На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти готовые бесплатные и платные работы или заказать написание уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов по самым низким ценам. Добавив заявку на написание требуемой для вас работы, вы узнаете реальную стоимость ее выполнения.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Быстрая помощь студентам

 

Результат поиска


Наименование:


доклад Производство, передача и распределение электроэнергии

Информация:

Тип работы: доклад. Добавлен: 24.06.2012. Сдан: 2011. Страниц: 22. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Оглавление. 

1.Откуда берётся  электрическая энергия в жилых  домах, офисах, учреждениях, на  промышленных предприятиях?............................................................................................3
2.Кто производит  электрическую энергию?
- предприятия………………………………………………………………………………..4
- оборудование, машины.
- технический персонал, специальности.
3.Способы транспортировки  произведённой электроэнергии:
- сетевые компании
- оборудование и технические средства
4.Распределение  электроэнергии, поступающей от транспортирующих организаций к населённым пунктам и промпредприятиям:
- энергосбытовые  организации
- оборудование  и технические средства
5. О единой энергетической системе страны.
6. Главные электростанции Российской Федерации, подающие электроэнергию в крупнейшие регионы и ЕЭС.
7.Литературные и иные источники, использованные в работе над проектом. 
 
 
 
 
 
 
 

2
1.Откуда  берётся электрическая  энергия в жилых  домах, офисах, учреждениях,  на промышленных  предприятиях? 

     Электроэнергия  окружает нас всюду, где бы мы ни были. Дома, во дворе, в транспорте, везде. Каждый день, проснувшись утром, мы, обычно, идём в туалет, включаем свет, умываемся. Мы не особо задумываемся, включая телевизор, откуда взялось электричество, которое стало спутником современных жителей всех городов и некоторых сёл.
     Источником  электричества для небольших  электроприборов служат батарейки, но как же обеспечивают электричеством множество домов, производственных зданий и др.? Батарейки в этом случае ничем помочь не могут, ведь чтобы обеспечить электричеством хотя бы одну квартиру нужно огромное количество батареек.
     Ток, который течет по проводам городов  и сёл ничего общего с батарейками не имеет. Это электричество производят на электростанциях. Но произвести энергию – это ещё полдела, нужно энергию донести до людей. Для этого сначала повышают напряжение тока, по проводам передают электричество в города, а затем в городах напряжение тока понижают.
      Производство - передача – потребление, кажется, что система проста как стакан воды, но это совсем не так.  Чтобы обеспечить города электричеством, задействовано огромное количество техники, машин, оборудования и  людей.  
 
 
 
 
 
 
 

3 

2.Кто  производит электрическую  энергию? 

Предприятия. 

Главным источником электричества для городов  являются электростанции.
     Электростанции  – предприятия, служащие для получения большого количества электричества.  Каждая электростанция работает почти по одному принципу. Имеется некий источник, энергию которого необходимо преобразовать в электричество. Преобразователем чаще всего служит турбина и электрогенератор.
     Чтобы понять этот процесс лучше рассмотреть  его на примере различных видов  электростанций.
     На  пороге XXI века человек все чаще стал задумываться о том, что станет основой  его существования в новой  эре. Энергия была и остается главной составляющей жизни человека. Люди прошли путь от первого костра до атомных электростанций.
     Существуют  «традиционные» виды альтернативной энергии: энергия Солнца и ветра, морских  волн и горячих источников, приливов и отливов. На основе этих природных ресурсов были созданы электростанции: ветряные, приливные, геотермальные, солнечные.
Ветряные  электростанции.
 
 
 

     Такая электростанция преобразует энергию  ветра в электрический ток  посредством вращения вала электрогенератора.
     4
     Принцип действия ветряных электростанций прост: ветер крутит лопасти ветряка, приводя в движение вал электрогенератора. Генератор в свою очередь вырабатывает энергию электрическую.

 
Схема работы ветряка
     Для улучшения качества преобразования применяют разные конструкции: многолопастные «ромашки»; винты вроде самолетных пропеллеров с тремя, двумя и даже одной лопастью (тогда у нее есть груз противовес); вертикальные роторы, напоминающие разрезанную вдоль и насажанную на ось бочку; некоторое подобие «вставшего дыбом» вертолетного винта: наружные концы его лопастей загнуты вверх и соединены между собой. Вертикальные конструкции хороши тем, что улавливают ветер любого направления. Остальным приходится разворачиваться по ветру.
     5
     Производство  ветряков очень дешево, но их мощность мала, и их работа зависит от погоды. К тому же они очень шумны, поэтому крупные установки даже приходится на ночь отключать. Помимо этого, ветряные электростанции создают помехи для воздушного сообщения, и даже для радиоволн. Применение ветряков вызывает локальное ослабление силы воздушных потоков, мешающее проветриванию промышленных районов и даже влияющее на климат. Наконец, для их использования необходимы огромные площади много больше, чем для других типов электростанций.
Гидроэлектростанции.
     Гидроэлектростанции преобразуют энергию потока воды в электроэнергию посредством гидравлических турбин, приводящих во вращение вал  электрического генератора. Наибольший КПД гидроэлектростанция имеет  тогда, когда поток воды падает на турбину сверху. Для этих целей строится плотина, поднимающая уровень воды в реке и сосредотачивающая напор воды в месте расположения турбин.

