Elektroprivreda. Elektroprivreda Bjelorusije započela je svoje postojanje 1889. godine nakon izgradnje male (1,2 hiljade kW) elektrane u Dobrušu u lokalnoj fabrici papira, čiji su kotlovi radili na ugalj i drva. Ukupni kapacitet svih elektrana u Bjelorusiji 1913. godine iznosio je samo 5,3 hiljade kW, što je omogućilo primanje 3 miliona kWh električne energije. Ova količina energije jedva je bila dovoljna da osvijetli centralne ulice velikih gradova u to vrijeme i rad nekoliko malih bioskopa. U industriji se električna energija gotovo nikada nije koristila.
Početak razvoja moderne elektroprivrede položen je planom elektrifikacije Rusije (plan GOELRO), usvojenim 1921. godine. U skladu sa planom, prve su elektrane u Minsku, Vitebsku, Gomelju i Bobrujsku. da nastave sa radom. Najveće elektrane (1920-ih) bile su Minsk (3 hiljade kW) i Dobrushskaya (1,6 hiljada kW). Godine 1927., na močvarama Osinovskie u blizini Orše, započela je izgradnja Bjeloruske državne okružne elektrane - prve velike elektrane u Bjelorusiji, koja je 1940. godine dostigla projektni kapacitet od 34 hiljade kW. Sa ove stanice gradovi kao što su Vitebsk, Mogilev, Orsha i Shklov dobijali su jeftinu i održivu energiju putem dalekovoda. Tokom godina Velikog Otadžbinski rat Bjeloruska elektroprivreda je bila gotovo potpuno uništena. Trenutno je ukupan kapacitet elektrana u Bjelorusiji više od 8 miliona kW, a proizvodnja električne energije je 34,9 milijardi kWh. Na Vitebsku oblast i Minsk otpada skoro 2/3 ukupne električne energije proizvedene u zemlji.
U Bjelorusiji se elektroprivreda sastoji od praktično jedne vrste elektrana - termoelektrana. To su državne elektrane ( GRES) i kombinovane toplane i elektrane ( CHP). GRES proizvodi samo električnu energiju, CHP - struju i toplotu. U republici postoje i hidroelektrane ( hidroelektrane) (Sl. 102).
Najveća elektrana u Belorusiji je Lukomskaja GRES (Novolukoml) (Sl. 103); među kombinovanim termoelektranama najveća snaga imaju Minsk CHP-4 i Novopolotsk CHP. Tipična je visoka koncentracija proizvodnje električne energije: 11 najvećih elektrana sada proizvodi 95% ukupne električne energije. Skoro polovina proizvodnje električne energije dolazi iz CHP.
Rice. 103 Lukomskaya GRES: opšti pogled
Sve do 70-ih godina. 20ti vijek Treset i ugalj bili su glavne vrste goriva u elektranama u Bjelorusiji, trenutno prirodni plin i lož ulje.
Osim termoelektrana, Bjelorusija ima više od 30 malih hidroelektrana. Najveći od njih je Grodno (17 hiljada kW) na rijeci. Neman, Osipovichskaya (2,2 hiljade kW) na rijeci. Svisloch i Chigirinskaya (1,5 hiljada kW) na rijeci. Drut.
Sada Bjelorusija aktivno radi na korištenju netradicionalnih (alternativnih) izvora električne energije. Prva je energija vjetra. Zemlja je već identifikovala 1.640 tačaka na kojima se mogu instalirati vetroturbine, iako brzina vetra preko teritorije Belorusije u proseku nije veća od 3,5-5 m/s, a za ekonomsku korist vetroturbina trebalo bi da dostigne 7-12 gospođa. Neke instalacije već rade u regijama Minsk i Grodno. Drugi izvor nekonvencionalne energije - solarna energija. Međutim, za Bjelorusiju će to biti mnogo skuplje od hidrauličkog. Osim toga, i u Bjelorusiji ima malo sunčanih dana. (Zapamtite koliko je prosječno sunčanih dana u Bjelorusiji svake godine.)
Za sada jedini netradicionalni izvor električne energije na koji Bjelorusija trenutno može računati su elektrane koje koriste otpad drvne industrije i šumarstva, biogas i repičino ulje. U regiji Minsk, bioenergetske elektrane već rade u Snovi (2 MW) i Laniju (1,2 MW), au regiji Gomel - termoelektrana Khoiniki (0,5 MW) koja radi na repično ulje.
Elektrane koje se nalaze na teritoriji Bjelorusije, transformatorske podstanice su međusobno povezane dalekovodima različitih napona i oblika jedinstveni energetski sistem , koji je, zauzvrat, povezan dalekovodima sa elektroenergetskim sistemima susjednih zemalja.
Upotreba električne energije. Električna ravnoteža omogućava vam da odredite protok električne energije iz raznih izvora, njegovu međusektorsku distribuciju i gubitke. Glavni potrošači sve električne energije su industrija i građevinarstvo. Osim njih, troši se dosta električne energije Poljoprivreda, transport i stambeno-komunalne usluge (Sl. 104).
