Elektr energiyasini ishlab chiqarish va taqsimlash. Elektr energiyasini ishlab chiqarish va taqsimlash
I Kirish
II Elektr energiyasi ishlab chiqarish va undan foydalanish
1. Energiya ishlab chiqarish
1.1 Generator
2. Elektr energiyasidan foydalanish
III Transformatorlar
1. Uchrashuv
2. Tasniflash
3. Qurilma
4. Xususiyatlari
5. Rejimlar
5.1 Bo'sh turish
5.2 Qisqa tutashuv rejimi
5.3 Yuklash rejimi
IV Quvvat uzatish
V GOELRO
1. Tarix
2. Natijalar
VI Adabiyotlar ro'yxati
I Kirish
Zamonaviy dunyoda energiyaning eng muhim turlaridan biri bo'lgan elektr energiyasi juda katta rol o'ynaydi. Bu davlatlar iqtisodiyotining o‘zagi bo‘lib, ularning xalqaro maydondagi o‘rni va rivojlanish darajasini belgilab beradi. Elektr energetikasi bilan bog'liq ilmiy tarmoqlarni rivojlantirish uchun har yili katta mablag'lar yo'naltiriladi.
Elektr energiyasi kundalik hayotning ajralmas qismidir, shuning uchun uni ishlab chiqarish va ishlatish xususiyatlari haqida ma'lumotga ega bo'lish muhimdir.
II. Elektr energiyasi ishlab chiqarish va undan foydalanish
1. Energiya ishlab chiqarish
Elektr energiyasi ishlab chiqarish - bu maxsus texnik qurilmalar yordamida boshqa energiya turlaridan elektr energiyasini ishlab chiqarishdir.
Elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun:
Elektr generatori - mexanik ish elektr energiyasiga aylantiriladigan elektr mashinasi.
Quyosh batareyasi yoki fotoelement - elektromagnit nurlanish energiyasini, asosan yorug'lik diapazonida, elektr energiyasiga aylantiradigan elektron qurilma.
Kimyoviy oqim manbalari - kimyoviy reaktsiya orqali kimyoviy energiyaning bir qismini elektr energiyasiga aylantirish.
Elektr energiyasining radioizotop manbalari - radioaktiv parchalanish paytida chiqarilgan energiyadan sovutish suvini isitish yoki uni elektr energiyasiga aylantirish uchun ishlatadigan qurilmalar.
Elektr energiyasi elektr stansiyalarida ishlab chiqariladi: issiqlik, gidravlik, yadro, quyosh, geotermal, shamol va boshqalar.
Sanoat ahamiyatiga ega bo'lgan barcha elektr stansiyalarida amalda quyidagi sxema qo'llaniladi: birlamchi energiya tashuvchining energiyasi maxsus qurilma yordamida birinchi navbatda aylanish harakatining mexanik energiyasiga aylanadi, bu esa maxsus elektr mashinasi - generatorga o'tkaziladi. , bu erda elektr toki hosil bo'ladi.
Elektr stansiyalarining asosiy uch turi: issiqlik elektr stansiyalari, gidroelektrostansiyalar, atom elektr stansiyalari
Ko'pgina mamlakatlarning elektr energetikasida issiqlik elektr stansiyalari (IES) etakchi rol o'ynaydi.
Issiqlik elektr stantsiyalari juda ko'p miqdorda qazib olinadigan yoqilg'ini talab qiladi, shu bilan birga uning zahiralari pasayib bormoqda va qazib olish va tashish masofalari tobora qiyinlashib borayotgan sharoitlar tufayli xarajatlar doimiy ravishda oshib bormoqda. Ularda yoqilg'idan foydalanish koeffitsienti juda past (40% dan ko'p emas) va atrof-muhitni ifloslantiruvchi chiqindilar hajmi katta.
Iqtisodiy, texnik, iqtisodiy va ekologik omillar issiqlik elektr stansiyalarini elektr energiyasini ishlab chiqarishning istiqbolli usuli sifatida ko'rib chiqishga imkon bermaydi.
GES (GES) eng tejamkor hisoblanadi. Ularning samaradorligi 93% ga etadi va bir kVt / soat narxi elektr energiyasini ishlab chiqarishning boshqa usullariga qaraganda 5 baravar arzon. Ular bitmas-tuganmas energiya manbasidan foydalanadilar, minimal ishchilar soniga xizmat ko'rsatadilar va yaxshi tartibga solinadi. Mamlakatimiz alohida gidroelektr stansiya va agregatlarning hajmi va quvvati bo‘yicha jahonda yetakchi o‘rinni egallaydi.
Ammo rivojlanish sur'atlariga katta xarajatlar va qurilish vaqtlari to'sqinlik qilmoqda, chunki GES qurilish maydonlarining yirik shaharlardan uzoqligi, yo'llarning etishmasligi, qurilishning og'ir sharoitlari, daryo rejimining mavsumiyligi, qimmatbaho daryolarning katta maydonlari ta'sir qiladi. yerlarni suv omborlari suv bosadi, katta suv omborlari ekologik vaziyatga salbiy ta'sir qiladi, kuchli GESlar faqat tegishli resurslar mavjud bo'lgan joyda qurilishi mumkin.
Atom elektr stantsiyalari (AES) issiqlik elektr stantsiyalari bilan bir xil printsip asosida ishlaydi, ya'ni bug'ning issiqlik energiyasi generatorni harakatga keltiradigan turbina milining aylanish mexanik energiyasiga aylanadi, bu erda mexanik energiya elektr energiyasiga aylanadi.
Atom elektr stansiyalarining asosiy afzalligi - kam miqdorda yoqilg'i sarflanishi (1 kg boyitilgan uran 2,5 ming tonna ko'mir o'rnini bosadi), buning natijasida har qanday energiya tanqisligi bo'lgan hududlarda atom elektr stantsiyalarini qurish mumkin. Bundan tashqari, Yerdagi uran zaxiralari an'anaviy mineral yoqilg'i zahiralaridan oshib ketadi va atom elektr stantsiyalarining muammosiz ishlashi bilan ular atrof-muhitga kam ta'sir qiladi.
Atom elektr stantsiyalarining asosiy kamchiligi - bu halokatli oqibatlarga olib keladigan avariyalar ehtimoli, ularning oldini olish jiddiy xavfsizlik choralarini talab qiladi. Bundan tashqari, atom elektr stantsiyalari yomon tartibga solingan (ularni to'liq to'xtatish yoki yoqish uchun bir necha hafta kerak bo'ladi), radioaktiv chiqindilarni qayta ishlash texnologiyalari ishlab chiqilmagan.
Yadro energetikasi milliy iqtisodiyotning yetakchi tarmoqlaridan biriga aylandi va xavfsizlik va ekologik tozalikni ta’minlagan holda jadal rivojlanishda davom etmoqda.
1.1 Generator
Elektr generatori - bu energiyaning elektr bo'lmagan shakllari (mexanik, kimyoviy, issiqlik) elektr energiyasiga aylantiriladigan qurilma.
Generatorning ishlash prinsipi elektromagnit induksiya hodisasiga asoslanadi, magnit maydonda harakatlanayotgan va uning magnit kuch chiziqlarini kesib o‘tuvchi o‘tkazgichda EMF induksiyalanganda.Shuning uchun bunday o‘tkazgichni biz manba sifatida ko‘rishimiz mumkin. elektr energiyasidan.
Supero'tkazuvchilar magnit maydonda harakatlanadigan, yuqoriga yoki pastga harakatlanadigan induktsiyalangan emfni olish usuli amaliy foydalanishda juda noqulay. Shuning uchun generatorlar o'tkazgichning to'g'ri chiziqli emas, balki aylanish harakatidan foydalanadilar.
Har qanday generatorning asosiy qismlari quyidagilardir: magnitlar tizimi yoki ko'pincha magnit maydon hosil qiluvchi elektromagnitlar va bu magnit maydonni kesib o'tuvchi o'tkazgichlar tizimi.
Alternator - mexanik energiyani o'zgaruvchan tokning elektr energiyasiga aylantiradigan elektr mashinasi. Aksariyat alternatorlar aylanadigan magnit maydondan foydalanadilar.
Ramka aylanganda, u orqali magnit oqim o'zgaradi, shuning uchun unda EMF paydo bo'ladi. Ramka tashqi elektr zanjiriga oqim kollektori (halqalar va cho'tkalar) yordamida ulanganligi sababli, ramka va tashqi zanjirda elektr toki paydo bo'ladi.
Ramkaning bir tekis aylanishi bilan burilish burchagi qonunga muvofiq o'zgaradi:
Ramka orqali magnit oqim ham vaqt o'tishi bilan o'zgaradi, uning bog'liqligi funktsiya bilan belgilanadi:
Qayerda S− ramka maydoni.
Faradayning elektromagnit induktsiya qonuniga ko'ra, ramkada paydo bo'ladigan induksiyaning EMF:
induksiya EMF ning amplitudasi qayerda.
Jeneratorni tavsiflovchi yana bir qiymat - bu formula bilan ifodalangan oqim kuchi:
Qayerda i har qanday vaqtda joriy kuch, men m- oqim kuchining amplitudasi (mutlaq qiymatdagi oqim kuchining maksimal qiymati), ph c- oqim va kuchlanishning tebranishlari orasidagi faza almashinuvi.
Jeneratör terminallaridagi elektr kuchlanish sinusoidal yoki kosinus qonuniga ko'ra o'zgaradi:
Elektr stantsiyalarimizda o'rnatilgan deyarli barcha generatorlar uch fazali tok generatorlaridir. Aslida, har bir bunday generator uchta o'zgaruvchan tok generatorining bitta elektr mashinasidagi ulanishi bo'lib, ularda induktsiya qilingan EMF davrning uchdan biriga bir-biriga nisbatan siljiydi:
2. Elektr energiyasidan foydalanish
Sanoat korxonalarini elektr bilan ta'minlash. Sanoat korxonalari elektr energetika tizimining bir qismi sifatida ishlab chiqarilgan elektr energiyasining 30-70 foizini iste'mol qiladi. Sanoat iste'molining sezilarli o'zgarishi turli mamlakatlarning sanoat rivojlanishi va iqlim sharoitlari bilan belgilanadi.
Elektrlashtirilgan transportni elektr bilan ta'minlash. O'zgaruvchan tokdagi shaharlararo elektr transportining doimiy elektr transport rektifikator nimstansiyalari (shahar, sanoat, shaharlararo) va o'zgaruvchan tok bo'yicha pastga tushadigan podstansiyalar EPSning elektr tarmoqlaridan elektr energiyasi bilan ta'minlanadi.
Maishiy iste'molchilarni elektr energiyasi bilan ta'minlash. Ushbu PE guruhiga shaharlar va shaharchalarning turar-joylarida joylashgan binolarning keng doirasi kiradi. Bular turar-joy binolari, ma'muriy maqsadlardagi binolar, o'quv va ilmiy muassasalar, do'konlar, sog'liqni saqlash, madaniy-ommaviy maqsadlardagi binolar, umumiy ovqatlanish va boshqalar.
III. transformatorlar
Transformator - ikki yoki undan ortiq induktiv bog'langan o'rashga ega bo'lgan va elektromagnit induksiya yordamida bir (birlamchi) o'zgaruvchan tok tizimini boshqa (ikkilamchi) o'zgaruvchan tok tizimiga aylantirish uchun mo'ljallangan statik elektromagnit qurilma.