Самая мощная ГЭС — Саяно-Шушенская (6400 МВт);
Схема работы гидроэлектростанции:

6
     Происходит  преобразование энергии движущейся воды в электричество путем ее подачи непосредственно на турбину.
     При постройке плотины образуется водохранилище. Вода, залившая огромные площади, необратимо изменяет окружающую среду. Подъем уровня реки плотиной может вызвать заболоченность, засоленность, изменения прибрежной растительности и микроклимата. Кроме того, плотина перегораживает путь рыбе, идущей на нерест. Затапливаются поля, леса, выселяются с насиженных мест люди.
Приливные электростанции.

Приливные электростанции по принципу работы похожи на гидроэлектростанции.
     Для выработки электроэнергии электростанции такого типа используют энергию прилива. Первая такая электростанция (Паужетская) мощностью 5 МВт была построена на Камчатке. Для устройства простейшей приливной электростанции (ПЭС) нужен  бассейн — перекрытый плотиной залив или устье реки. В плотине имеются водопропускные отверстия и установлены турбины, которые вращают генератор. Во время прилива вода поступает в бассейн. Когда уровни воды в бассейне и море сравняются, затворы водопропускных отверстий закрываются. С наступлением отлива уровень воды в море понижается, и, когда напор становится достаточным, турбины и соединенные с ним электрогенераторы начинают работать, а вода из бассейна постепенно уходит.
     7
     Считается экономически целесообразным строительство приливных электростанций в районах с приливными колебаниями уровня моря не менее 4 м. Проектная мощность приливной электростанции зависит от характера прилива в районе строительства станции, от объема и площади приливного бассейна, от числа турбин, установленных в теле плотины.
     В приливных электростанциях двустороннего  действия турбины работают при движении воды из моря в бассейн и обратно. Приливные электростанции двустороннего действия способны вырабатывать электроэнергию непрерывно в течение 4-5 ч с перерывами в 1-2 ч четыре раза в сутки. Для увеличения времени работы турбин существуют более сложные схемы — с двумя, тремя и большим количеством бассейнов, однако стоимость таких проектов весьма высока. Недостаток приливных электростанции в том, что они строятся только на берегу морей и океанов, к тому же они развивают не очень большую мощность, да и приливы бывают всего лишь два раза в сутки. И даже они экологически не безопасны.
     Они нарушают нормальный обмен соленой  и пресной воды и тем самым — условия жизни морской флоры и фауны. Влияют они и на климат, поскольку меняют энергетический потенциал морских вод, их скорость и территорию перемещения. Морские теплостанции, построенные на перепаде температур морской воды, способствуют выделению большого количества углекислоты, нагреву и снижению давления глубинных вод и остыванию поверхностных. А процессы эти не могут не сказаться на климате, флоре и фауне региона. 
 
 
 
 

8
Геотермальные электростанции.

     Электростанции  такого типа преобразуют внутреннее тепло Земли (энергию горячих пароводяных источников) в электричество. Первая геотермальная электростанция была построена на Камчатке. Существует несколько схем получения электроэнергии на геотермальной электростанции. Прямая схема: природный пар направляется по трубам в турбины, соединенные с электрогенераторами. Непрямая схема: пар предварительно (до того как попадает в турбины) очищают от газов, вызывающих разрушение труб. Смешанная схема: неочищенный пар поступает в турбины, а затем из воды, образовавшийся в результате конденсации, удаляют не растворившиеся в ней газы.
     К недостаткам геотермальных электроустановок относится возможность локального оседания грунтов и пробуждения  сейсмической активности. А выходящие  из-под земли газы создают в  окрестностях немалый шум и могут, к тому же, содержать отравляющие вещества. Кроме того, геотермальную электростанцию построить можно не везде, потому что для ее постройки необходимы определенные геологические условия.
9

Схема работы геотермальной электростанции
А — первый (паровой) контур; Б — второй контур (на изобутане);
1 — производительная  скважина; 2 — сепаратор; 3 — паровая  турбина;
4 — теплообменник; 5 — насос закачки; 6 — скважина  закачки;
7 — перегреватель; 8 — турбина на низкокипящем  рабочем теле;
9 — воздушный конденсатор; 10 — конденсатосборник; II — насос
Солнечные электростанции.
 