Bjelorusija nema dovoljno vlastite struje. Do 1982. godine republički energetski bilans karakterisala je održiva samoodrživost električnom energijom. Ali zbog viška potrošnje električne energije u odnosu na povećanje električnih kapaciteta Bjelorusije u poslednjih godina postalo je malo. Problemi i perspektive razvoja elektroprivrede. Električni intenzitet proizvoda proizvedenih u Bjelorusiji i dalje je veći nego u mnogim zemljama Europske unije. Stoga je ušteda goriva i električne energije jedan od glavnih zadataka bjeloruske ekonomije. Značajan problem predstavlja činjenica da mnoge male termoelektrane imaju niske tehničko-ekonomske karakteristike, što negativno utiče na stanje okruženje, i koristite veliki broj radne resurse. Kako bi se povećala proizvodnja električne energije, počela je izgradnja Državne elektrane Zelvenskaya (2,4 miliona kW) i nuklearne elektrane u okrugu Ostrovets (2 miliona kW). Planirano je da se do 2016. godine obnovi 55 malih HE i izgradi nekoliko velikih i malih HE ukupnog kapaciteta oko 200.000 kW. Planirana je izgradnja druge HE na Nemanu u bliskoj budućnosti - Nemnovskaya. Na Zapadnoj Dvini će se stvoriti kaskada od četiri HE ukupne snage 132 hiljade kW, od kojih je prva - Polotsk (22 hiljade kW) već u izgradnji, a ostale (Verkhne Dvinskaya, Beshenkovichi i Vitebskaya) se projektuju .
Bibliografija
1. Geografija 10. razred / Tutorial za 10. razred ustanova opšteg srednjeg obrazovanja sa ruskim nastavnim jezikom / Autori: M. N. Brilevsky- Od autora, Uvod, § 1-32; G. S. Smoljakov- § 33-63 / Minsk "Narodna Asveta" 2012
U prvom metodološkom vodiču za početnike u operativnom kadru razmatran je princip proizvodnje električne energije u termoelektranama. U ovom poglavlju ćemo razmotriti glavne procese i karakteristike rada opreme tokom prijenosa električne energije od elektrane do potrošača.
U ogromnoj većini slučajeva električna energija koja izlazi iz generatora odmah se pretvara u struju višeg napona pomoću transformatora za povećanje napona, a kod potrošača se pretvara u električnu energiju nižeg napona. Zašto se to radi. Napon generatora u većini termoelektrana je 6-10 kV, na velikim generatorima 15-20 kV. Električnu energiju, ili jednostavnije, snagu takvog napona na velike udaljenosti, nije ekonomski isplativo prenositi iz dva razloga:
- 1. Preveliki gubici (što je veći napon to je manji gubitak električne energije. O tome će detaljnije biti reči u odeljku „Gubici električne energije“);
- 2. Zbog niske propusnosti.
Ako se neko sjeća, svaki vodič određene dionice može proći određenu količinu električne struje, a ako se ta vrijednost prekorači, provodnik će se početi zagrijavati, a zatim se jednostavno otopiti. Ako pogledate formulu za ukupnu snagu S=v3UI (U - napon, I - struja), onda je lako pogoditi da je za istu količinu prenesene snage, veći napon linije, manji iznos struja koja teče kroz njega. Dakle, da bi se prenosila snaga, na primjer, duž jednog 110 kV voda pomoću 10 kV vodova, biće potrebno izgraditi 10 10 kV vodova sa žicom istog poprečnog presjeka kao i 110 kV vod. Ako se elektrana nalazi u blizini potrošača (na primjer, veliko postrojenje), onda nema smisla povećavati napon za prijenos energije i on se napaja potrošaču na naponu generatora, čime se štedi na transformatorima. Usput, koja je razlika između struje i električne energije? Ništa. Električna snaga je trenutna vrijednost električna energija a mjeri se u vatima, kilovatima, megavatima (W, kW, MW), a električna energija je količina električne energije koja se prenosi u jedinici vremena i mjeri se u kilovat satima (kWh). Jedinica u kojoj se električna energija pretvara iz jednog napona u drugi naziva se transformator.
Princip rada i dizajn transformatora
Kao što smo već rekli, transformator služi za pretvaranje električne snage jednog napona u električnu snagu drugog napona. Kako se ovo dešava? Trofazni transformator je magnetsko kolo (jezgro) napravljeno od limova električnog čelika i koje se sastoji od tri vertikalne šipke povezane odozgo i odozdo istim poprečnim šipkama (oni se nazivaju jaram). Namoti niskog i visokog napona postavljaju se na šipke u obliku cilindričnih namotaja od izolovanog bakrene žice. U energetskom sektoru ovi namoti se nazivaju visokim i niskim naponom ako transformator ima dva namota, odnosno ima samo dva napona. U tronamotajnom transformatoru nalazi se i srednjenaponski namotaj. Namotaji se na štap postavljaju sledećim redom: prvo se namotaj niskog napona (najbliži je magnetskom kolu), zatim na njega namotaj srednjeg napona i zatim namotaj višeg napona, odnosno tri namota staviti na svaki štap, ako transformator ima tri namotaja i dva namota, ako transformator ima dva namota. Radi jednostavnosti, razmotrit ćemo rad dva transformatora namota. Namotaji jedne šipke formiraju fazu. Linijski terminali su povezani na početak svakog namota, kroz koji električna energija ulazi i izlazi iz transformatora. Namotaj u koji električna snaga ulazi u transformator naziva se primarni, a namotaj iz kojeg pretvorena snaga napušta sekundar. Ako se snaga približi namotaju niskog napona i napusti namotaj višeg napona, tada se transformator naziva pojačivačem. I obrnuto, ako se snaga približi namotu višeg napona i napusti namotaj nižeg napona, tada se transformator naziva silazni. Po svom dizajnu, oni se ne razlikuju. Krajevi namotaja visokog i niskog napona