Transformator qurilma diagrammasi
1 - transformatorning birlamchi o'rashi
2 - magnit yadro
3 - transformatorning ikkilamchi o'rashi
F- magnit oqimining yo'nalishi
U 1- birlamchi o'rashdagi kuchlanish
U 2- ikkilamchi o'rashdagi kuchlanish
Ochiq magnit konturli birinchi transformatorlar 1876 yilda P.N. Yablochkov, ularni elektr "sham" ni quvvatlantirish uchun ishlatgan. 1885 yilda vengriya olimlari M. Deri, O. Blaty, K. Zipernovskiylar yopiq magnit zanjirli bir fazali sanoat transformatorlarini yaratdilar. 1889-1891 yillarda. M.O. Dolivo-Dobrovolskiy uch fazali transformatorni taklif qildi.
1. Uchrashuv
Transformatorlar turli sohalarda keng qo'llaniladi:
Elektr energiyasini uzatish va taqsimlash uchun
Odatda, elektr stantsiyalarida o'zgaruvchan tok generatorlari 6-24 kV kuchlanishda elektr energiyasini ishlab chiqaradi va elektr energiyasini uzoq masofalarga ancha yuqori kuchlanishlarda (110, 220, 330, 400, 500 va 750 kV) uzatish foydalidir. . Shuning uchun har bir elektr stantsiyasida kuchlanishni oshiradigan transformatorlar o'rnatiladi.
Elektr energiyasini sanoat korxonalari, aholi punktlari o'rtasida, shahar va qishloq joylarda, shuningdek sanoat korxonalari ichida taqsimlash havo va kabel liniyalari orqali, 220, 110, 35, 20, 10 va 6 kV kuchlanishda amalga oshiriladi. Shuning uchun transformatorlar kuchlanishni 220, 380 va 660 V gacha kamaytiradigan barcha tarqatish tugunlarida o'rnatilishi kerak.
Konverter qurilmalaridagi vanalarni yoqish uchun kerakli sxemani ta'minlash va konvertorning (konvertor transformatorlari) chiqishi va kirishidagi kuchlanishni moslashtirish.
Turli texnologik maqsadlar uchun: payvandlash (payvandlash transformatorlari), elektrotermik qurilmalarni elektr ta'minoti (elektr pechka transformatorlari) va boshqalar.
Radiotexnika, elektron jihozlar, aloqa va avtomatlashtirish asboblari, maishiy texnika vositalarining turli sxemalarini quvvatlantirish uchun, ushbu qurilmalarning turli elementlarining elektr zanjirlarini ajratish, kuchlanishni moslashtirish uchun va boshqalar.
O'lchov chegaralarini kengaytirish va elektr xavfsizligini ta'minlash uchun yuqori kuchlanishli elektr zanjirlarida yoki katta oqimlar o'tadigan davrlarda elektr o'lchash asboblari va ba'zi qurilmalarni (rele va boshqalarni) kiritish. (o'lchash transformatorlari)
2. Tasniflash
Transformator tasnifi:
- Uchrashuv bo'yicha: umumiy quvvat (elektr uzatish va tarqatish liniyalarida qo'llaniladi) va maxsus ilovalar (o'choq, rektifikator, payvandlash, radio transformatorlar).
- Sovutish turi bo'yicha: havo (quruq transformatorlar) va moy (moy transformatorlari) bilan sovutish.
- Birlamchi tomondagi fazalar soniga ko'ra: bir fazali va uch fazali.
- Magnit zanjirning shakliga ko'ra: novda, zirhli, toroidal.
- Faza bo'yicha sarg'ishlar soni bo'yicha: ikki o'rash, uch o'rash, ko'p o'rash (uchdan ortiq o'rash).
- Sariqlarning dizayni bo'yicha: konsentrik va o'zgaruvchan (disk) sariqlari bilan.
3. Qurilma
Eng oddiy transformator (bir fazali transformator) po'lat yadro va ikkita sariqdan tashkil topgan qurilma.
Bir fazali ikki o'rash transformatorining qurilma printsipi
Magnit yadro transformatorning magnit tizimi bo'lib, u orqali asosiy magnit oqim yopiladi.
Birlamchi o'rashga o'zgaruvchan kuchlanish qo'llanilganda, ikkilamchi o'rashda bir xil chastotali EMF induktsiya qilinadi. Agar elektr qabul qilgich ikkilamchi o'rashga ulangan bo'lsa, unda elektr toki paydo bo'ladi va transformatorning ikkilamchi terminallarida kuchlanish o'rnatiladi, bu EMF dan bir oz kamroq va nisbatan kichik darajada yukga bog'liq.
Transformatorning belgisi:
a) - po'lat yadroli transformator, b) - ferrit yadroli transformator
4. Transformatorning xarakteristikalari
- Transformatorning nominal quvvati u mo'ljallangan quvvatdir.
- Nominal birlamchi kuchlanish - transformatorning birlamchi o'rashi mo'ljallangan kuchlanish.
- Nominal ikkilamchi kuchlanish - transformator bo'sh turganda olinadigan ikkilamchi o'rashning terminallaridagi kuchlanish va birlamchi o'rash terminallaridagi nominal kuchlanish.
- Nominal oqimlar tegishli quvvat va kuchlanish ko'rsatkichlari bilan belgilanadi.
- Transformatorning eng yuqori nominal kuchlanishi transformator sariqlarining nominal zo'riqishida eng yuqori hisoblanadi.
- Eng past nominal kuchlanish transformator sariqlarining nominal kuchlanishlarining eng kichikidir.
- O'rtacha nominal kuchlanish - transformator sariqlarining eng yuqori va eng past nominal kuchlanishlari o'rtasida oraliq bo'lgan nominal kuchlanish.
5. Rejimlar
5.1 Bo'sh turish
Bo'sh rejim - transformatorning ishlash tartibi, unda transformatorning ikkilamchi o'rashi ochiq va birlamchi o'rashning terminallariga o'zgaruvchan kuchlanish qo'llaniladi.
O'zgaruvchan tok manbaiga ulangan transformatorning birlamchi o'rashida oqim oqadi, buning natijasida yadroda o'zgaruvchan magnit oqim paydo bo'ladi. Φ ikkala o'rashga ham kirib boradi. Transformatorning ikkala o'rashida PH bir xil bo'lgani uchun o'zgarish Φ asosiy va ikkilamchi sariqlarning har bir burilishida bir xil indüksiyon EMF paydo bo'lishiga olib keladi. Induksion emfning oniy qiymati e o'rashlarning har qanday burilishida bir xil bo'ladi va quyidagi formula bilan aniqlanadi:
bir burilishda EMFning amplitudasi qayerda.
Birlamchi va ikkilamchi o'rashdagi indüksiyon EMF ning amplitudasi mos keladigan o'rashdagi burilishlar soniga mutanosib bo'ladi:
Qayerda N 1 Va N 2- ulardagi burilishlar soni.
Birlamchi o'rashdagi kuchlanish pasayishi, xuddi rezistordagi kabi, nisbatan juda kichik e 1, va shuning uchun birlamchi kuchlanishning samarali qiymatlari uchun U 1 va ikkinchi darajali U 2 o'rashda quyidagi ifoda to'g'ri bo'ladi:
K- transformatsiya nisbati. Da K>1 pasaytiruvchi transformator va qachon K<1 - повышающий.
5.2 Qisqa tutashuv rejimi
Qisqa tutashuv rejimi - ikkilamchi o'rashning chiqishlari qarshilik nolga teng bo'lgan oqim o'tkazgich tomonidan yopilgan rejim ( Z=0).
Transformatorning ish sharoitida qisqa tutashuvi favqulodda rejimni yaratadi, chunki ikkilamchi oqim va shuning uchun birlamchi oqim nominalga nisbatan bir necha o'n baravar ko'payadi. Shuning uchun transformatorli kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kontaktlarning zanglashiga olib, qisqa tutashuv sodir bo'lganda, transformatorni avtomatik ravishda o'chiradigan himoya ta'minlanadi.
Qisqa tutashuvning ikkita rejimini ajratib ko'rsatish kerak:
Favqulodda holat - nominal birlamchi kuchlanishda ikkilamchi o'rash yopilganda. Bunday sxema bilan oqimlar 15-20 barobar ortadi. O'rash deformatsiyalangan, izolyatsiya esa yonib ketgan. Temir ham yonadi. Bu qiyin rejim. Maksimal va gaz muhofazasi favqulodda qisqa tutashuv sodir bo'lganda transformatorni tarmoqdan uzib qo'yadi.
Eksperimental qisqa tutashuv rejimi - bu ikkilamchi o'rash qisqa tutashuvda bo'lgan rejim va bunday kamaytirilgan kuchlanish birlamchi o'rashga, nominal oqim o'rashlardan o'tganda - bu U K- qisqa tutashuv kuchlanishi.
Laboratoriya sharoitida transformatorning qisqa tutashuvi sinovdan o'tkazilishi mumkin. Bu holda, foiz sifatida ifodalangan, kuchlanish U K, da I 1 \u003d I 1nom tayinlash u K va transformatorning qisqa tutashuv kuchlanishi deyiladi:
Qayerda U 1nom- nominal birlamchi kuchlanish.
Bu pasportda ko'rsatilgan transformatorning xarakteristikasi.
5.3 Yuklash rejimi
Transformatorning yuklash rejimi - har biri tashqi kontaktlarning zanglashiga olib yopilgan kamida ikkita asosiy o'rashida oqim mavjud bo'lganda transformatorning ishlash tartibi, bo'sh rejimda esa ikki yoki undan ortiq sariqlarda oqadigan oqimlar. hisobga olinmaydi:
Agar kuchlanish transformatorning birlamchi o'rashiga ulangan bo'lsa U 1, va ikkilamchi o'rashni yukga ulang, sariqlarda oqimlar paydo bo'ladi men 1 Va men 2. Ushbu oqimlar magnit oqimlarni hosil qiladi PH 1 Va PH 2 bir-biriga qaratilgan. Magnit zanjirdagi umumiy magnit oqim kamayadi. Natijada, umumiy oqim tomonidan induktsiyalangan EMF e 1 Va e 2 pasayish. RMS kuchlanish U 1 o'zgarishsiz qoladi. Kamaytirish e 1 tokning oshishiga olib keladi men 1:
Oqim kuchayishi bilan men 1 oqim PH 1 oqimning magnitsizlanish ta'sirini qoplash uchun etarli darajada ortadi PH 2. Umumiy oqimning deyarli bir xil qiymatida muvozanat yana tiklanadi.
IV. Elektr uzatish
Elektr energiyasini elektr stantsiyasidan iste'molchilarga etkazish energetika sanoatining eng muhim vazifalaridan biridir.
Elektr energiyasi asosan AC havo uzatish liniyalari (TL) orqali uzatiladi, ammo kabel liniyalari va doimiy oqim liniyalaridan foydalanishning ko'payishi tendentsiyasi mavjud.
Elektr energiyasini masofaga uzatish zarurati elektr energiyasini kuchli bloklarga ega yirik elektr stansiyalari ishlab chiqarishi va katta maydonga taqsimlangan nisbatan kam quvvatli iste'molchilar tomonidan iste'mol qilinishi bilan bog'liq. Ishlab chiqarish quvvatlarining kontsentratsiyasi tendentsiyasi ularning o'sishi bilan elektr stantsiyalarini qurish uchun nisbiy xarajatlarning kamayishi va ishlab chiqarilgan elektr energiyasining narxining pasayishi bilan izohlanadi.
