui, pjovimui, presavimui, dengimui ir kt. Juos pakeičiantys antros kartos robotai aprūpinti aplinkos atpažinimo įrenginiais. O robotai – trečios kartos „intelektualai“ „matys“, „jaus“, „girdės“. Mokslininkai ir inžinieriai prioritetinėmis robotų naudojimo sritimis vadina branduolinę energiją, kosmoso tyrinėjimus, transportą, prekybą, sandėliavimą, medicininę priežiūrą, atliekų apdorojimą, vandenyno dugno turtų plėtrą. Didžioji dalis robotų dirba elektros energija, tačiau padidėjusį robotų elektros suvartojimą kompensuoja energijos sąnaudų sumažėjimas daugelyje daug energijos reikalaujančių gamybos procesų, diegiant išmanesnius metodus ir naujus energiją taupančius technologinius procesus.

Bet grįžkime prie mokslo. Visos naujos teorinės raidos yra patikrintos eksperimentiškai po kompiuterinių skaičiavimų. Ir, kaip taisyklė, šiame etape tyrimai atliekami naudojant fizikinius matavimus, chemines analizes ir kt. Čia mokslinių tyrimų priemonės yra įvairios – daugybė matavimo priemonių, greitintuvų, elektroninių mikroskopų, magnetinio rezonanso tomografų ir kt. Dauguma šių eksperimentinio mokslo priemonių veikia elektros energija.

Mokslas komunikacijų ir ryšių srityje vystosi labai sparčiai. Palydovinis ryšys naudojamas ne tik kaip tarptautinio ryšio priemonė, bet ir kasdienybėje – palydovinės antenos mūsų mieste nėra neįprasta. Naujos ryšio priemonės, tokios kaip šviesolaidinė technologija, gali žymiai sumažinti elektros energijos nuostolius perduodant signalus dideliais atstumais.

Mokslas ir vadybos sfera neaplenkė. Vystantis mokslo ir technologijų revoliucijai, plečiantis gamybinei ir negamybinei žmogaus veiklos sferoms, vadyba pradeda vaidinti vis svarbesnį vaidmenį gerinant jų efektyvumą. Iš savotiško meno, dar visai neseniai remiantis patirtimi ir intuicija, vadyba dabar tapo mokslu. Vadybos mokslas, bendrieji informacijos gavimo, saugojimo, perdavimo ir apdorojimo dėsniai vadinamas kibernetika. Šis terminas kilęs iš graikų kalbos žodžių „vairininkas“, „vairininkas“. Jis randamas senovės graikų filosofų raštuose. Tačiau iš tikrųjų naujasis jos gimimas įvyko 1948 m., kai buvo išleista amerikiečių mokslininko Norberto Wienerio knyga „Kibernetika“.

Iki „kibernetinės“ revoliucijos pradžios buvo tik popierinė informatika, kurios pagrindinė suvokimo priemonė buvo žmogaus smegenys ir kuri nenaudojo elektros. „Kibernetinė“ revoliucija sukėlė iš esmės kitokią – mašinų informatiką, atitinkančią gigantiškai išaugusius informacijos srautus, kurių energijos šaltinis yra elektra. Sukurtos visiškai naujos informacijos gavimo, jos kaupimo, apdorojimo ir perdavimo priemonės, kurios kartu sudaro sudėtingą informacijos struktūrą. Ją sudaro automatinės valdymo sistemos (automatizuotos valdymo sistemos), informacinių duomenų bankai, automatizuotos informacijos bazės, kompiuterių centrai, vaizdo terminalai, kopijavimo ir telegrafo aparatai, visos šalies informacinės sistemos, palydovinės ir didelės spartos šviesolaidinio ryšio sistemos – visa tai neribotai išsiplėtė. elektros vartojimo apimtis.

Daugelis mokslininkų mano, kad šiuo atveju kalbame apie naują „informacinę“ civilizaciją, pakeičiančią tradicinę industrinio tipo visuomenės organizaciją. Šiai specializacijai būdingos šios svarbios savybės:

· platus informacinių technologijų panaudojimas materialinėje ir nematerialinėje gamyboje, mokslo, švietimo, sveikatos apsaugos ir kt. srityse;

plataus įvairių duomenų bankų tinklo buvimas, įskaitant viešąjį naudojimą;

informacijos transformavimas į vieną iš svarbiausių ekonominio, tautinio ir asmeninio tobulėjimo veiksnių;

laisvas informacijos judėjimas visuomenėje.

Toks perėjimas iš industrinės visuomenės į „informacinę civilizaciją“ tapo įmanomas daugiausia dėl energetikos plėtros ir patogios perdavimo ir naudojimo energijos rūšies – elektros energijos – tiekimo.