su različito povezani. Krajevi namotaja višeg napona povezani su zajedno i formiraju zvijezdu, naziva se i neutralna (zašto, razmotrit ćemo kasnije). Krajevi niskonaponskih namotaja su zamršeno povezani, naime, kraj svakog namotaja je povezan s početkom drugog, formirajući, ako se na dijagramu proširi, trokut na čije su vrhove povezani linearni izlazi. Zašto su namotaji visokog i niskog napona različito povezani? Iz čisto ekonomskih razloga. Struja a napon se dijeli na fazni i linearni. Linearni je napon između faze A-B, B-C i C-A, naziva se i interfaza. Fazni napon je napon između svake (pojedinačne) faze i mase ili, u slučaju transformatora, neutralnog transformatora. Fazni napon je v3 puta (1,73 puta) manji od linearnog napona. Linearnu i faznu struju najbolje je razmotriti na primjeru povezivanja namota transformatora. Struja koja teče kroz svaku fazu linije naziva se linearna. Struja koja teče kroz namotaj svake faze transformatora ili elektromotora naziva se fazna struja. Ako je namotaj ovih jedinica spojen na zvijezdu, onda je linearna struja, i u linijskoj fazi i u fazi zvijezde, ista (nacrtajte zvijezdu i liniju i odmah će biti jasno). To jest, kada je namotaj spojen na zvijezdu, linearna struja je jednaka faznoj struji. Ako je namotaj spojen u trokut (nacrt), tada vidimo kako struja iz linije, približavajući se vrhu trokuta, razilazi kroz dva namota. Ovdje fazna struja nije jednaka linearnoj struji, manja je od nje. Fazna struja, kao i napon, je v3 puta (1,73 puta) manja od linearne. Kada je namotaj spojen u zvijezdu, struja koja teče kroz njega jednaka je linearnoj struji, a napon na ovom namotu jednak je faznom naponu. A kada je namotaj spojen u trokut, tada je struja koja teče kroz njega jednaka faznoj struji, a napon na svakom namotu jednak je linearnom naponu. A ako je, na primjer, namotaj transformatora, na koji se primjenjuje napon od 110 kV, prvo spojen na zvijezdu, a zatim na trokut, onda u prvom slučaju (kada je zvijezda) napon primijenjen na namotaj svake faze će biti 63 kV, au drugom slučaju (kod trougla) 110 kV. Stoga, kada je namotaj spojen u trokut, izolacija na njemu mora biti veća, a time i skuplja. Sa strujama je suprotno. Kada je namotaj spojen u trokut, struja koja teče kroz njega je v3 puta manja od struje koja teče kroz isti namotaj ako je spojen u zvijezdu. Ako je struja manja, tada je poprečni presjek žice za namotaje manji i namotaj je jeftiniji. Budući da je struja na strani niskog napona veća od struje na strani višeg napona (i stoga je poprečni presjek žice za namotaje veći), to je niskonaponski namotaj koji je spojen u trokut. Što je veći napon, to su skuplji troškovi izolacije. Zbog toga je namotaj višeg napona povezan sa zvijezdom. Postoje i koncepti kao što su nazivna struja i nazivni napon. Nazivna struja je maksimalna struja koja teče kroz provodnik dugo vremena bez njegovog pregrijavanja iznad temperature dozvoljene za njegovu izolaciju. Nazivni napon je maksimalni napon u odnosu na uzemljenje (fazni napon) ili druge faze ove opreme (linearni napon), primijenjene na provodnik dugo vremena (djelujući na provodnik) bez opasnosti od oštećenja (kvara) njegove izolacije. Za svaku opremu proizvođač navodi nazivnu struju i napon njenih vodiča.
Dakle. Kada se električna energija dovodi do primarnog namota transformatora, struja koja teče kroz njega (kroz namotaj) stvara naizmjenični magnetni tok u magnetskom kolu na kojem su namoti obučeni, što zauzvrat indukuje u sekundarnom namotu tzv. naziva se elektromotorna sila (emf). E.m.f. je isto što i snaga. Na ovaj način, uz pomoć elektromagnetne sprege, snaga se prenosi kroz transformator. Nemojte brkati sa električnom komunikacijom. Električna veza (naziva se i metalna) je kada se energija prenosi kroz provodnik bez ikakvih zračnih otvora. Odnos primarnog i sekundarnog napona, kao i broj zavoja namotaja, određuje se formulom:
U1 / U2 = w1 / w2
gdje su U1 i w1 napon i broj zavoja primarnog namotaja, a U2 i w2 su sekundarni. Iz ovoga slijedi da se odabirom broja zavoja primarnog i sekundarnog namota može dobiti željeni sekundarni napon. Odnos višeg napona i nižeg napona ili odnos broja zavoja namotaja višeg napona i namotaja nižeg napona (koji je isti) naziva se omjer transformacije transformatora. Omjer transformacije je uvijek veći od jedan (ovo se ionako može pogoditi). Transformatori koji se koriste za pretvaranje električne snage jednog napona u snagu drugog napona nazivaju se snaga. Postoje i strujni i naponski transformatori. Ovi transformatori se nazivaju mjerni, jer. dizajnirani su za napajanje uređaja za mjerenje struje i napona, ali će o njima biti više riječi u dijelu o relejnoj zaštiti, automatizaciji i mjerenjima. Količina snage koja prolazi kroz energetski transformator se ne mijenja (ako izuzmemo beznačajne gubitke tokom transformacije), mijenjaju se samo vrijednosti struje i napona. Sjećajući se formule snage, S=v3UI, nije teško pretpostaviti da koliko puta se mijenja napon tokom transformacije, struja se mijenja isto toliko, samo u poleđina, odnosno ako se napon nakon transformatora poveća za 10 puta, tada se struja smanji za 10 puta. To je za ovo (da se smanji količina struje) i poveća napon u elektranama kako bi se prenosio na velike udaljenosti. Transformatori su suvi i uljni. Suhi transformatori (TC serija) su zračno hlađeni transformatori za zatvorenim