Quvvatli elektr stansiyalarini joylashtirish energiya resurslarining mavjudligi, ularning turlari, zahiralari va tashish imkoniyatlari, tabiiy sharoitlar, yagona energiya tizimining bir qismi sifatida ishlash qobiliyati va boshqalar kabi bir qator omillarni hisobga olgan holda amalga oshiriladi. Ko'pincha bunday elektr stantsiyalari elektr energiyasini iste'mol qilishning asosiy markazlaridan sezilarli darajada uzoqda bo'lib chiqadi. Keng hududlarni qamrab olgan yagona elektr energetika tizimlarining ishlashi uzoq masofalarga elektr energiyasini uzatish samaradorligiga bog'liq.
Elektr energiyasini ishlab chiqarish joylaridan iste'molchilarga minimal yo'qotishlar bilan o'tkazish kerak. Ushbu yo'qotishlarning asosiy sababi - elektr energiyasining bir qismini simlarning ichki energiyasiga aylantirish, ularni isitish.
Joule-Lenz qonuniga ko'ra, issiqlik miqdori Q, qarshilik bilan o'tkazgichdagi t vaqtida chiqariladi R oqim o'tishi paytida I, teng:
Formuladan kelib chiqadiki, simlarni isitishni kamaytirish uchun ulardagi oqim kuchini va ularning qarshiligini kamaytirish kerak. Simlarning qarshiligini kamaytirish uchun ularning diametrini oshiring, ammo elektr uzatish liniyalari o'rtasida osilgan juda qalin simlar tortishish ta'sirida, ayniqsa qor yog'ishi paytida sinishi mumkin. Bundan tashqari, simlarning qalinligi oshishi bilan ularning narxi oshadi va ular nisbatan qimmat metall - misdan tayyorlanadi. Shuning uchun elektr energiyasini uzatishda energiya yo'qotishlarini minimallashtirishning yanada samarali usuli simlardagi oqim kuchini kamaytirishdir.
Shunday qilib, uzoq masofalarga elektr energiyasini uzatishda simlarning qizib ketishini kamaytirish uchun ulardagi oqimni iloji boricha kichikroq qilish kerak.
Joriy quvvat oqim kuchi va kuchlanish mahsulotiga teng:
Shuning uchun, uzoq masofalarga uzatiladigan quvvatni tejash uchun kuchlanishni simlardagi oqim kuchi kamayganiga teng miqdorda oshirish kerak:
Formuladan kelib chiqadiki, oqimning uzatiladigan kuchi va simlarning qarshiligining doimiy qiymatlarida simlardagi isitish yo'qotishlari tarmoqdagi kuchlanish kvadratiga teskari proportsionaldir. Shuning uchun elektr energiyasini bir necha yuz kilometr masofalarga uzatish uchun simlari orasidagi kuchlanish o'nlab, ba'zan esa yuz minglab voltsga teng bo'lgan yuqori kuchlanishli elektr uzatish liniyalari (TL) qo'llaniladi.
Elektr uzatish liniyalari yordamida qo'shni elektr stantsiyalari energiya tizimi deb ataladigan yagona tarmoqqa birlashtiriladi. Rossiyaning Yagona energiya tizimi bir markazdan boshqariladigan juda ko'p elektr stantsiyalarini o'z ichiga oladi va iste'molchilarni uzluksiz elektr energiyasi bilan ta'minlaydi.
V. GOELRO
1. Tarix
GOELRO (Rossiyani elektrlashtirish bo'yicha davlat komissiyasi) - 1917 yil oktyabr inqilobidan keyin Rossiyani elektrlashtirish loyihasini ishlab chiqish uchun 1920 yil 21 fevralda tuzilgan organ.
Komissiya ishiga 200 dan ortiq olim va texnik xodimlar jalb etildi. Komissiyaga G.M. boshchilik qildi. Krjijanovskiy. Kommunistik partiyaning Markaziy Qo'mitasi va shaxsan V. I. Lenin har kuni GOELRO komissiyasining ishiga rahbarlik qildi, mamlakatni elektrlashtirish rejasining asosiy asosiy qoidalarini belgilab berdi.
1920 yil oxiriga kelib komissiya juda katta ishlarni amalga oshirdi va RSFSRni elektrlashtirish rejasini tayyorladi, 650 bet hajmdagi matn xaritalari va hududlarni elektrlashtirish sxemalari.
10-15 yilga mo'ljallangan GOELRO rejasi Leninning butun mamlakatni elektrlashtirish va yirik sanoatni yaratish g'oyalarini amalga oshirdi.
Elektr energetikasi sohasida reja urushdan oldingi elektroenergetikani tiklash va rekonstruksiya qilish, 30 ta hududiy elektr stansiyalarini qurish, qudratli mintaqaviy issiqlik elektr stantsiyalarini qurish uchun mo'ljallangan dasturdan iborat edi. Elektr stansiyalarini oʻsha davr uchun yirik qozon va turbinalar bilan jihozlash rejalashtirilgan edi.
Rejaning asosiy g‘oyalaridan biri mamlakatning ulkan gidroenergetika resurslaridan keng foydalanish edi. Mamlakat xalq xo‘jaligining barcha tarmoqlarini elektrlashtirish va birinchi navbatda og‘ir sanoatni o‘stirish, sanoatni butun mamlakat bo‘ylab oqilona taqsimlash asosida tubdan qayta qurish ko‘zda tutildi.
GOELRO rejasini amalga oshirish fuqarolar urushi va iqtisodiy vayronagarchilikning og'ir sharoitida boshlandi.
1947 yildan beri SSSR elektr energiyasi ishlab chiqarish bo'yicha Evropada birinchi va dunyoda ikkinchi o'rinni egalladi.
GOELRO rejasi mamlakatimiz hayotida juda katta rol o'ynadi: usiz SSSRni qisqa vaqt ichida dunyodagi eng rivojlangan sanoat mamlakatlari qatoriga kiritish mumkin emas edi. Ushbu rejaning amalga oshirilishi butun ichki iqtisodiyotni shakllantirdi va hali ham uni asosan belgilaydi.
GOELRO rejasini ishlab chiqish va amalga oshirish faqat ko'plab ob'ektiv va sub'ektiv omillarning kombinatsiyasi tufayli mumkin bo'ldi: inqilobdan oldingi Rossiyaning sezilarli sanoat va iqtisodiy salohiyati, rus ilmiy-texnika maktabining yuqori darajasi, hamma narsaning kontsentratsiyasi. iqtisodiy va siyosiy qudrat, uning kuchi va irodasi, shuningdek, xalqning an’anaviy murosasiz-jamoachilik mentaliteti hamda oliy hukmdorlarga bo‘ysunuvchi va ishonchli munosabati.
GOELRO rejasi va uni amalga oshirish qat'iy markazlashtirilgan hokimiyat sharoitida davlat rejalashtirish tizimining yuqori samaradorligini isbotladi va kelgusi o'nlab yillar davomida ushbu tizimning rivojlanishini oldindan belgilab berdi.
2. Natijalar
1935 yil oxiriga kelib, elektr inshootlarini qurish dasturi bir necha marta ortig'i bilan bajarildi.
30 o'rniga 40 ta mintaqaviy elektr stantsiyalari qurildi, ularda boshqa yirik sanoat stansiyalari bilan birgalikda 6,914 ming kVt quvvat ishga tushirildi (shundan 4,540 ming kVt mintaqaviy edi, bu GOELRO rejasiga qaraganda deyarli uch baravar ko'p).
1935 yilda viloyat elektr stansiyalari orasida 100000 kVt quvvatga ega 13 ta elektr stansiyasi mavjud edi.
Inqilobdan oldin Rossiyadagi eng yirik elektr stantsiyasining quvvati (1-Moskva) atigi 75 ming kVt; birorta ham yirik GES yo'q edi. 1935 yil boshiga kelib GESlarning umumiy o'rnatilgan quvvati deyarli 700 ming kVt ga yetdi.
O'sha davrda dunyodagi eng yirik Dnepr GESi, 3-Svirskaya, Volxovskaya va boshqalar qurildi.O'z rivojlanishining eng yuqori cho'qqisida SSSR Yagona energiya tizimi ko'p jihatdan rivojlangan mamlakatlarning energiya tizimlaridan o'zib ketdi. Yevropa va Amerika mamlakatlari.
Inqilobdan oldin qishloqlarda elektr energiyasi deyarli noma'lum edi. Yirik yer egalari kichik elektr stansiyalarini oʻrnatdilar, biroq ularning soni kam edi.
Qishloq xoʻjaligida elektr energiyasi qoʻllanila boshlandi: tegirmonlarda, yem-xashak kesish mashinalarida, don tozalash mashinalarida, arra tegirmonlarida; sanoatda, keyinroq - kundalik hayotda.
Foydalanilgan adabiyotlar ro'yxati
Venikov V. A., Uzoq masofali elektr uzatish, M.-L., 1960;
Sovalov S. A., Elektr uzatish rejimlari 400-500 kv. EES, M., 1967;
Bessonov, L.A. Elektrotexnikaning nazariy asoslari. Elektr zanjirlari: darslik / L.A. Bessonov. - 10-nashr. - M.: Gardariki, 2002.
Elektrotexnika: O‘quv-uslubiy majmua. /VA. M. Kogol, G. P. Dubovitskiy, V. N. Borodianko, V. S. Gun, N. V. Klinachev, V. V. Krimskiy, A. Ya. Ergard, V. A. Yakovlev; N.V.Klinacheva tomonidan tahrirlangan. - Chelyabinsk, 2006-2008.
Elektr tizimlari, v. 3 - Yuqori kuchlanishning o'zgaruvchan va to'g'ridan-to'g'ri oqimi orqali quvvatni uzatish, M., 1972 yil.
Kechirasiz, hech narsa topilmadi.
Elektr energiyasining ahamiyatini ortiqcha baholash qiyin. Aksincha, biz ongsiz ravishda uni kam baholaymiz. Axir, atrofimizdagi deyarli barcha jihozlar elektr tarmog'idan quvvatlanadi. Elementar yoritish haqida gapirishning hojati yo'q. Lekin biz elektr energiyasi ishlab chiqarishdan deyarli manfaatdor emasmiz. Elektr qayerdan keladi va u qanday saqlanadi (va umuman olganda, elektr energiyasini tejash mumkinmi)? Haqiqatan ham elektr energiyasini ishlab chiqarish qancha turadi? Va atrof-muhit uchun qanchalik xavfsiz?
Iqtisodiy ahamiyati
Maktab skameykasidan bilamizki, elektr ta'minoti yuqori mehnat unumdorligini olishning asosiy omillaridan biridir. Elektr energetikasi barcha inson faoliyatining asosini tashkil etadi. Busiz ishlamaydigan sanoat yo'q.
Ushbu tarmoqning rivojlanishi davlatning yuqori raqobatbardoshligini ko'rsatadi, tovarlar va xizmatlar ishlab chiqarishning o'sish sur'atlarini tavsiflaydi va deyarli har doim iqtisodiyotning muammoli tarmog'i bo'lib qoladi. Elektr energiyasini ishlab chiqarish qiymati ko'pincha ko'p yillar davomida to'lanadigan muhim boshlang'ich sarmoyadan iborat. Barcha resurslariga qaramay, Rossiya ham bundan mustasno emas. Zero, energiyani ko‘p talab qiluvchi tarmoqlar iqtisodiyotning salmoqli qismini tashkil qiladi.