Elektra gamyboje.

Šiuolaikinė visuomenė neįsivaizduojama be gamybinės veiklos elektrifikavimo. Jau devintojo dešimtmečio pabaigoje daugiau nei 1/3 visos pasaulyje suvartojamos energijos buvo pagaminta iš elektros energijos. Iki kito šimtmečio pradžios ši proporcija gali padidėti iki 1/2. Toks elektros suvartojimo padidėjimas pirmiausia siejamas su jos suvartojimo padidėjimu pramonėje. Didžioji dalis pramonės įmonių dirba elektros energija. Didelis elektros energijos suvartojimas būdingas daug energijos vartojančioms pramonės šakoms, tokioms kaip metalurgijos, aliuminio ir inžinerijos pramonė.

Elektra namuose.

Elektra kasdieniame gyvenime yra būtinas pagalbininkas. Su ja susiduriame kiekvieną dieną ir, ko gero, nebeįsivaizduojame savo gyvenimo be jo. Prisiminkite, kada paskutinį kartą išjungėte šviesą, tai yra, jūsų namas negavo elektros, prisiminkite, kaip prisiekėte, kad neturite laiko niekam ir jums reikia šviesos, jums reikia televizoriaus, virdulio ir dar krūvos elektros prietaisai. Galų gale, jei būsime amžinai iškraunami, tai tiesiog grįšime į tuos senovės laikus, kai maistas buvo gaminamas ant laužo ir gyveno šaltuose vigvamuose.

Elektros svarbą mūsų gyvenime galima nusakyti visu eilėraščiu, ji tokia svarbi mūsų gyvenime ir mes taip prie jos pripratę. Nors jau nebepastebime, kad ji ateina į mūsų namus, bet kai ją išjungia, pasidaro labai nejauku.

Įvertink elektrą!

Bibliografija.

1. S.V.Gromovo vadovėlis „Fizika, 10 klasė“. Maskva: Švietimas.

2. Enciklopedinis jauno fiziko žodynas. Junginys. V.A. Chuyanov, Maskva: Pedagogika.

3. Allion L., Wilcons W.. Fizika. Maskva: Nauka.

4. Koltun M. Fizikos pasaulis. Maskva.

5. Energijos šaltiniai. Faktai, problemos, sprendimai. Maskva: mokslas ir technologija.

6. Netradiciniai energijos šaltiniai. Maskva: žinios.

7. Yudasin L.S. Energija: problemos ir viltys. Maskva: Švietimas.

8. Podgorny A.N. Vandenilio energija. Maskva: Nauka.

K kategorija: Elektros instaliacijos darbai

Elektros energijos gamyba

Elektros energija (elektra) yra pažangiausia energijos forma ir naudojama visose medžiagų gamybos sferose ir šakose. Jos pranašumai apima galimybę perduoti dideliais atstumais ir paversti kitomis energijos rūšimis (mechanine, termine, chemine, šviesa ir kt.).

Elektros energija gaminama specialiose įmonėse – elektrinėse, kurios elektros energija paverčia kitas energijos rūšis: cheminę, kuro, vandens, vėjo, saulės, atominę.

Galimybė perduoti elektrą dideliais atstumais leidžia statyti elektrines šalia kuro vietų arba prie didelio vandens upių, o tai yra ekonomiškiau nei transportuoti didelius kiekius kuro į elektrines, esančias šalia elektros vartotojų.

Priklausomai nuo naudojamos energijos rūšies, yra šiluminės, hidraulinės, atominės elektrinės. Vėjo energiją ir saulės šilumą naudojančios elektrinės vis dar yra mažos galios elektros energijos šaltiniai, neturintys pramoninės reikšmės.

Šiluminėse elektrinėse naudojama šiluminė energija, gaunama katilinėse krosnyse deginant kietąjį kurą (anglis, durpes, skalūnus), skystąjį (mazutas) ir dujinę (gamtinės dujos, aukštakrosnių ir kokso krosnių dujas).

Šiluminė energija sukantis turbinai paverčiama mechanine energija, kuri prie turbinos prijungtame generatoriuje paverčiama elektros energija. Generatorius tampa elektros energijos šaltiniu. Šiluminės jėgainės išsiskiria pagal pirminio variklio tipą: garo turbina, garo mašina, vidaus degimo variklis, lokomobilis, dujų turbina. Be to, garo turbininės elektrinės skirstomos į kondensacines ir kogeneracines. Kondensacinės stotys vartotojus aprūpina tik elektros energija. Išmetami garai praeina per aušinimo ciklą ir, virsdami kondensatu, vėl paduodami į katilą.