prostorima. Dizajn je najjednostavniji, magnetni krug sa namotima stoji na izolatorima na podu prostorije i prekriven je metalnim mrežastim kućištem. Proizvedenu toplotu uklanja okolni vazduh. Suhi transformatori se proizvode za napon do 10 kV i uglavnom se koriste za sopstvene potrebe elektrana. U industriji se uglavnom koriste uljni transformatori (serija TM, TD, TDC, TC. Slova M, D, DC i C označavaju način hlađenja i cirkulacije ulja). U transformatoru punjenom uljem, magnetsko kolo sa namotima smješteno je u zatvoreno kućište napunjeno transformatorskim uljem, koje služi za hlađenje i istovremeno izolaciju magnetnog kola i namotaja. Na vrhu kućišta nalazi se ekspanzioni spremnik, koji služi za napajanje kućišta i primanje ulja iz kućišta uz promjene temperature u zapremini ulja unutar kućišta transformatora. Na bočnim stranama kućišta uljnog transformatora nalaze se hladnjaci ulja koji služe za hlađenje ulja. Ulje, pod uticajem temperaturne razlike unutar kućišta i spolja u radijatoru, konstantno cirkuliše kroz radijatore, hlađeno spoljnim vazduhom. To se zove prirodno hlađenje i prirodna cirkulacija ulja (M sistem hlađenja). Takav sistem hlađenja koristi se na transformatorima do 10 MW. Na transformatorima većim od 10 MW, hladnjake ulja duvaju ventilatori radi veće efikasnosti hlađenja. Ovaj sistem hlađenja D je sa prirodnom cirkulacijom i prinudnom propuhom. Za još efikasnije hlađenje ulje cirkuliše pumpama, dok radijatore duvaju ventilatori. Ovaj sistem hlađenja pripada DC tipu - sa prinudnom cirkulacijom ulja i prinudnim peskarenjem i koristi se na transformatorima snage preko 100 MW. Najefikasniji sistem danas je C sistem - sa prinudnom cirkulacijom ulja i vodenim hlađenjem hladnjaci ulja. Primjenjuje se na transformatorima od 500 MW i više.
U tehničkoj literaturi se često nalazi još jedna karakteristika transformatora - ovo je Uk%, što se prevodi kao napon kratki spoj u procentima. Napon Uk% je napon primijenjen na jedan od namotaja transformatora, pri kojem nazivna struja teče kroz drugi kratko spojeni namotaj (usput rečeno, nazivna struja također teče kroz prvi namotaj u ovom trenutku). Uk% karakterizira impedanciju transformatorskih namotaja i koristi se pri proračunu struja iza transformatora u različiti načini rada rad mreže.
Energetski transformatori se proizvode uglavnom u trofaznoj verziji. Energetski transformatori (500 MVA i više) proizvode se u monofaznoj verziji iz jednostavnog razloga što će trofazni transformator takve snage biti takvih dimenzija da ga neće biti moguće isporučiti na mjesto montaže. Transformatori su dvonamotajni (VN, NN), tronamotajni (HV, SN, NN) i sa razdvojenim namotajima. Transformator sa podeljenim namotajem ima dva identična niskonaponska namotaja. čemu služi? Transformatori sa podijeljenim namotajima imaju povećan Uk % (otpor namotaja), pa ih je svrsishodnije koristiti za napajanje rasklopnih uređaja s velikim brojem priključaka. Rasklopni uređaj nije napravljen od dva dela (po jedan transformator za svaku), već od četiri. Jedan transformator napaja dvije sekcije (svaki namotaj napaja zasebnu sekciju). Na taj način smanjujemo struju kratkog spoja u sekcijama za polovicu, u odnosu na to da postoje dvije sekcije i svaka se napaja sa dva transformatora namota.
Regulacija napona transformatora
Kao što smo već rekli, vrijednost napona na sekundarnom namotu transformatora može se mijenjati promjenom broja zavoja primarnog ili sekundarnog namotaja. Na energetskim transformatorima predviđena je promjena broja zavoja na namotu višeg napona. Da biste to učinili, neki od zavoja višenaponskog namota imaju grane za podešavanje, pomoću kojih možete dodati ili smanjiti broj zavoja namota višeg napona. Smanjenjem broja zavoja namotaja višeg napona, kada se radi o primarnom namotu (step-down transformator), smanjuje se otpor namota, pa se povećava struja i magnetni tok u jezgru transformatora, što znači da napon na niskonaponski namotaj se povećava, što u ovaj slučaj je sekundarno. I obrnuto. Povećanjem broja zavoja namotaja višeg napona raste otpor namota, pa se smanjuje struja i magnetni tok u jezgru transformatora, a samim tim i napon na niskonaponskom namotu.
U slučaju pojačanog transformatora, kada je niskonaponski namotaj primarni, a visoki napon sekundarni, ne dolazi do procesa povećanja napona na sekundarnom namotu zbog povećanja magnetni fluks, već povećanjem broja zavoja sekundarnog namota, odnosno namotaja višeg napona.
Zašto se regulacija napona vrši upravo na namotu višeg napona bit će jasno nakon razmatranja dizajna izmjenjivača slavina. U uljnim transformatorima se koriste dvije vrste izmjenjivača slavina - PBV i OLTC. PBV prekidač znači uključivanje bez pobude, odnosno na isključenom transformatoru i predstavlja sistem fiksnih kontakata spojenih na grane namotaja i pokretnih kontakata povezanih na glavni namotaj. Pokretni kontakti smješteni su na uređaju u obliku bubnja, okretanjem kojeg se sa pogonskom ručkom smještenom na poklopcu transformatora mijenja broj zavoja namotaja višeg napona. Budući da je često nezgodno regulisati napon na ovaj način zbog potrebe isključivanja transformatora, onda se uz pomoć PBV prekidača vrši uglavnom sezonska regulacija napona kada se mijenjaju opterećenja u susjednoj mreži, odnosno zimi. i ljeti (zimi ima više opterećenja, što znači veći pad napona u mreži i napon se mora povećati).