         В настоящее время строятся солнечные электростанции в основном двух типов: солнечные электростанции  башенного типа и солнечные электростанции  распределенного (модульного) типа.

     В башенных солнечных электростанциях  используется центральный приемник с полем гелиостатов, обеспечивающим степень концентрации в несколько  тысяч. Система слежения за Солнцем  значительно сложна, так как требуется  вращение вокруг двух осей. Управление системой осуществляется с помощью ЭВМ. В качестве рабочего тела в тепловом двигателе обычно используется водяной пар с температурой до 550?С, воздух и другие газы — до 1000?С, низкокипящие органические жидкости (в том числе фреоны) — до 100?С, жидкометаллические теплоносители — до 800?С.

Схема работы аэростатной  солнечной электростанции с паровой турбиной
1 —  прозрачная оболочка, 2 — поглощающая  оболочка, 3 — паропровод,4 — трубопровод  с водяными насосами, 5 — паровая  турбина, 6 — конденсатор, 7 — линия электропередачи
     Главным недостатком башенных солнечных  электростанций  являются их высокая  стоимость и большая занимаемая площадь. Так, для размещения солнечной  электростанции  мощностью 100 МВт  требуется площадь в 200 га, а для  АЭС мощностью 1000 МВт — всего 50 га. Башенные солнечные электростанции  мощностью до 10 МВт нерентабельны, их оптимальная мощность равна 100 МВт , а высота башни 250 м.
     В солнечных электростанциях  распределительного (модульного) типа используется большое  число модулей, каждый из которых включает параболоцилиндрический концентратор солнечного излучения и приемник, расположенный в фокусе концентратора и используемый для нагрева рабочей жидкости, подаваемой в тепловой двигатель, который соединен с электрогенератором. Самая крупная солнечная электростанция  этого типа построена в США и имеет мощность 12,5 МВт.
     

     При небольшой мощности солнечные электростанции  модульного типа более экономичны, чем башенные. В солнечных электростанциях модульного типа обычно используются линейные концентраторы солнечной энергии с максимальной степенью концентрации около 100.
     Энергия солнечной радиации может быть преобразована в постоянный электрический ток посредством солнечных батарей — устройств, состоящих из тонких пленок кремния или других полупроводниковых материалов. Преимущество фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) обусловлено отсутствием подвижных частей, их высокой надежностью и стабильностью. При этом срок их службы практически не ограничен. Они имеют малую массу, отличаются простотой обслуживания, эффективным использованием как прямой, так и рассеянной солнечной радиации. Модульный тип конструкций позволяет создавать установки практически любой мощности и делает их весьма перспективными. Недостатком ФЭП является высокая стоимость и низкий КПД (в настоящее время практически 10-12 %).
     Солнечные батареи пока используются в основном в космосе, а на Земле только для  энергоснабжения автономных потребителей мощностью до 1 кВт, питания радионавигационной и маломощной радиоэлектронной аппаратуры, привода экспериментальных электромобилей и самолетов. В 1988 г. в Австралии состоялись первые всемирные ралли солнечных автомобилей. По мере совершенствования солнечных батарей они будут находить применение в жилых домах для автономного энергоснабжения, т.е. отопления и горячего водоснабжения, а также для выработки электроэнергии для освещения и питания бытовых электроприборов.
Тепловые  электростанции.
     Тепловые  электростанции работают по такому принципу: топливо сжигается в топке  парового котла. Выделяющееся при горении тепло испаряет воду, циркулирующую внутри расположенных в котле труб, и перегревает образовавшийся пар. Пар, расширяясь, вращает турбину, а та, в свою очередь, — вал электрического генератора. Затем отработавший пар конденсируется; вода из конденсатора через систему подогревателей возвращается в котел.