Vartotojus šilumine ir elektros energija aprūpina šilumos punktai, vadinami kogeneracinėmis elektrinėmis (CHP). Šiose stotyse šiluminė energija tik iš dalies paverčiama elektros energija, daugiausia išleidžiama pramonės įmonėms ir kitiems vartotojams, esantiems šalia elektrinių, aprūpinti garu ir karštu vandeniu.

Ant upių statomos hidroelektrinės (HE) – tai neišsenkantis energijos šaltinis elektrinėms. Jie teka iš aukštumų į žemumas ir todėl gali atlikti mechaninį darbą. Hidroelektrinės statomos ant kalnų upių, naudojant natūralų vandens slėgį. Lygiose upėse slėgis dirbtinai sukuriamas statant užtvankas, dėl vandens lygių skirtumo abiejose užtvankos pusėse. Hidroturbinos yra pagrindiniai hidroelektrinių varikliai, kuriuose vandens srauto energija paverčiama mechanine energija.

Vanduo suka hidroturbinos sparnuotę ir generatorių, o mechaninė hidroturbinos energija paverčiama generatoriaus generuojama elektros energija. Statant hidroelektrinę, be elektros gamybos uždavinio, sprendžiamas ir kitų nacionalinės ekonominės svarbos uždavinių kompleksas – gerinama upių laivyba, drėkinamos ir laistomos sausringos žemės, gerinamas vandens tiekimas miestams ir pramonės įmonėms.

Branduolinės elektrinės (AE) priskiriamos šiluminėms garo turbininėms stotims, kurios neveikia iškastiniu kuru, o kaip energijos šaltinį naudoja šilumą, gautą branduolinio kuro (kuro) atomų – ​​urano ar plutonio – dalijimosi procese. Atominėse elektrinėse katilinių blokų vaidmenį atlieka branduoliniai reaktoriai ir garo generatoriai.

Energijos tiekimas vartotojams daugiausia vykdomas iš elektros tinklų, jungiančių daugybę elektrinių. Lygiagretus elektrinių veikimas bendrame elektros tinkle užtikrina racionalų apkrovos paskirstymą tarp elektrinių, ekonomiškiausią elektros energijos gamybą, geresnį stočių instaliuotos galios panaudojimą, didina elektros energijos tiekimo vartotojams patikimumą ir aprūpina juos elektros energija normalūs kokybės rodikliai pagal dažnį ir įtampą.

Vienijimosi poreikį lemia nevienodas elektrinių apkrovimas. Vartotojų elektros energijos poreikis smarkiai kinta ne tik dienos metu, bet ir skirtingu metų laiku. Žiemą padidėja elektros sąnaudos apšvietimui. Žemės ūkyje elektros energijos reikia dideliais kiekiais vasarą lauko darbams ir drėkinimui.

Stočių apkrovos laipsnio skirtumas ypač pastebimas esant dideliam atstumui tarp elektros energijos suvartojimo zonų viena nuo kitos kryptimi iš rytų į vakarus, o tai paaiškinama skirtingu ryto valandų pradžios laiku. ir vakarinės apkrovos maksimumas. Siekiant užtikrinti vartotojų elektros energijos tiekimo patikimumą ir geriau išnaudoti skirtingais režimais veikiančių elektrinių galią, jos jungiamos į energetines ar elektros sistemas naudojant aukštos įtampos elektros tinklus.

Elektrinių, elektros linijų ir šilumos tinklų, taip pat elektros ir šilumos energijos imtuvų visuma, sujungta į vieną visumą režimo bendrumo ir elektros bei šiluminės energijos gamybos ir vartojimo proceso tęstinumo, vadinamas energetikos sistema (energetinė sistema). Elektros sistema, susidedanti iš pastočių ir įvairios įtampos perdavimo linijų, yra elektros sistemos dalis.

Atskirų regionų energetikos sistemos savo ruožtu yra sujungtos lygiagrečiai veikti ir sudaro dideles sistemas, pavyzdžiui, SSRS europinės dalies vieningą energetikos sistemą (UES), Sibiro, Kazachstano, Centrinės Azijos unifikuotas sistemas ir kt. .

Kombinuotosios elektrinės ir gamyklinės elektrinės į artimiausios elektros sistemos elektros tinklą dažniausiai jungiamos 6 ir 10 kV ar aukštesnės įtampos generatorinėmis linijomis (35 kV ir aukštesnės) per transformatorines. Galingų regioninių elektrinių pagamintos energijos perdavimas į elektros tinklą vartotojams tiekti atliekamas aukštos įtampos linijomis (110 kV ir aukštesnė).

- Elektros energijos gamyba