Za česta podešavanja napona, na transformatorima se ugrađuje izmjenjivač pod opterećenjem, što znači regulaciju pod opterećenjem. Preklopnik tipa OLTC omogućava podešavanje napona bez isključivanja transformatora ili čak uklanjanja opterećenja s njega, stoga je njegov dizajn složeniji od PBV prekidača. Kako bi se osiguralo da prilikom prebacivanja pokretnog kontakta s jedne grane na drugu ne dođe do prekida strujnog kruga namotaja, izmjenjivač napona ima po dva pomična kontakta za svaku fazu (glavni i skretni) i prebacivanje s jednog grana na drugu se odvija u dvije faze - prvo se glavni kontakt prebacuje na novu granu, a zatim shunt. I tako da u trenutku kada je glavni kontakt već na novoj grani, a ranžirni još uvijek na starom, ne dođe do kratkog spoja zavoja između ovih kontakata, u krug ranžirnog kontakta se ugrađuje poseban otpor i struja ne prolazi kroz kratki spoj koji formiraju glavni i šant kontakti. Izmjenjivač slavina se ne ugrađuje u zajednički spremnik transformatora, gdje se nalazi magnetni krug sa namotajima, već u poseban odjeljak, gdje se izvode grane namotaja višeg napona. To je zbog činjenice da se pri prebacivanju pod opterećenjem između kontakata javlja, iako beznačajno, ali električni luk, koji razlaže ulje uz oslobađanje vodonika. A ako je izmjenjivač slavina pod opterećenjem bio u zajedničkom spremniku, tada bi se vodik stalno akumulirao u plinskom releju transformatora, uzrokujući nepotrebna isključenja zaštite plina (o tome će se detaljnije govoriti u odjeljku o zaštiti releja i automatizaciji) . Izmjenjivač slavina se može uključiti i daljinski pomoću kontrolnog ključa i uz pomoć AVR (automatska regulacija napona), koji reagira na promjene napona na sekundarnom namotu.
U suhim transformatorima nema prekidača slavina, a promjena broja zavoja nastaje ponovnim spajanjem posebne metalne ploče na namotu svake faze, povezujući glavni dio namota s dodatnim zavojima.
Autotransformatori
Za povezivanje se koriste autotransformatori razvodni uređaji različit napon. Autotransformator se razlikuje od transformatora sa tri namotaja po tome što nema srednjenaponski namotaj. Prosječni napon se uzima iz dijela namotaja višeg napona. Uostalom, u namotu transformatora spojenom na zvijezdu, napon od maksimuma na početku namota opada sa svakim okretom prema neutralnom, sve dok ne padne na nulu na nulu nakon posljednjeg zavoja. Na osnovu ovog principa je napravljen srednjenaponski namotaj autotransformatora. Na primjer, autotransformator sa naponom od 220/110/10 kV negdje u sredini namota višeg napona (220 kV) ima grane koje odgovaraju naponu od 110 kV, ovo je namotaj srednjeg napona u kombinaciji sa namotom višeg napona (ili bolje rečeno, biti dio toga) . Stoga je autotransformator manjih dimenzija i jeftiniji od tri namotaja transformatora iste snage. Na namotaju višeg napona (kao kod transformatora) postoji nekoliko grana za mogućnost regulacije napona pomoću izmjenjivača slavina pod opterećenjem.
U PTE-u možete pronaći takvu stvar kao što je dozvoljeni napon za datu granu namota transformatora. Kako to razumjeti i gdje nabaviti ove dozvoljene napone? Kao što smo rekli na početku ovog odjeljka, u namotajima transformatora spojenih zvijezdom, napon opada sa svakim okretom prema neutralnom. S tim u vezi, izolacija se takođe smanjuje sa svakim skretanjem, odnosno sa svakom granom prema neutralnom (radi uštede). Dakle, svaka grana ima svoj dozvoljeni napon. A ovaj napon možete vidjeti u tabeli kapa transformatora, u fabričkim uputstvima, u najgorem slučaju, na pločici pričvršćenoj na transformator.
Ministarstvo obrazovanja i nauke Ukrajine
Dokuchaev Mining College
apstraktno
iz fizike na temu:
"Prijem, prenos i distribucija energije"
Završio učenik ERGO grupe 23 1/9 Narizhny S.G.
Predavač: Uškalo I.G.
Dokučajevsk - 2004
Prilikom razvoja aluvijalnih, rudnih i nemetalnih ležišta uglja, glavna vrsta energije je električna energija koju preduzeća dobijaju iz energetskih sistema zemlje, au udaljenim područjima - iz lokalnih elektrana.
Energetski sistem je skup elektrana, električnih i toplotnih mreža povezanih sa opštošću režima u kontinuirani proces proizvodnja, konverzija i distribucija električne i toplotne energije u generalni menadžment ovim načinom rada. Elektroenergetski dio elektroenergetskog sistema obuhvata skup električnih instalacija elektrana i električnih mreža.
Napajanje električnom energijom je opskrba potrošača električnom energijom, a sistem napajanja je skup električnih instalacija predviđenih za ovu namjenu. Napajanje je eksterno i interno.
To eksterno napajanje uključuju nadzemne i kablovske dalekovode (TL) od izlaza oblasnih trafostanica ili grana iz elektroenergetskih sistema do ulaza u sabirnice glavnih trafostanica (GPP) preduzeća.
To interno napajanje obuhvataju površinske i podzemne trafostanice (stacionarne i mobilne), distributivne tačke visokog i niskog napona, nadzemne i kablovske dalekovode i električne prijemnike rudarskih preduzeća.