Statistik ma'lumotlarga ko'ra, 2014 yilda Rossiyada elektr energiyasi ishlab chiqarish hali sovet davridagi 1990 yil darajasiga etib bormagan. Xitoy va AQSh bilan solishtirganda, Rossiya elektr energiyasini mos ravishda 5 va 4 baravar kam ishlab chiqaradi. Nima uchun bu sodir bo'lmoqda? Mutaxassislarning ta'kidlashicha, bu aniq: eng yuqori noishlab chiqarish xarajatlari.
Kim elektr energiyasini iste'mol qiladi
Albatta, javob aniq: har bir kishi. Ammo hozir bizni sanoat miqyosi va shuning uchun birinchi navbatda elektr energiyasiga muhtoj bo'lgan tarmoqlar qiziqtiradi. Asosiy ulush sanoatga to'g'ri keladi - taxminan 36%; Yoqilg'i-energetika kompleksi (18%) va turar-joy sektori (15% dan bir oz ko'proq). Ishlab chiqarilgan elektr energiyasining qolgan 31% noishlab chiqarish tarmoqlari, temir yo'l transporti va tarmoq yo'qotishlari hisobiga to'g'ri keladi.
Shu bilan birga, shuni yodda tutish kerakki, mintaqaga qarab, iste'mol strukturasi sezilarli darajada farq qiladi. Shunday qilib, Sibirda haqiqatan ham elektr energiyasining 60% dan ortig'i sanoat va yoqilg'i-energetika kompleksida ishlatiladi. Ammo mamlakatning ko'p sonli aholi punktlari joylashgan Evropa qismida eng kuchli iste'molchi uy-joy sektoridir.
Elektr stansiyalari sanoatning asosini tashkil etadi
Rossiyada elektr energiyasi ishlab chiqarish deyarli 600 elektr stantsiyalari tomonidan ta'minlanadi. Har birining quvvati 5 MVt dan oshadi. Barcha elektr stansiyalarining umumiy quvvati 218 GVtni tashkil qiladi. Elektrni qanday olamiz? Rossiyada quyidagi turdagi elektr stantsiyalari qo'llaniladi:
- issiqlik (ularning umumiy ishlab chiqarishdagi ulushi taxminan 68,5%);
- gidravlik (20,3%);
- yadroviy (deyarli 11%);
- muqobil (0,2%).
Muqobil elektr manbalari haqida gap ketganda, shamol tegirmonlari va quyosh panellarining romantik suratlari esga tushadi. Biroq, ma'lum sharoitlarda va joylarda bu elektr energiyasini ishlab chiqarishning eng foydali turlari hisoblanadi.
Issiqlik elektr stansiyalari
Tarixan ishlab chiqarish jarayonida issiqlik elektr stansiyalari (IES) katta rol o‘ynagan. Rossiya hududida elektr energiyasini ishlab chiqarishni ta'minlaydigan IESlar quyidagi mezonlar bo'yicha tasniflanadi:
- energiya manbai - qazib olinadigan yoqilg'i, geotermal yoki quyosh energiyasi;
- ishlab chiqarilgan energiya turi - issiqlik-ekstraktsiya, kondensatsiya.
Yana bir muhim ko'rsatkich - elektr yukining jadvalini qoplashda ishtirok etish darajasi. Bu erda asosiy issiqlik elektr stantsiyalari yiliga kamida 5000 soat ish vaqti bilan ajratilgan; yarim tepalik (ular manevr deb ham ataladi) - yiliga 3000-4000 soat; cho'qqisi (faqat eng yuqori soatlarda ishlatiladi) - yiliga 1500-2000 soat.
Yoqilg'idan energiya ishlab chiqarish texnologiyasi
Albatta, iste'molchilar tomonidan elektr energiyasining asosiy ishlab chiqarilishi, uzatilishi va ishlatilishi qazib olinadigan yoqilg'ida ishlaydigan IESlar hisobidan amalga oshiriladi. Ular ishlab chiqarish texnologiyasi bilan ajralib turadi:
- bug 'turbinasi;
- dizel;
- gaz turbinasi;
- bug'-gaz.
Bug 'turbinalari eng keng tarqalgan. Ular yoqilg'ining barcha turlari, jumladan, nafaqat ko'mir va gaz, balki mazut, torf, slanets, o'tin va yog'och chiqindilari, shuningdek, qayta ishlangan mahsulotlarda ishlaydi.
organik yoqilg'i
Elektr energiyasini ishlab chiqarishning eng katta hajmi nafaqat Rossiya Federatsiyasida, balki butun Yevroosiyo qit'asida eng kuchli bo'lgan Surgutskaya GRES-2 ga to'g'ri keladi. Tabiiy gazda ishlaydigan u 5600 MVtgacha elektr energiyasi ishlab chiqaradi. Va ko'mir yoqilg'isiga ega bo'lgan stansiyalar ichida Reftinskaya GRES eng yuqori quvvatga ega - 3800 MVt. 3000 MVt dan ortiq quvvat Kostroma va Surgutskaya GRES-1 tomonidan ham ishlab chiqarilishi mumkin. Shuni ta'kidlash kerakki, GRES qisqartmasi Sovet Ittifoqi davridan beri o'zgarmagan. Bu Davlat tuman elektr stansiyasini anglatadi.
Sanoatni isloh qilish jarayonida issiqlik elektr stansiyalarida elektr energiyasini ishlab chiqarish va taqsimlash mavjud stansiyalarni texnik qayta jihozlash, ularni rekonstruksiya qilish bilan birga olib borilishi kerak. Shuningdek, yangi energiya ishlab chiqarish quvvatlarini barpo etish ham ustuvor vazifalar qatoriga kiradi.
Qayta tiklanadigan manbalardan elektr energiyasi
Gidroelektrostantsiyalarda ishlab chiqariladigan elektr energiyasi davlatning yagona energetika tizimi barqarorligining muhim elementidir. Aynan GESlar elektr energiyasi ishlab chiqarishni bir necha soat ichida oshirishi mumkin.
Rossiya gidroenergetika sanoatining katta salohiyati shundan iboratki, dunyodagi suv zahiralarining deyarli 9 foizi mamlakat hududida joylashgan. Bu dunyodagi ikkinchi yirik gidroenergetika resursidir. Braziliya, Kanada va AQSh kabi davlatlar ortda qolgan. Dunyoda gidroelektrostantsiyalar hisobiga elektr energiyasini ishlab chiqarish ularni qurish uchun eng qulay joylar aholi punktlaridan yoki sanoat korxonalaridan sezilarli darajada olib tashlanganligi bilan bir oz murakkablashadi.
Shunga qaramay, gidroelektr stansiyalarida ishlab chiqarilgan elektr energiyasi evaziga mamlakatimizda qariyb 50 million tonna yoqilg‘i tejashga erishilmoqda. Agar gidroenergetikaning to'liq salohiyatini o'zlashtirish mumkin bo'lsa, Rossiya 250 million tonnagacha tejab qolishi mumkin edi. Va bu allaqachon mamlakat ekologiyasi va energiya tizimining moslashuvchan quvvatiga jiddiy sarmoyadir.
Gidrostansiyalar
GES qurilishi energiya ishlab chiqarish bilan bog'liq bo'lmagan ko'plab masalalarni hal qiladi. Bu butun hududlar uchun suv ta'minoti va kanalizatsiya tizimini yaratish, qishloq xo'jaligi uchun juda zarur bo'lgan sug'orish tarmoqlarini qurish, suv toshqini va boshqalarni o'z ichiga oladi. Aytgancha, ikkinchisi, odamlar xavfsizligi uchun muhim ahamiyatga ega.
Elektr energiyasini ishlab chiqarish, uzatish va taqsimlash bilan bugungi kunda birlik quvvati 100 MVt dan ortiq bo'lgan 102 GES amalga oshirilmoqda. Rossiyadagi gidroelektrostantsiyalarning umumiy quvvati 46 GVt ga yaqinlashmoqda.
Elektr energiyasi ishlab chiqarish bo'yicha mamlakatlar muntazam ravishda o'z reytinglarini tuzadilar. Shunday qilib, Rossiya qayta tiklanadigan manbalardan elektr energiyasi ishlab chiqarish bo'yicha dunyoda 5-o'rinni egallaydi. Eng muhim ob'ektlar sifatida Zeya GESi (bu nafaqat Uzoq Sharqda qurilgan birinchi, balki juda kuchli - 1330 MVt), Volga-Kama elektr stantsiyalari kaskadi (elektr energiyasini ishlab chiqarish va uzatish) hisoblanadi. 10,5 GVt dan ortiq), Bureyskaya GESi (2010 MVt) va boshqalar. Alohida, Kavkaz GESlarini alohida ta'kidlashni istardim. Bu hududda faoliyat yuritayotgan bir necha oʻnlab inshootlardan quvvati 65 MVt dan ortiq boʻlgan yangi Qashxatau GESi alohida ajralib turadi.
Kamchatkaning geotermal GESlari alohida e'tiborga loyiqdir. Bular juda kuchli va mobil stansiyalar.
Eng kuchli gidroelektrostantsiyalar
Yuqorida aytib o'tilganidek, elektr energiyasini ishlab chiqarish va undan foydalanish asosiy iste'molchilarning uzoqligi tufayli to'sqinlik qilmoqda. Biroq, davlat bu sohani rivojlantirish bilan band. Nafaqat mavjudlari rekonstruksiya qilinmoqda, balki yangilari ham barpo etilmoqda. Ular Kavkazning tog'li daryolarini, baland suvli Ural daryolarini, shuningdek, Kola yarim oroli va Kamchatka resurslarini o'zlashtirishlari kerak. Eng kuchlilar qatorida biz bir nechta gidroelektrostansiyalarni qayd etamiz.
Sayano-Shushenskaya ularni. P. S. Neporojniy 1985 yilda Yenisey daryosida qurilgan. 2009 yildagi avariyadan keyingi rekonstruksiya va taʼmirlash ishlari tufayli uning joriy quvvati hali taxminiy 6000 MVtga yetmaydi.
Krasnoyarsk GESi tomonidan elektr energiyasini ishlab chiqarish va iste'mol qilish Krasnoyarsk alyuminiy eritish zavodi uchun mo'ljallangan. Bu 1972 yilda ishga tushirilgan GESning yagona “mijozi”dir. Uning loyihaviy quvvati 6000 MVt. Krasnoyarsk GESi kema lifti o'rnatilgan yagona hisoblanadi. U Yenisey daryosida muntazam navigatsiyani ta'minlaydi.
Bratsk GESi 1967 yilda ishga tushirilgan. Uning to'g'oni Bratsk shahri yaqinida Angara daryosini to'sib qo'yadi. Krasnoyarsk GESi singari, Bratskaya GESi Bratsk alyuminiy zavodi ehtiyojlari uchun ishlaydi. 4500 MVt elektr energiyasining hammasi unga ketadi. Shoir Yevtushenko esa bu GESga she’r bag‘ishlagan.
Yana bir GES Angara daryosida joylashgan - Ust-Ilimskaya (quvvati 3800 MVtdan sal ko'proq). Uning qurilishi 1963 yilda boshlangan va 1979 yilda tugagan. Shu bilan birga, asosiy iste'molchilar uchun arzon elektr energiyasi ishlab chiqarish boshlandi: Irkutsk va Bratsk alyuminiy zavodlari, Irkutsk samolyotsozlik zavodi.