Тепловые  электростанции работают на органическом топливе, и их строят обычно вблизи мест добычи топлива. Тепловые электростанции используют в качестве топлива сравнительно дешевые уголь и мазут. Но эти виды топлива — невосполнимые природные ресурсы. Основные энергетические ресурсы в мире сегодня — уголь (40%), нефть (27%), газ (21%). Этих запасов, по некоторым оценкам, хватит, соответственно, на 270, 50 и 70 лет, и то при условии, что человечество будет расходовать их с той же скоростью, с какой расходует сегодня.
      ТЭС работают на органическом топливе и  поэтому их строят вблизи мест его  добычи. В качестве топлива используется дешевый уголь и мазут. Но это, к сожалению, невосполнимые природные ресурсы, которых хватит лишь на несколько десятков лет. К тому же, в процессе сгорания топлива образуются вредные вещества, неблагоприятно влияющие на окружающую среду.
Атомные электростанции.
 

     Такие электростанции действуют по такому же принципу, что и «ТЭС, но используют для парообразования энергию, получающуюся при радиоактивном распаде. В качестве топлива используется обогащенная руда урана. Ядерный реактор работает на основе цепной ядерной реакции, когда деление одного ядра вызывает деление других ядер; таким образом, реакция сама себя поддерживает.

     Практическое  осуществление цепных реакций —  не такая простая задача, как это  кажется. Нейтроны, освобождающиеся  при делении ядер урана, способны вызвать деление лишь ядер изотопа  урана с массовым числом 235, для разрушения же ядер изотопа урана с массовым числом 238 их энергия оказывается недостаточной. В природном уране на долю урана-238 приходится 99,3%, а на долю урана-235 всего лишь 0,7%.
     Минимальная масса урана, в котором может  возникнуть цепная реакция, называется критической массой. Критическая масса для урана-235 — несколько десятков килограммов. ’Первыми ядерными реакторами были реакторы на медленных нейтронах.
     Медленные нейтроны хорошо взаимодействуют с  ядрами урана-235 и поглощаются ими  в 500 раз эффективнее, чем быстрые. Поэтому при облучении природного урана медленными нейтронами большая часть их поглощается не в ядрах урана-238, а в ядрах урана-235 и вызывает их деление. Значит, для развития цепной реакции в природном уране скорости нейтронов должны быть уменьшены до тепловых. Замедление нейтронов происходит в результате столкновения с атомными ядрами среды, в которой они движутся. Для замедления в реакторе используется специальное вещество, называемое замедлителем. Обычно это вода или графит.
     Управление  реактором производится с помощью  специальных управляющих стержней, вводимых в активную зону реактора. Управляющие стержни изготавливаются  из соединений бора или кадмия, поглощающих  тепловые нейтроны с очень большой  эффективностью. Поглощая значительную часть нейтронов, они делают невозможным развитие цепной реакции. Для запуска реактора стержни выводятся из активной зоны до тех пор, пока выделение энергии не достигнет заданного уровня. При увеличении мощности свыше установленного уровня включаются автоматы, погружающие управляющие стержни в глубь активной зоны.

Реактор на медленных нейтронах
Цифрами на рисунке обозначены: 1.- Защита от радиации 2.- Отражатель 3.- Регулирующие стержни  4.- Ядерное горючее и замедлитель 5.- Теплоноситель 6.- Пар 7.- Турбина 8.- Генератор 9.- Конденсатор 10.- Вода 11.-Парогенератор 
 
 
 

Термоядерные  электростанции
 

     В настоящее время ученые работают над созданием Термоядерных электростанций, преимуществом которых является обеспечение человечества электроэнергией на неограниченное время. Термоядерная электростанция работает на основе термоядерного синтеза — реакции синтеза тяжелых изотопов водорода с образованием гелия и выделением энергии. Реакция термоядерного синтеза не дает газообразных и жидких радиоактивных отходов, не нарабатывает плутоний, который используется для производства ядерного оружия. Если еще учесть, что горючим для термоядерных станций будет тяжелый изотоп водорода дейтерий, который получают из простой воды — в полулитре воды заключена энергия синтеза, эквивалентная той, что получится при сжигании бочки бензина, — то преимущества электростанций, основанных на термоядерной реакции, становятся очевидными. 
 

Интернациональный термоядерный реактор  ИТЭР
     Хочется верить, что эра экологически опасных  ГЭС и АЭС скоро закончится, и наступит время новых электростанций — термоядерных. Но, несмотря на то, что проект ИТЭР (Интернациональный термоядерный реактор) уже почти готов; несмотря на то, что уже на первых действующих экспериментальных термоядерных реакторах получена мощность, превышающая 10 МВт — уровень первых атомных электростанций, первая термоядерная электростанция заработает не ранее, чем лет через двадцать, потому что ее стоимость очень велика. Например, для постройки ИТЭРа требуется, по самым скромным подсчетам, от 8 до 10 млрд. долларов и 10 лет работы. Эти цифры вызывают глубокое смущение у участников проекта, США даже вышли из него.
Возобновляемые  виды энергии
Выдвигается множество различных идей и предложений  по использованию всевозможных возобновляемых видов энергии. Даже навоз может служить источником энергии! Как топливо используют не только навоз, но и продукты его переработки. Перерабатывают навоз чаще совместно с отходами коммунального хозяйства. Дело в том, что оба вида биомассы содержат микроорганизмы, которые в определенных условиях (в частности, при температуре 50-60?С, без доступа воздуха) разлагают органические вещества до биогаза. Этот процесс обязательно происходит с участием особых веществ — ферментов — и поэтому называется ферментацией. 