Trenutno, pri projektovanju izvora napajanja za nova rudarska područja i rekonstrukciji starih, predviđeni su sistemi dubokog unosa napona 35–220 kV, tj. višenaponska električna energija se isporučuje potrošačima, minimizirajući broj mrežnih veza i faza međutransformacije.
Specifična vrijednost ulaznog napona utvrđuje se na osnovu tehničko-ekonomskih proračuna, u kojima se upoređuju početni troškovi izgradnje, troškovi eksploatacije, pokazatelji u pogledu kvaliteta električne energije, perspektive daljeg razvoja elektroenergetskog sistema.
Napajanje rudarskih preduzeća mora se vršiti preko najmanje dva dalekovoda, bez obzira na vrijednost napona. U normalnom načinu rada, svi vodovi moraju biti pod opterećenjem i raditi odvojeno. Moguće je koristiti i dvokružno nadzemnih vodova na nosačima dizajniranim za povećana opterećenja vjetrom i ledom (jedan korak više od standarda utvrđenih za ovo područje).
U sistemu eksternog napajanja rudarskih preduzeća koriste se sledeće vrednosti napona: 220, 110, 35, 10 i 6 kV. U internom sistemu napajanja za razne potrebe preduzeća koriste sledeće napone: 6 kV (10 kV) - za stacionarne prijemnike električne energije, mobilne transformatorske podstanice, mašine i mehanizme koji se koriste za potonuće šahtova, kao i za mobilne elektrane visokih performansi površinskih kopova. Napon od 10 kV može se u nekim slučajevima koristiti za stacionarne instalacije rudnika uglja i škriljaca i stacionarne podzemne trafostanice rudnih i nerudnih rudnika samo uz dozvolu resornih ministarstava;
· 1140V– za bušotinske mašine i mehanizme visokih performansi u podzemnim radovima rudnika;
· 660V- za mreže za napajanje električnih prijemnika u podzemnim eksploatacijama i površinskim kopovima;
· 330V– za napajanje mreža predviđenih za napon 660V;
· 380/220V- za mreže za napajanje i rasvjetu električnih prijemnika na površini rudarskih preduzeća sa tro- ili četverožičnim sistemom od uobičajenih transformatora;
· 220 ili 127V- za hranu ručni alat i rasvjetna mreža u podzemnim rudnicima.
Za stvaranje racionalni sistemi napajanja, potrebno je koristiti kompletne trafostanice, transformatore sa automatska regulacija napon, odvojeno napajanje potrošača podzemnih radova rudnika od transformatora sa podijeljenim sekundarnim namotajima ili izolacijskih transformatora s omjerom transformacije jednakim jedan.
Klasifikacija elektrana, trafostanica i električnih mreža
elektrana pozvao industrijsko preduzeće(električna instalacija), koja služi za proizvodnju električne energije, a ponekad i za proizvodnju toplinske energije. Električne stanice se razlikuju jedna od druge po svojoj namjeni, vrsti proizvedene struje, vrsti goriva ili energije koja se koristi i vrsti primarnih mašina.
U zavisnosti od vrste goriva ili energije koja se koristi, postoje termoelektrane(TE i GRES), hidroelektrane (HE), nuklearne (NE). Prema vrsti primarnih mašina, elektrane se dele na stanice sa parnim, hidrauličnim, gasne turbine, nuklearni reaktori, motori unutrašnjim sagorevanjem. Stanice s parnim turbinama mogu biti kondenzacijske (CPP) i kogeneracijske (CHP).
Trafostanica – ovo je električna instalacija koja služi za pretvaranje i distribuciju električne energije i sastoji se od energetskih transformatora ili drugih pretvarača energije, visokonaponskih i niskonaponskih razvodnih uređaja, baterija, upravljački uređaji, zaštitni i pomoćni objekti.
Površinske trafostanice rudarskih preduzeća mogu se klasifikovati prema dva kriterijuma: namjeni i dizajnu. Po nameni imaju sledeće skraćene nazive: GPP - glavna silazna trafostanica, koja prima električnu energiju iz elektroenergetskog sistema ili direktno iz elektrane i distribuira ovu energiju do prijemnika u preduzeću; CRP - centralno distribuciona tačka, koji prima energiju sličnu GPP-u i distribuira primljenu energiju potrošačima električne energije cijelog preduzeća ili njegovog posebnog dijela. CRP se uglavnom koristi na otvoreni kopovi. KTP - kompletne transformatorske stanice, koje se sastoje od jednog ili više transformatora, visokonaponskih i niskonaponskih rasklopnih uređaja sa zaštitnom rasklopnom opremom. Kada je instaliran na na otvorenom slovo H dodaje se oznaci (vanjska instalacija).
električna mreža naziva se skup električnih instalacija za prijenos i distribuciju električne energije, koji se sastoji od trafostanica, rasklopnih uređaja, strujnih kanala, nadzemnih i kablovskih dalekovoda koji rade na određenom području.
Avio linijom(VL) prijenosnik snage je uređaj za prijenos i distribuciju električne energije putem žica koje se nalaze na otvorenom i pričvršćene uz pomoć izolatora i armatura na različite nosače ili nosače i nosače na inženjerskim konstrukcijama (mostovi, nadvožnjaci i sl.). Za početak i kraj nadzemnog voda uzimaju se linearni portali razvodnih uređaja.
kablovsku liniju(CL) je vod za prijenos električne energije, koji se sastoji od jednog ili više kabela sa spojnim, zaključavajućim i krajnjim čaurama (klemama) i pričvrsnim elementima.
Nezavisno napajanje Potrošači električne energije nazivaju se izvori napajanja na kojima se napon održava u utvrđenim granicama nakon hitnog režima, kada nestane na drugim izvorima napajanja ovih potrošača.