Voljskaya GESi Volgograd shimolida joylashgan. Uning quvvati deyarli 2600 MVt. Yevropadagi bu eng yirik GES 1961 yildan beri ishlab kelmoqda. Tolyattidan unchalik uzoq bo'lmagan joyda yirik GESlarning "eng qadimgi"si - Jigulevskaya ishlaydi. U 1957 yilda foydalanishga topshirilgan. 2330 MVt quvvatga ega GES Rossiyaning markaziy qismi, Ural va O'rta Volganing elektr energiyasiga bo'lgan ehtiyojini qoplaydi.
Ammo Uzoq Sharq ehtiyojlari uchun zarur bo'lgan elektr energiyasini Bureyskaya GESi ta'minlaydi. Aytishimiz mumkinki, u hali ham "yosh" - foydalanishga topshirish faqat 2002 yilda amalga oshirilgan. Ushbu GESning o'rnatilgan quvvati 2010 MVt elektr energiyasini tashkil qiladi.
Dengizdagi eksperimental GESlar
Ko'plab okean va dengiz qo'ltiqlari ham gidroenergetika salohiyatiga ega. Axir, ularning ko'pchiligida suv toshqini paytida balandlik farqi 10 metrdan oshadi. Va bu siz katta miqdorda energiya ishlab chiqarishingiz mumkinligini anglatadi. 1968 yilda Kislogubskaya eksperimental to'lqin stansiyasi ochildi. Uning quvvati 1,7 MVt.
Tinch atom
Rossiya atom energetikasi to'liq tsiklli texnologiyadir: uran rudasini qazib olishdan elektr energiyasini ishlab chiqarishgacha. Bugungi kunda mamlakatda 10 ta atom elektr stansiyasida 33 ta energetika bloki mavjud. Umumiy o'rnatilgan quvvat 23 MVtdan sal ko'proqni tashkil qiladi.
Atom elektr stansiyalari tomonidan ishlab chiqarilgan elektr energiyasining maksimal miqdori 2011 yilda bo'lgan. Bu ko‘rsatkich 173 milliard kVt/soatni tashkil etdi. Atom elektr stansiyalari tomonidan aholi jon boshiga elektr energiyasi ishlab chiqarish o‘tgan yilga nisbatan 1,5 foizga oshdi.
Albatta, atom energetikasini rivojlantirishning ustuvor yo'nalishi - foydalanish xavfsizligi. Ammo atom elektr stantsiyalari global isishga qarshi kurashda muhim rol o'ynaydi. Ekologlar bu haqda doimo gapirib, faqat Rossiyada atmosferaga karbonat angidrid chiqindilarini yiliga 210 million tonnaga kamaytirish mumkinligini ta'kidlaydilar.
Yadro energetikasi asosan Rossiyaning shimoli-g'arbiy va Yevropa qismida rivojlangan. 2012 yilda barcha atom elektr stansiyalari ishlab chiqarilgan barcha elektr energiyasining qariyb 17 foizini ishlab chiqargan.
Rossiyadagi atom elektr stantsiyalari
Rossiyadagi eng yirik atom elektr stansiyasi Saratov viloyatida joylashgan. Balakovo AESning yillik quvvati 30 milliard kVt/soat elektr energiyasini tashkil etadi. Beloyarsk AESda (Sverdlovsk viloyati) hozirda faqat 3-agregat ishlamoqda. Ammo bu bizga uni eng kuchlilaridan biri deb atashga ham imkon beradi. 600 MVt elektr energiyasi tez neytron reaktori tomonidan ishlab chiqariladi. Ta'kidlash joizki, bu sanoat miqyosida elektr energiyasi ishlab chiqarish uchun o'rnatilgan tez neytronli dunyodagi birinchi energiya bloki edi.
Chukotkada 12 MVt elektr energiyasi ishlab chiqaradigan Bilibino atom elektr stansiyasi o'rnatildi. Va Kalinin atom elektr stantsiyasini yaqinda qurilgan deb hisoblash mumkin. Uning birinchi bloki 1984 yilda, oxirgi (to'rtinchi) bloki esa faqat 2010 yilda ishga tushirilgan. Barcha quvvat bloklarining umumiy quvvati 1000 MVtni tashkil qiladi. 2001 yilda Rostov AES qurildi va foydalanishga topshirildi. Ikkinchi energoblok ulanganidan buyon – 2010 yilda uning o‘rnatilgan quvvati 1000 MVt dan oshdi, quvvatdan foydalanish darajasi esa 92,4 foizni tashkil etdi.
shamol energiyasi
Rossiyada shamol energetikasi sanoatining iqtisodiy salohiyati yiliga 260 milliard kVt/soatni tashkil etadi. Bu bugungi kunda ishlab chiqarilgan barcha elektr energiyasining deyarli 30 foizini tashkil qiladi. Mamlakatda ishlayotgan barcha shamol turbinalarining quvvati 16,5 MVt energiyani tashkil qiladi.
Okean sohillari, Ural va Kavkazning tog' etaklari va tog'li hududlari bu sanoatni rivojlantirish uchun ayniqsa qulaydir.
Elektr energiyasi boshqa barcha turdagi energiyaga nisbatan shubhasiz afzalliklarga ega. Nisbatan kam yo'qotishlar bilan uzoq masofalarga simlar orqali uzatilishi va iste'molchilar o'rtasida qulay tarzda taqsimlanishi mumkin. Asosiysi, juda oddiy qurilmalar yordamida bu energiyani boshqa har qanday shakllarga osongina aylantirish mumkin: mexanik, ichki (tanalarni isitish), yorug'lik energiyasi. Elektr energiyasi boshqa barcha turdagi energiyaga nisbatan shubhasiz afzalliklarga ega. Nisbatan kam yo'qotishlar bilan uzoq masofalarga simlar orqali uzatilishi va iste'molchilar o'rtasida qulay tarzda taqsimlanishi mumkin. Asosiysi, juda oddiy qurilmalar yordamida bu energiyani boshqa har qanday shakllarga osongina aylantirish mumkin: mexanik, ichki (tanalarni isitish), yorug'lik energiyasi.
Elektr energiyasining afzalligi Simlar orqali uzatilishi mumkin Simlar orqali o'tkazilishi mumkin O'zgartirilishi mumkin Boshqa energiya turlariga osonlikcha aylantirilishi Boshqa energiya turlariga osonlik bilan aylantirilishi Boshqa energiya turlaridan osonlik bilan olinadi Boshqa energiya turlaridan osonlik bilan olinadi
Generator - bu yoki boshqa turdagi energiyani elektr energiyasiga aylantiradigan qurilma. Ba'zi turdagi energiyani elektr energiyasiga aylantiradigan qurilma. Generatorlarga galvanik elementlar, elektrostatik mashinalar, termobatareyalar, quyosh batareyalari kiradi.
Generatorning ishlashi energiyani doimiy magnit maydonida bobinni aylantirish yoki lasanni o'zgaruvchan magnit maydonga joylashtirish orqali (magnitni aylantirib, lasanni harakatsiz qoldirib) hosil qilish mumkin. Energiya lasanni doimiy magnit maydonida aylantirish orqali yoki lasanni o'zgaruvchan magnit maydonga qo'yish orqali hosil bo'lishi mumkin (magnitni aylantiring, lasanni harakatsiz qoldiring).
Elektr energiyasi ishlab chiqarishda generatorning ahamiyati Jeneratorning eng muhim qismlari katta aniqlik bilan ishlab chiqariladi. Tabiatning hech bir joyida elektr energiyasini bunchalik uzluksiz va tejamkorlik bilan ishlab chiqara oladigan harakatlanuvchi qismlarning kombinatsiyasi yo'q.Jeneratorning eng muhim qismlari juda aniq bajarilgan. Tabiatning hech bir joyida bunday uzluksiz va tejamkorlik bilan elektr energiyasini ishlab chiqaradigan harakatlanuvchi qismlarning kombinatsiyasi yo'q.
Transformator qanday joylashtirilgan? U plitalardan yig'ilgan yopiq po'lat yadrodan iborat bo'lib, uning ustiga simli o'rashlari bo'lgan ikkita sariq o'rnatiladi. Birlamchi o'rash AC kuchlanish manbaiga ulangan. Ikkilamchi o'rashga yuk ulangan.
Atom elektr stansiyalari jahon ishlab chiqarishining 17 foizini ishlab chiqaradi. 21-asr boshlarida 250 ta atom elektr stansiyasi, 440 ta energetika bloki ishlamoqda. Eng ko'p AQSh, Frantsiya, Yaponiya, Germaniya, Rossiya, Kanada. Uran konsentrati (U3O8) quyidagi mamlakatlarda toʻplangan: Kanada, Avstraliya, Namibiya, AQSh, Rossiya. Atom elektr stansiyalari
Elektr stansiyalari turlarini taqqoslash Elektr stansiyalarining turlari Atmosferaga zararli moddalarning chiqarilishi, kg Ishlagan maydoni Toza suv iste'moli, m 3 Iflos suvdan chiqishi, m 3 Atrof-muhitni muhofaza qilish xarajatlari % CHP: ko'mir 251,5600,530 CHP: mazut 150,8350 210 GES AES--900.550 WPP10--1 SPP-2--- BES10-200.210
Issiqlik va atom elektr stansiyalarida, issiqlik va shamol elektr stansiyalarida elektr energiyasi ishlab chiqarishning texnologik sxemalari va ekologik ko'rsatkichlari. Elektr energetikasi rivojlanishining zamonaviy tendentsiyalari.
Energiya sanoati- elektr energiyasi ishlab chiqarish, uzatish va sotishni o'z ichiga olgan energetika sanoati. Elektr energetikasi energetika sanoatining eng muhim tarmog'i bo'lib, u elektr energiyasining boshqa energiya turlariga nisbatan afzalliklari bilan izohlanadi, masalan, uzoq masofalarga uzatishning nisbiy qulayligi, iste'molchilar o'rtasida taqsimlanishi va boshqa energiya turlariga (mexanik) aylantirish. , termal, kimyoviy, yorug'lik va boshqalar). Elektr energiyasining o'ziga xos xususiyati - uni ishlab chiqarish va iste'mol qilishning amaliy bir vaqtdaligi, chunki elektr toki tarmoqlar orqali yorug'lik tezligiga yaqin tezlikda tarqaladi.
Tarixiy chekinish: elektr energiyasi uzoq vaqt davomida faqat tajriba ob'ekti bo'lgan va amaliy qo'llanilmagan. Elektr energiyasidan foydali foydalanish bo'yicha birinchi urinishlar 19-asrning ikkinchi yarmida amalga oshirildi, foydalanishning asosiy yo'nalishlari yaqinda ixtiro qilingan telegraf, elektrokaplama va harbiylar edi. Dastlab, galvanik hujayralar elektr energiyasi manbai bo'lib xizmat qilgan. Elektr energiyasini ommaviy taqsimlashda muhim yutuq elektr energiyasining elektr mashinalari manbalari - generatorlar ixtirosi bo'ldi. Galvanik xujayralar bilan solishtirganda, generatorlar ko'proq quvvat va foydali xizmat muddatiga ega bo'lib, sezilarli darajada arzonroq edi va ishlab chiqarilgan oqimning parametrlarini o'zboshimchalik bilan o'rnatishga imkon berdi. Aynan generatorlar paydo bo'lishi bilan birinchi elektr stantsiyalari va tarmoqlari paydo bo'la boshladi - elektroenergetika sanoati alohida sanoatga aylandi. Tarixdagi birinchi elektr uzatish liniyasi (zamonaviy ma'noda) 1891 yilda ish boshlagan Laufen-Frankfurt liniyasi edi. Liniya uzunligi 170 km, kuchlanishi 28,3 kV, uzatiladigan quvvati 220 kVt. Muhim qadam elektr tramvayining ixtirosi bo'ldi: tramvay tizimlari elektr energiyasining yirik iste'molchilari edi va elektr stantsiyalarining quvvatini oshirishni rag'batlantirdi. Ko'pgina shaharlarda birinchi elektr stantsiyalari tramvay tizimlari bilan birga qurilgan.