Električne mreže se izvode preko nadzemnih ili kablovskih dalekovoda. Glavni elementi nadzemnih vodova su: gole žice, nosači, izolatori, linearna armatura i gromobranski kablovi. Trenutno se koriste aluminijske i čelično-aluminijske žice. Po dizajnu žice mogu biti jednožične, višežične od jednog metala i višežične od dva metala, kao što su aluminij i čelik.
Položaj žica na nosačima može biti različit: na vodova s jednim krugom - trokut (slika a) ili vodoravno (slika b); na dvije kontaktne linije - obrnutu jelku (sl. c) ili šesterokut u obliku bureta (slika d). Na gornjim tačkama nosača postavljaju se gromobranski kablovi.
U svakom slučaju, žice su raspoređene asimetrično, što dovodi do nejednakih vrijednosti reaktansi i vodljivosti. Da bi se dobili jednaki kapaciteti i induktivnosti sve tri faze dalekovoda u različitim presjecima na proširenim dalekovodima, na nosačima se sukcesivno mijenja međusobni raspored žica u odnosu na druge, odnosno vrši se tzv. transpozicija žica. korišteno.
Nosači su izrađeni od drveta, čelika i armiranog betona. Glavne vrste nosača: sidreni i srednji. Prvi se postavljaju za kruto pričvršćivanje žica na krajevima vodova ili njegovim ravnim dijelovima, na raskrsnicama posebno važnih inženjerskih konstrukcija i velikih rezervoara. Sidreni nosači moraju izdržati jednostrano stezanje dvije žice. Srednji oslonci služe za podupiranje žice na ravnim dijelovima dalekovoda između susjednih sidrenih nosača. Za takve nosače, napetost žica se ne prenosi na ove nosače. Drveni nosači od bora, ariša su jednostavni za proizvodnju i jeftini. Mana drvenim stubovima- kratak vijek trajanja. Čelik se koristi za metalne nosače. Oni zahtevaju visoki troškovi metala i potrebno je redovno farbanje radi zaštite od korozije. Nosači od armiranog betona od armature, nenapregnute, obložene vibro- ili centrifugiranim betonom. Takvi nosači zahtijevaju manje metala, nisu podložni koroziji, izdržljiviji su od drvenih i stoga su postali široko rasprostranjeni u izgradnji dalekovoda napona do 750 kV.
inkluzivno.| a) | u) | G) | ||||
| b) | ||||||
| Opcije za lokaciju žica na nosačima. | ||||||
izolatori nadzemnih vodova od porcelana ili kaljenog stakla. Ovi materijali imaju visoku mehaničku i električnu čvrstoću, otpornost na vremenske utjecaje. Porculanski izolatori su teži od staklenih i manje su otporni na njih udarna opterećenja. At razne povrede porcelan puca, što je teško uočiti vizuelno, a kaljeno staklo se raspada. Na nadzemnim dalekovodima se koriste dvije vrste izolatora: pin i ovjes. Prvi se koriste za dalekovode do 35 kV, a drugi za dalekovode bilo kojeg napona. Izolatori ovjesa sastavljeni su u vijence, koji se nazivaju oslonac na međunosačima, a zatezanje na sidrenim. Broj izolatora u vijencu ovisi o radnom naponu dalekovoda, stepenu zagađenosti atmosfere, materijalu nosača i vrsti korištenih izolatora. Na primjer, na PTL-35 postoje tri izolatora u vijencu, na PTL-110 - od šest do osam, a na PTL-220 u nosećem vijencu postavljeno je 10-14 izolatora s prečnikom čašice od 255 do 350 mm .
Nije tajna da struja u našem domu dolazi iz elektrana koje su glavni izvori električne energije. Međutim, između nas (potrošača) i stanice mogu biti stotine kilometara, a kroz svu tu veliku udaljenost struja se nekako mora prenijeti maksimalno efikasno. U ovom članku ćemo, zapravo, razmotriti kako se električna energija prenosi na daljinu do potrošača.
Trasa za transport električne energije
Dakle, kao što smo već rekli, polazna tačka je elektrana koja, zapravo, proizvodi električnu energiju. Do danas, glavne vrste elektrana su hidro (HE), toplotne (TE) i nuklearne (NE). Osim toga, postoje solarni, vjetroelektrični i geotermalni. stanice.
Dalje od izvora, električna energija se prenosi do potrošača, koji se mogu nalaziti na velikim udaljenostima. Da biste izvršili prijenos električne energije, potrebno je povećati napon pomoću pojačanih transformatora (napon se može povećati do 1150 kV, ovisno o udaljenosti).
Zašto se električna energija prenosi na visokom naponu? Sve je vrlo jednostavno. Prisjetite se formule za električnu energiju - P = UI, onda ako prenosite energiju potrošaču, što je veći napon na dalekovodu - niža je struja u žicama, uz istu potrošnju energije. Zahvaljujući tome, moguće je graditi dalekovode visokog napona, smanjujući poprečni presjek žica, u poređenju sa dalekovodima sa niskog napona. To znači da će se troškovi izgradnje smanjiti - što su žice tanje, to su jeftinije.
Shodno tome, električna energija se od stanice prenosi na pojačani transformator (po potrebi), a nakon toga, uz pomoć dalekovoda, električna energija se prenosi na CRP (centralne distribucijske trafostanice). Potonji se, pak, nalaze u gradovima ili u njihovoj neposrednoj blizini. Na CRP-u napon pada na 220 ili 110 kV, odakle se struja prenosi do trafostanica.
Dalje, napon se ponovo snižava (već do 6-10 kV) i distribucija električne energije se odvija među transformatorskim tačkama, koje se takođe nazivaju TP. Električna energija se može prenositi do transformatorskih tačaka ne putem dalekovoda, već pod zemljom kablovsku liniju, jer u urbanim sredinama će biti prikladnije. Činjenica je da je cijena prednosti prolaza u gradovima prilično visoka i bit će isplativije iskopati rov i položiti kabl u njega nego zauzeti prostor na površini.
Od transformatorskih tačaka, električna energija se prenosi na višespratnice, zgrade privatnog sektora, garažne zadruge itd. Skrećemo vam pažnju da napon na trafostanici ponovo pada, već na uobičajenih 0,4 kV (mreža od 380 volti).
Ako ukratko razmotrimo put prijenosa električne energije od izvora do potrošača, onda to izgleda ovako: elektrana (na primjer, 10 kV) - transformatorska podstanica (od 110 do 1150 kV) - dalekovod - stepenica- donja trafostanica - TP (10-0,4 kV) - stambene zgrade.
Na taj način struja se žicama prenosi do naše kuće. Kao što vidite, shema za prijenos i distribuciju električne energije do potrošača nije previše komplicirana, sve ovisi o tome kolika je udaljenost.
Kako električna energija ulazi u gradove i stiže u stambeni sektor jasno možete vidjeti na slici ispod:
Stručnjaci govore o ovom pitanju detaljnije:
Kako struja putuje od izvora do potrošača?
Šta je još važno znati?
Hteo sam da kažem i nekoliko reči o tačkama koje se ukrštaju sa ovim pitanjem. Prvo, istraživanja se traju već duže vrijeme o tome kako izvršiti prijenos električne energije bez žica. Postoji mnogo ideja, ali rješenje koje najviše obećava do sada je korištenje bežične WI-Fi tehnologije. Naučnici sa Univerziteta Washington otkrili su da je ova metoda sasvim stvarna i počeli su detaljnije proučavati problem.
Drugo, danas dalekovod emituje naizmjenična struja, nije trajno. To je zbog činjenice da pretvarači, koji prvo ispravljaju struju na ulazu, a zatim je ponovo čine promjenjivom na izlazu, imaju dovoljno visoka cijenašto nije ekonomski izvodljivo. Međutim, ipak propusnost dalekovodi jednosmerna struja 2 puta veći, što nas takođe tera da razmišljamo o tome kako to isplativije implementirati.
Električna energija ima neosporne prednosti prije svih drugih oblika energije. Može se prenositi žicom na velike udaljenosti uz relativno male gubitke i pogodno distribuirati među potrošačima. Glavna stvar je da je ta energija uz pomoć dovoljna jednostavnih uređaja lako se pretvaraju u bilo koje druge oblike: mehaničke, unutrašnje (zagrijavanje tijela), svjetlosnu energiju. Električna energija ima neosporne prednosti u odnosu na sve druge oblike energije. Može se prenositi žicom na velike udaljenosti uz relativno male gubitke i pogodno distribuirati među potrošačima. Glavna stvar je da se uz pomoć prilično jednostavnih uređaja ova energija može lako pretvoriti u bilo koje druge oblike: mehaničku, unutrašnju (zagrijavanje tijela), svjetlosnu energiju.
Prednost električne energije Može se prenijeti žicama Može se prenijeti žicama Može se transformirati Može se lako transformirati Lako se pretvara u druge vrste energije Lako se pretvara u druge vrste energije Lako se dobija iz drugih vrsta energije Lako se dobija iz drugih vrsta energije
Generator - Uređaj koji pretvara energiju jedne ili druge vrste u električnu energiju. Uređaj koji pretvara neki oblik energije u električnu energiju. Generatori uključuju galvanske ćelije, elektrostatičke mašine, termobaterije, solarni paneli Generatori uključuju galvanske ćelije, elektrostatičke mašine, termobaterije, solarne panele
Rad generatora Energija se može generirati ili rotacijom zavojnice u polju stalnog magneta, ili stavljanjem zavojnice u promjenjivo magnetsko polje (rotirati magnet, ostavljajući zavojnicu nepomičnom). Energija se može generirati ili rotacijom zavojnice u polju stalnog magneta, ili postavljanjem zavojnice u promjenjivo magnetsko polje (rotirati magnet, ostavljajući zavojnicu nepomičnom).
Značaj generatora u proizvodnji električne energije Važni detalji generatori su napravljeni veoma precizno. Nigdje u prirodi ne postoji takva kombinacija pokretnih dijelova koja bi mogla tako kontinuirano i ekonomično proizvoditi električnu energiju.Najvažniji dijelovi generatora su izrađeni vrlo precizno. Nigdje u prirodi ne postoji takva kombinacija pokretnih dijelova koja bi mogla proizvoditi električnu energiju tako kontinuirano i ekonomično.
Kako je uređen transformator? Sastoji se od zatvorenog čeličnog jezgra sastavljenog od ploča, na koje su postavljena dva namotaja sa žičanim namotajima. Primarni namotaj je spojen na izvor AC napon. Opterećenje je spojeno na sekundarni namotaj.
Nuklearne elektrane proizvode 17% svjetske proizvodnje. Početkom 21. vijeka radi 250 nuklearnih elektrana, u pogonu je 440 elektrana. Najviše SAD, Francuska, Japan, Njemačka, Rusija, Kanada. Koncentrat urana (U3O8) je koncentrisan u sledećim zemljama: Kanada, Australija, Namibija, SAD, Rusija. Nuklearne elektrane
Poređenje tipova elektrana Tipovi elektrana Emisije štetnih materija u atmosferu, kg Zauzeta površina Potrošnja čista voda m 3 Ispuštanje prljave vode, m 3 Troškovi zaštite životne sredine % CHPP: ugalj 251.5600.530 CHPP: lož ulje 150.8350.210