20-asrning boshlari "oqimlar urushi" deb nomlangan - to'g'ridan-to'g'ri va o'zgaruvchan oqimlarning sanoat ishlab chiqaruvchilari o'rtasidagi qarama-qarshilik bilan ajralib turdi. To'g'ridan-to'g'ri va o'zgaruvchan tok foydalanishda ham afzalliklarga, ham kamchiliklarga ega edi. Hal qiluvchi omil uzoq masofalarga uzatish qobiliyati edi - o'zgaruvchan tokni uzatish osonroq va arzonroq amalga oshirildi, bu uning ushbu "urushda" g'alabasiga olib keldi: hozirgi vaqtda o'zgaruvchan tok deyarli hamma joyda qo'llaniladi. Biroq, hozirgi vaqtda yuqori quvvatni uzoq masofalarga uzatish uchun to'g'ridan-to'g'ri oqimdan keng foydalanish istiqbollari mavjud.
Elektr energiyasini uzatish va taqsimlash
Elektr energiyasini elektr stantsiyalaridan iste'molchilarga uzatish elektr tarmoqlari orqali amalga oshiriladi. Texnik nuqtai nazardan, elektr tarmog'i podstansiyalarda joylashgan elektr uzatish liniyalari (TL) va transformatorlar to'plamidir.
elektr uzatish liniyalari Ular metall o'tkazgich bo'lib, u orqali elektr toki o'tadi. Aksariyat hollarda elektr ta'minoti uch fazali, shuning uchun elektr uzatish liniyasi, qoida tariqasida, uch fazadan iborat bo'lib, ularning har biri bir nechta simlarni o'z ichiga olishi mumkin. Strukturaviy ravishda elektr uzatish liniyalari bo'linadi havo Va kabel.
o Havo elektr uzatish liniyalari tayanchlar deb ataladigan maxsus tuzilmalarda xavfsiz balandlikda erdan osilgan. Havo elektr uzatish liniyalarining asosiy afzalligi ularning kabel liniyalariga nisbatan nisbatan arzonligidir. Xizmat ko'rsatish ham ancha yaxshi (ayniqsa cho'tkasi bo'lmagan kabel liniyalari bilan solishtirganda): simni almashtirish uchun qazish kerak emas, liniya holatini vizual tekshirish qiyin emas. Biroq, havo elektr uzatish liniyalari bir qator kamchiliklarga ega: keng yo'l - elektr uzatish liniyalari yaqinida har qanday inshootlarni o'rnatish va daraxt ekish taqiqlanadi; liniyadagi daraxtlarning qulashi va simlarni o'g'irlash kabi tashqi ta'sirlarga ta'sir qilish. Zaiflik tufayli ikkita sxema ko'pincha bir xil havo liniyasida jihozlangan: asosiy va zaxira. Estetik jozibasizlik; bu shaharlarda kabel uzatishga deyarli universal o'tishning sabablaridan biridir.
AC havo liniyalari uchun quyidagi kuchlanish sinfi shkalasi qabul qilinadi: AC - 0,4, 6, 10, 20, 35, 110, 150, 220, 330, 400, 500, 750, 1150 kV; doimiy - 400, 800 kV
o Kabel liniyalari (CL) yer ostida amalga oshiriladi. Elektr kabellari turli dizaynlarga ega, ammo umumiy elementlarni aniqlash mumkin. Kabelning yadrosi uchta Supero'tkazuvchilar yadrodir (fazalar soni bo'yicha). Kabellar tashqi va asosiy izolyatsiyaga ega. Odatda suyuq shakldagi transformator moyi yoki yog'li qog'oz izolyator vazifasini bajaradi. Kabelning o'tkazuvchan yadrosi odatda po'lat zirh bilan himoyalangan. Tashqi tomondan, kabel bitum bilan qoplangan. Kabel uzatish liniyalarining asosiy afzalligi (havo liniyalari bilan solishtirganda) keng yo'lning yo'qligi. Kabel elektr uzatish liniyalarining kamchiliklari qurilishning yuqori narxini va undan keyingi foydalanishni o'z ichiga oladi. Vizual kuzatish uchun kabel liniyalari kamroq mavjud.
AC liniyalari.
Energiyaning katta qismi AC elektr uzatish liniyalari orqali uzatiladi.
AC uzatish liniyalari juda muhim afzalliklarga ega: chiziqning istalgan joyida chiziqqa ulangan pastga tushiruvchi transformator energiyani iste'molchilarga uzatadi.
AC liniyalarining kamchiliklari: elektromagnit induksiya hodisasi bilan bog'liq bo'lgan chiziqning induktiv qarshiligining mavjudligi. Induktiv reaktivlik liniyada elektr energiyasini uzatishni sezilarli darajada buzadi, chunki u manbadan iste'molchiga yo'lda kuchlanishning pasayishiga olib keladi. Chiziq endüktansı oqim va kuchlanish tebranishlari o'rtasidagi faza almashinuvini keltirib chiqaradi. Induktiv qarshilikni kamaytirish uchun turli usullar qo'llaniladi: a) masalan, batareya liniyasiga kondansatkichlar kiradi; b) bir simni bir nechtaga bo'lish, bu chiziqning induktiv qarshiligining pasayishiga olib keladi.
B) Elektr toki uzatilishi mumkin va doimiy elektr uzatish liniyalari orqali.
DC elektr uzatish liniyalari AC liniyalariga nisbatan afzalliklarga ega. Birinchidan, to'g'ridan-to'g'ri oqim o'tganda induktiv reaktivlik yo'q. Bundan tashqari, simlarning kamroq metall iste'moli (uch fazali oqim liniyalarida uchta o'rniga ikkita sim ishlatiladi); kamroq korona yo'qotilishi, shuning uchun kamroq radio shovqinlari. Nihoyat, asosiy narsa shundaki, elektr uzatish liniyalarida to'g'ridan-to'g'ri oqimdan foydalanish energiya tizimining barqarorligini favqulodda oshirishga imkon beradi, bu o'zgaruvchan tok holatida qat'iy sinxronizmni, umumiy quvvatga kiritilgan barcha generatorlarning chastotasining doimiyligini talab qiladi. tizimi. To'g'ridan-to'g'ri oqim uchun bunday muammo yo'q.
Atom elektr stantsiyasi (AES)
Atom elektr stantsiyasi (AES)- boshqariladigan yadro reaktsiyasi vaqtida ajralib chiqadigan energiyadan foydalangan holda elektr energiyasini ishlab chiqarishga mo'ljallangan texnik tuzilmalar majmuasi.
Atom elektr stantsiyalari o'rnatilgan reaktorlarga ko'ra quyidagilarga bo'linadi:
Yoqilg'i atomlarining yadrolari tomonidan neytronni singdirish ehtimolini oshirish uchun maxsus moderatorlardan foydalangan holda termal neytron reaktorlari
ü Yengil suvli reaktorlar
ü Og'ir suv reaktorlari
- Tez neytron reaktorlari
- Tashqi neytron manbalaridan foydalanadigan subkritik reaktorlar
- Termoyadroviy reaktorlar
Ta'minlanadigan energiya turiga ko'ra, atom elektr stansiyalarini quyidagilarga bo'lish mumkin:
- Atom elektr stantsiyalari (AES) faqat elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun mo'ljallangan
- Elektr va issiqlik energiyasini ishlab chiqaradigan yadroviy issiqlik va elektr stantsiyalari (AES).
Rasmda ikki pallali suv bilan sovutilgan energiya reaktoriga ega atom elektr stantsiyasining ishlash diagrammasi ko'rsatilgan. Reaktor yadrosida chiqarilgan energiya asosiy sovutish suviga o'tkaziladi. Keyinchalik, sovutish suvi issiqlik almashtirgichga (bug 'generatoriga) kiradi, u erda ikkilamchi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan suvni isitadi. Olingan bug 'elektr generatorlarini aylantiruvchi turbinalarga kiradi. Turbinalarning chiqishida bug 'kondensatorga kiradi, u erda rezervuardan keladigan katta miqdordagi suv bilan sovutiladi. Yoki oddiyroq aytganda, yadro yoqilg'isi reaktorda parchalanadi, uning parchalanishi paytida issiqlik energiyasi ajralib chiqadi, bu esa suvni qaynatadi, o'z navbatida, paydo bo'lgan bug 'turbinani aylantiradi va u allaqachon elektr energiyasini ishlab chiqaradigan elektr generatorini aylantiradi.
Bosim kompensatori juda murakkab va katta hajmli tuzilma bo'lib, u reaktorning ishlashi paytida kontaktlarning zanglashiga olib keladigan, sovutish suvining termal kengayishi tufayli yuzaga keladigan bosim o'zgarishini tenglashtirishga xizmat qiladi. 1-konturdagi bosim 160 atmosferaga yetishi mumkin (VVER-1000).
Turli reaktorlarda sovutish suvi sifatida suvdan tashqari, erigan natriy yoki gaz ham ishlatilishi mumkin. Natriydan foydalanish reaktor yadrosi qobig'ining dizaynini soddalashtirishga imkon beradi (suv pallasidan farqli o'laroq, natriy pallasida bosim atmosfera bosimidan oshmaydi), bosim kompensatoridan xalos bo'lishga imkon beradi, lekin u bilan bog'liq o'ziga xos qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi. bu metalning kimyoviy faolligi oshishi.
Turli reaktorlar uchun sxemalarning umumiy soni farq qilishi mumkin, rasmdagi diagramma VVER tipidagi reaktorlar uchun (Ommaviy suv quvvati reaktori). RBMK tipidagi reaktorlar (High Power Channel Type Reactor) bitta suv sxemasidan, BN reaktorlarida (Tez neytron reaktori) ikkita natriy va bitta suv zanjiri ishlatiladi.
Agar bug'ni kondensatsiya qilish uchun ko'p miqdorda suv ishlatish mumkin bo'lmasa, rezervuardan foydalanish o'rniga suvni maxsus sovutish minoralarida (sovutish minoralarida) sovutish mumkin, ular o'zlarining kattaligi tufayli odatda eng ko'zga ko'rinadigan qismdir. atom elektr stansiyasi.
Atom elektr stantsiyalarining afzalliklari:
Ishlatilgan yoqilg'ining oz miqdori va uni qayta ishlashdan keyin qayta foydalanish imkoniyati;
- Yuqori quvvat: birlik uchun 1000-1600 MVt;
- Kam energiya, ayniqsa issiqlik.
- Yirik suv-energetika resurslaridan, yirik ko'mir konlaridan uzoqda joylashgan hududlarda, quyosh yoki shamol energiyasidan foydalanish imkoniyatlari cheklangan joylarda joylashtirish imkoniyati.
- Atom elektr stansiyasining ishlashi davomida atmosferaga ma'lum miqdorda ionlangan gaz chiqariladi, ammo an'anaviy issiqlik elektr stansiyasi tutun bilan birga ko'mir tarkibidagi radioaktiv elementlarning tabiiy tarkibi tufayli yanada ko'proq radiatsiya chiqindilarini olib tashlaydi.
Atom elektr stantsiyalarining kamchiliklari:
· Nurlangan yoqilg'i xavfli bo'lib, murakkab va qimmat qayta ishlash va saqlash choralarini talab qiladi;
· Termik neytronlarda ishlaydigan reaktorlar uchun o'zgaruvchan quvvat bilan istalmagan ish rejimi;
· Quvvati 700-800 MVt dan kam bo‘lgan agregatlar uchun o‘rnatilgan quvvatning 1 MVtiga ham xususiy, ham umumiy, stansiya, uning infratuzilmasini qurish uchun zarur bo‘lgan, shuningdek, tugatilishi mumkin bo‘lgan hollarda ham yirik kapital qo‘yilmalar.
shamol fermalari
shamol generatori(shamol elektr stantsiyasi yoki qisqartirilgan shamol turbinasi) - shamolning kinetik energiyasini elektr energiyasiga aylantirish uchun qurilma.
Shamol turbinalarini ikki toifaga bo'lish mumkin: sanoat va maishiy (shaxsiy foydalanish uchun). Sanoat korxonalari davlat yoki yirik energetika korporatsiyalari tomonidan o'rnatiladi. Qoida tariqasida, ular tarmoqqa birlashtiriladi, natijada shamol fermasi paydo bo'ladi. Uning an'anaviy (termal, yadroviy) dan asosiy farqi xom ashyo va chiqindilarning to'liq yo'qligi. WPP uchun yagona muhim talab - yuqori o'rtacha yillik shamol darajasi. Zamonaviy shamol turbinalarining quvvati 6 MVt ga etadi.
1. poydevor
2. Quvvat kontaktorlari va nazorat qilish davrlarini o'z ichiga olgan quvvat shkafi
4. Zinapoya
5. Aylanadigan mexanizm
6. Gondola
7. Elektr generatori
8. Shamol yo'nalishi va tezligini kuzatish tizimi (anemometr)
9. Tormoz tizimi
10. Transmissiya
11. Pichoqlar
12. Pichoqning hujum burchagini o'zgartirish tizimi
13. Rotor qopqog'i.
Shamol fermalarining ishlash printsipi oddiy: shamol shamol tegirmonining pichoqlarini aylantiradi, generatorning milini harakatga keltiradi. Bu, o'z navbatida, elektr energiyasini ishlab chiqaradi. Ma'lum bo'lishicha, shamol stansiyalari akkumulyatorli o'yinchoq mashinalar kabi ishlaydi, faqat ularning ishlash printsipi aksincha. Elektr energiyasini mexanik energiyaga aylantirish o'rniga, shamol energiyasi elektr tokiga aylanadi.
Shamol elektr stantsiyalarining kamchiliklari qanday?
Avvalo, ularning ishi televizion tarmoqning ishlashiga salbiy ta'sir qiladi. Bu borada qiziqarli misol keltiramiz. Bir necha yil oldin, Orkney orollari (Buyuk Britaniya) aholisidan noodatiy shikoyatlar kela boshladi. Ma'lum bo'lishicha, ularning tepaliklaridan birida qurilgan shamol stansiyasi ishlayotgan vaqtda televidenie tarmog'ining ishiga shunday kuchli aralashish sodir bo'ladiki, televizor ekranlarida tasvir yo'qoladi. Buning yo'li shamol turbinasi yonida kuchli televizion takrorlagichni qurishda topildi, bu televizor signallarini kuchaytirishga imkon berdi. Ma'lumotlarga ko'ra, 0,1 MVt quvvatga ega shamol elektr stantsiyasi 0,5 km gacha bo'lgan masofada televizor signallarining buzilishiga olib kelishi mumkin.
Shamol turbinalarining yana bir kutilmagan xususiyati shundaki, ular inson tanasiga salbiy ta'sir ko'rsatadigan, doimiy tushkunlik, kuchli asossiz tashvish va hayotdagi noqulayliklarni keltirib chiqaradigan juda kuchli infrasonik shovqin manbai bo'lib chiqdi. Amerika Qo'shma Shtatlarida ko'p sonli shamol turbinalarini ishlatish tajribasi ko'rsatganidek, na hayvonlar, na qushlar stansiya joylashgan hududni tark etganda bu shovqinga dosh bera olmaydi, ya'ni. shamol stantsiyasining o'zi va unga tutash hududi odamlar, hayvonlar va qushlar hayoti uchun yaroqsiz holga keladi.
Biroq, bu turdagi energiyaning asosiy kamchiligi shamol tezligining o'zgaruvchanligi bilan birga uning past intensivligi bo'lib, shamol turbinasini joylashtirish uchun katta maydonni talab qiladi. Mutaxassislar tomonidan olib borilgan hisob-kitoblardan ma'lum bo'lishicha, shamol g'ildiragi uchun diametri 100 m optimaldir.Bunday geometrik o'lchamlar va shamol g'ildiragining birlik maydoniga energiya zichligi 500 Vt / m 2 (shamol tezligi 9,2 m / s). ), elektr energiyasini 1 MVt ga yaqin shamol oqimidan olish mumkin. 1 km 2 maydonda belgilangan quvvatning 2-3 ta qurilmasi joylashtirilishi mumkin, bunda ular xalaqit bermaslik uchun bir-biridan uchta balandlikka teng masofada joylashgan bo'lishi kerak. bir-biri bilan va ularning ish samaradorligini kamaytirmaslik.
Baholash uchun 3 ta qurilma 1 km2 maydonda joylashgan deb faraz qilaylik, ya'ni. 1 km2 dan 3 MVt elektr quvvatini olish mumkin. Bu shuni anglatadiki, 1000 MVt elektr quvvatiga ega shamol stansiyasini joylashtirish uchun 330 km 2 ga teng maydon kerak. Agar shamol va issiqlik elektr stansiyalarini yil davomida energiya ishlab chiqarish bo'yicha solishtirsak, unda hosil bo'lgan qiymatni kamida 2-3 barobar oshirish kerak. Taqqoslash uchun shuni ta'kidlaymizki, 4000 MVt quvvatga ega Kursk AESning yordamchi inshootlari, sovutish suv ombori va turar-joy qishlog'i bilan birgalikda maydoni 30 km2, ya'ni. 1000 MVt elektr energiyasi 7,5 km2 ni tashkil qiladi. Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, 1000 MVtga shamol stansiyasi hududining hajmi zamonaviy atom elektr stantsiyasi egallagan maydondan 2 baravar kattaroqdir.
Shunga qaramay, ba'zi olimlar shamol energetikasini keng ko'lamli rivojlantirish kerak, deb hisoblashadi. Urushgacha mamlakatimizda birgina kolxoz va sovxozlarda 8000 dan ortiq shamol generatorlari ishlagan. 1930 yilda TsAGI shamol turbinasi bo'limi negizida Markaziy shamol energetikasi instituti tashkil etildi, 1938 yilda shamol elektr stantsiyalari uchun konstruktorlik byurosi tashkil etildi. Urushdan oldingi yillarda va urushdan keyin juda ko'p miqdordagi (taxminan 10 ming dona) turli xil shamol turbinalari ishlab chiqilgan va ishlab chiqarilgan. Bir qator xorijiy mamlakatlarda shamol energiyasidan foydalanish bo‘yicha jadal ishlar olib borilmoqda.
Shunday qilib, biz shamol energiyasining quyidagi afzalliklari va kamchiliklarini ko'rsatishimiz mumkin: Yer atmosferasining issiqlik balansiga ta'siri yo'qligi, kislorod iste'moli, karbonat angidrid va boshqa ifloslantiruvchi moddalarning emissiyasi, turli xil energiya turlariga (mexanik, issiqlik, elektr), lekin ayni paytda shamol g'ildiragining birlik maydoniga past energiya zichligi; shamol fermasini bron qilishni yoki ishlab chiqarilgan energiyani to'plashni talab qiladigan shamol tezligining kun va mavsumda oldindan aytib bo'lmaydigan o'zgarishi; odamlar va hayvonlarning yashash muhitiga, televidenie aloqalariga va qushlarning mavsumiy migratsiya yo'llariga salbiy ta'sir ko'rsatadi. Chekka qishloqlar va olis yaylovlar uchun, shuningdek, qishloq xo‘jaligi sohasida kichik quvvatli shamol elektr stansiyalarini qurish va ishga tushirishning texnik va maqsadga muvofiqligidan mahalliy va xorijiy tajriba guvohlik bermoqda.
Issiqlik elektr stansiyalari
Eng ko'p tarqalganlari - qazib olinadigan yoqilg'ining (qattiq, suyuq va gazsimon) yonishi paytida ajralib chiqadigan issiqlik energiyasidan foydalanadigan issiqlik elektr stantsiyalari (IES).
Issiqlik elektr stansiyalari sayyoramizda ishlab chiqarilgan elektr energiyasining qariyb 76 foizini ishlab chiqaradi. Bu sayyoramizning deyarli barcha hududlarida qazib olinadigan yoqilg'ining mavjudligi bilan bog'liq; organik yoqilg'ini ishlab chiqarish joyidan energiya iste'molchilari yaqinida joylashgan elektr stantsiyasiga tashish imkoniyati; yuqori quvvatli issiqlik elektr stansiyalari qurilishini ta'minlovchi issiqlik elektr stansiyalarida texnik taraqqiyot; ishchi suyuqlikning chiqindi issiqligidan foydalanish va iste'molchilarni elektr, issiqlik energiyasidan tashqari (bug 'yoki issiq suv bilan) ta'minlash imkoniyati.
Diagrammada organik yoqilg'ida ishlaydigan issiqlik elektr stantsiyalarining tasnifi ko'rsatilgan.
Issiqlik elektr stantsiyasi - bu yoqilg'i energiyasini elektr va (umuman) issiqlik energiyasiga aylantiradigan uskunalar va qurilmalar majmuasidir.
Issiqlik elektr stantsiyalari juda xilma-xilligi bilan ajralib turadi va ularni turli mezonlarga ko'ra tasniflash mumkin.
Ta'minlanadigan energiyaning maqsadi va turiga ko'ra elektr stantsiyalari mintaqaviy va sanoatga bo'linadi.
Tuman elektr stansiyalari - barcha turdagi tuman iste'molchilariga (sanoat korxonalari, transport, aholi va boshqalar) xizmat ko'rsatadigan mustaqil umumiy foydalanishdagi elektr stansiyalari. Asosan elektr energiyasi ishlab chiqaradigan tuman kondensatsiya elektr stansiyalari ko'pincha o'z tarixiy nomini saqlab qoladi - GRES (shtat tuman elektr stansiyalari). Elektr va issiqlik energiyasini (bug 'yoki issiq suv ko'rinishida) ishlab chiqaradigan tuman elektr stansiyalari kombinatsiyalangan issiqlik elektr stantsiyalari (CHP) deb ataladi. Qoidaga ko'ra, shtat tuman elektr stansiyalari va hududiy issiqlik elektr stansiyalari 1 million kVt dan ortiq quvvatga ega.
Sanoat elektr stansiyalari - bu aniq sanoat korxonalarini yoki ularning majmuasini, masalan, kimyo mahsulotlari ishlab chiqaruvchi zavodni issiqlik va elektr energiyasi bilan ta'minlaydigan elektr stantsiyalari. Ko'pincha sanoat elektr stantsiyalari umumiy elektr tarmog'ida ishlaydi, lekin energiya tizimi dispetcheriga bo'ysunmaydi.
Amaldagi yoqilg'i turiga ko'ra, issiqlik elektr stantsiyalari organik yoqilg'ida va yadro yoqilg'ida ishlaydigan elektr stantsiyalariga bo'linadi.
Qazib olinadigan yoqilg'ida ishlaydigan kondensatsion elektr stansiyalari uchun atom elektr stansiyalari (AES) mavjud bo'lmagan davrda tarixan issiqlik (IES - issiqlik elektr stantsiyasi) nomi paydo bo'lgan. Aynan shu ma'noda ushbu atama quyida qo'llaniladi, garchi IESlar, AESlar, gaz turbinali elektr stansiyalari (GTPP) va estrodiol elektr stantsiyalari (KES) ham issiqlik energiyasini elektr energiyasiga aylantirish printsipi asosida ishlaydigan issiqlik elektr stantsiyalaridir. energiya.
Issiqlik elektr stantsiyalari uchun qazib olinadigan yoqilg'i sifatida gazsimon, suyuq va qattiq yoqilg'i ishlatiladi. Rossiyadagi, ayniqsa Yevropa qismidagi ko'pgina IESlar asosiy yoqilg'i sifatida tabiiy gazni, zaxira yoqilg'i sifatida mazutni iste'mol qiladilar, ikkinchisidan esa qimmatligi tufayli faqat o'ta og'ir holatlarda foydalanadilar; bunday issiqlik elektr stantsiyalari neft bilan ishlaydigan deb ataladi.
Issiqlik energiyasini turbinali agregatlar rotorlari aylanishning mexanik energiyasiga aylantirish uchun issiqlik elektr stansiyalarida ishlatiladigan issiqlik elektr stantsiyalarining turiga ko'ra bug 'turbinasi, gaz turbinali va estrodiol siklli elektr stansiyalari ajratiladi.
Bug 'turbinali elektr stansiyalarining asosini bug' turbinali stansiyalari (STP) tashkil etadi, ularda issiqlik energiyasini mexanik energiyaga aylantirish uchun eng murakkab, eng kuchli va nihoyatda ilg'or energiya mashinasi - bug' turbinasi ishlatiladi. PTU issiqlik elektr stantsiyalari, issiqlik elektr stantsiyalari va atom elektr stantsiyalarining asosiy elementidir.
Elektr generatorlari uchun haydovchi sifatida kondensatsiyalanuvchi turbinalarga ega bo'lgan va tashqi iste'molchilarni issiqlik energiyasi bilan ta'minlash uchun chiqindi bug'ining issiqligidan foydalanmaydigan PTU kondensatsion elektr stantsiyalari deb ataladi. Isitish turbinalari bilan jihozlangan va chiqindi bug'ining issiqligini sanoat yoki maishiy iste'molchilarga beradigan kombinatsiyalangan issiqlik va elektr stantsiyalari kombinatsiyalangan issiqlik elektr stantsiyalari (CHP) deb ataladi.
Gaz turbinali issiqlik elektr stantsiyalari (GTPP) gazsimon yoki o'ta og'ir holatlarda suyuq (dizel) yoqilg'ida ishlaydigan gaz turbinali qurilmalari (GTU) bilan jihozlangan. Hozirgi vaqtda Rossiyada 600 MVt quvvatga ega bo'lgan bitta GES (Moskva viloyati, Elektrogorsk, Klasson nomidagi GRES-3) va bitta GTU-CHES (Moskva viloyati, Elektrostalda) ishlaydi.
Issiqlik elektr stantsiyasining sxemasi (ko'mirda)
Issiqlik elektr stantsiyalari quyidagi printsip asosida ishlaydi: yoqilg'i bug 'qozonining pechida yoqiladi. Yonish vaqtida chiqarilgan issiqlik qozonda joylashgan quvurlar ichida aylanib yuradigan suvni bug'lanadi va hosil bo'lgan bug'ni haddan tashqari qizdiradi. Bug ', kengayib, turbinani aylantiradi va bu, o'z navbatida, elektr generatorining mili. Keyin chiqindi bug 'kondensatsiyalanadi; kondensatordan suv isitish tizimi orqali qozonga qaytariladi.
TPP afzalliklari:
1. Ishlatilgan yoqilg'i ancha arzon.
2. Boshqa elektr stantsiyalarga nisbatan kamroq kapital qo'yilmalarni talab qilish.
3. Yoqilg'i mavjudligidan qat'i nazar, har qanday joyda qurilishi mumkin. Yoqilg'i elektr stantsiyasi joylashgan joyga temir yo'l yoki avtomobil yo'li bilan olib o'tilishi mumkin.
4. Ular gidroelektrostansiyalarga nisbatan kichikroq maydonni egallaydi.
5. Elektr energiyasini ishlab chiqarish narxi dizel elektr stansiyalariga qaraganda kamroq.
Kamchiliklari:
1. Ular havoga ko'p miqdorda tutun va kuyik chiqarib, atmosferani ifloslantiradi.
2. GESlarga nisbatan yuqori ekspluatatsiya xarajatlari.
SAVOLLAR:
1. Elektr energetika sanoatiga ta'rif bering.
2. Elektr energiyasining boshqa energiya turlaridan qanday afzalliklari bor?
3. Ixtiro bilan qaysi qurilma birinchi elektr stansiyalarining paydo bo'lishi bilan bog'liq?
4. Texnik nuqtai nazardan, elektr tarmog'i nima?
5. Elektr liniyalarining turlarini ularning konstruktiv xususiyatlariga ko'ra ayting. Ularning afzalliklari va kamchiliklarini sanab o'ting.
6. O'zgaruvchan tok chiziqlari orqali energiyaning uzatilishi diagrammasini tuzing. Ushbu uzatish usulining afzalliklari va kamchiliklari.
7. Energiyaning doimiy oqim chiziqlari orqali uzatilishi sxemasini tuzing. AC liniyalaridan ularning afzalligi nimada?
8. Jadvalni to‘ldiring:
9. Issiqlik elektr stansiyalarining keng qo'llanilishining sababi nimada
Shunga o'xshash ma'lumotlar.
Elektr va issiqlik energiyasini ishlab chiqarish (ishlab chiqarish), taqsimlash va iste'mol qilish: elektr stantsiyasi elektr energiyasini ishlab chiqaradi (yoki ishlab chiqaradi), issiqlik va issiqlik elektr stantsiyasi esa elektr va issiqlik energiyasini ishlab chiqaradi. Elektr yoki issiqlik energiyasiga aylanadigan birlamchi energiya manbalarining turiga ko'ra elektr stansiyalari issiqlik (IES), yadroviy (AES) va gidravlik (GES) ga bo'linadi. Issiqlik elektr stansiyalarida birlamchi energiya manbai organik yoqilgʻi (koʻmir, gaz, neft), atom elektr stansiyalarida uran konsentrati, gidroelektrostansiyalarda suv (gidroresurslar) hisoblanadi. IESlar faqat elektr energiyasi ishlab chiqaradigan kondensativ issiqlik elektr stansiyalariga (kondensativ elektr stansiyalari - IES yoki shtat okrug elektr stansiyalari - GRES) va ham elektr, ham issiqlik energiyasini ishlab chiqaradigan issiqlik elektr stansiyalariga (IES) bo'linadi.
Issiqlik elektr stansiyalari, atom elektr stansiyalari va GESlardan tashqari boshqa turdagi elektr stansiyalari (nasosli, dizel, quyosh, geotermik, suv oqimi va shamol elektr stansiyalari) mavjud. Biroq, ularning kuchi kichik.
Elektr stantsiyasining elektr qismi turli xil asosiy va yordamchi uskunalarni o'z ichiga oladi. Elektr energiyasini ishlab chiqarish va taqsimlash uchun mo'ljallangan asosiy jihozlarga quyidagilar kiradi: elektr energiyasini ishlab chiqaradigan sinxron generatorlar (IESlarda - turbogeneratorlar); generatorlardan elektr energiyasini qabul qilish va iste'molchilarga tarqatish uchun mo'ljallangan shinalar; kommutatsiya moslamalari - normal va favqulodda vaziyatlarda kontaktlarning zanglashiga olib kirish va o'chirish uchun mo'ljallangan kalitlar va elektr inshootlarining kuchlanishsiz qismlaridan kuchlanishni yo'qotish va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan uzilishlar yaratish uchun mo'ljallangan ajratgichlar (ajratgichlar, qoida tariqasida, loyihalashtirilmagan). o'rnatishning ish oqimini buzish uchun); yordamchi elektr qabul qiluvchilar (nasoslar, fanatlar, favqulodda elektr yoritish va boshqalar). Yordamchi uskunalar o'lchash, signalizatsiya, himoya qilish va avtomatlashtirish va boshqalar funktsiyalarini bajarish uchun mo'ljallangan.
Energiya tizimi (quvvat tizimi) elektr va issiqlik energiyasini ishlab chiqarish, taqsimlash va iste'mol qilishning uzluksiz jarayonida o'zaro bog'langan va umumiy rejim bilan bog'langan elektr stantsiyalari, elektr tarmoqlari va elektr energiyasi iste'molchilaridan iborat bo'lib, ushbu rejimga umumiy rahbarlik qiladi.
Elektr quvvati (elektr) tizimi- bu rejimning umumiyligi va elektr energiyasini ishlab chiqarish, taqsimlash va iste'mol qilish jarayonining uzluksizligi bilan bog'langan elektr stantsiyalari, elektr tarmoqlari va elektr energiyasi iste'molchilarining elektr qismlari to'plami. Elektr tizimi issiqlik tarmoqlari va issiqlik iste'molchilari bundan mustasno, energiya tizimining bir qismidir. Elektr tarmog'i - bu nimstansiyalar, taqsimlash qurilmalari, havo va kabel elektr uzatish liniyalaridan iborat elektr energiyasini taqsimlash uchun elektr inshootlari majmui. Elektr energiyasini elektr stantsiyalaridan iste'molchilarga taqsimlash elektr tarmog'i orqali amalga oshiriladi. Elektr liniyasi (havo yoki kabel) - elektr energiyasini uzatish uchun mo'ljallangan elektr inshooti.
Mamlakatimizda 6-1150 kV oralig'ida 50 Gts chastotali uch fazali oqimning standart nominal (fazali) kuchlanishlari, shuningdek, 0,66 kuchlanishli kuchlanishlar qo'llaniladi; 0,38 (0,22) kV.
Elektr stansiyalaridan elektr energiyasini elektr uzatish liniyalari orqali uzatish 110-1150 kV kuchlanishlarda, ya'ni generatorlarning kuchlanishidan sezilarli darajada oshib ketganda amalga oshiriladi. Elektr podstansiyalari bir kuchlanishning elektr energiyasini boshqa kuchlanishning elektr energiyasiga aylantirish uchun ishlatiladi. Elektr podstansiyasi - bu elektr energiyasini aylantirish va tarqatish uchun mo'ljallangan elektr inshooti. Podstansiyalar transformatorlar, shinalar va kommutatsiya qurilmalari, shuningdek, yordamchi uskunalar: rele himoyasi va avtomatlashtirish asboblari, o'lchash asboblaridan iborat. Substansiyalar generatorlar va iste'molchilarni elektr uzatish liniyalari bilan ulash uchun mo'ljallangan (ko'taruvchi va pasaytiruvchi podstansiyalar P1 va P2), shuningdek, elektr tizimining alohida qismlarini ulash uchun.