Схема переработки  отходов животных
     Отходы  идут по трубопроводу на электростанцию, где в специальном реакторе подвергаются биологической переработке. Образующийся газ используется для получения  электроэнергии, а переработанные бактериями отходы — для удобрения.
     Основной  составляющей биогаза является метан, при сгорании которого выделяется тепло. Установки для ферментации навоза очень удобно использовать на фермах, полностью обеспечивая их потребности  в энергии (рисунок). Ферментация  навоза — очень экономичная технология. Недостатками получения и использования биогаза являются его повышенная взрывоопасность и возможность заражения человека паразитами, обитающими в разлагающейся биомассе. Перерабатывая 70 тонн навоза ежедневно, можно получить 40 кВт/ч. 

Электростанции  с двигателем внутреннего  сгорания
     Считается, что изобретателем двигателя  внутреннего сгорания (ДВС) является выдающийся голландский математик  Х. Гюйгенс. Однако предложенный им двигатель  построен не был. В 1866 г. германские ученые Ланген и Н. Отто создали более эффективный газовый двигатель. А в 1891 г. германский инженер Р. Дизель построил двигателя внутреннего сгорания с воспламенением смеси от сжатия. Идея и принцип работы двигателя Рудольфа Дизеля излагалась следующим образом:
     Рабочий процесс в двигателе внутреннего сгорания, отличающийся тем, что поршень в цилиндре настолько сильно сжимает воздух или смесь какого-нибудь другого индифферентного газа (пара) с воздухом, что возникающая при этом температура сжатия значительно превышает температуру воспламенения топлива; при этом сгорание постепенно вводимого после мертвой точки топлива совершается так, что в цилиндре двигателя не происходит существенного повышения давления и температуры.
     При осуществлении рабочего процесса, описанного выше, к рабочему цилиндру присоединяется многоступенчатый компрессор с ресивером. Равным образом возможно соединение нескольких рабочих цилиндров между собой или же с цилиндрами для предварительного сжатия и последующего расширения.
     Через год после получения патента теоретическая часть работы Дизеля была изложена им в брошюре «Теория и конструкция рационального теплового двигателя, призванного заменить паровую машину и другие существующие в настоящее время двигатели». В таком двигателе, считал Дизель, повышение температуры расширяющейся газовой смеси должно производиться не только в результате сгорания топлива, но и до начала этого процесса — путем предварительного сжатия чистого воздуха в цилиндре. Работать «рациональный двигатель», как и газовые двигатели Отто, должен был 1 по четырехтактному циклу. Однако последние всасывали не чистый воздух, а рабочую смесь, состоящую из воздуха и газообразного горючего, что не позволяло из-за возможности преждевременного воспламенения смеси достигать высоких степеней сжатия. Чистый воздух, всасываемый по циклу Дизеля, можно было доводить до каких угодно технически осуществимых степеней сжатия. Если в двигателях Отто смесь зажигалась электрической искрой, то в двигателе Дизеля раскаленный воздух сам воспламенял поступающее горючее. Наконец, Дизель планировал осуществить постепенное сжигание топлива по мере его поступления без существенного повышения температуры в цилиндре на этапе рабочего хода, в то время как в двигателе Отто смесь сгорала быстро, почти взрывообразно. Таким образом, Дизель надеялся вплотную приблизиться к реализации термодинамического цикла Карно.
     Столетняя история развития ДВС в совокупности с последними достижениями в области  электроники и вычислительной техники  способствовала созданию современных  электростанций с двигателями внутреннего сгорания.
     В настоящее время компактные передвижные  электростанции становятся предметом  повседневного использования. Домашние электростанции, работающие на бензине  и дизельном топливе, позволяют  подавать электроэнергию в дом автономно, без централизованной электросети, поэтому их всё чаще используют в коттеджах и на дачах. Автономные электрогенераторы не занимают много места, при этом в некоторых моделях предусмотрена система автоматического запуска с переключением потребителя на электростанцию (автозапуск).
     В этом случае приблизительно через 20-50 секунд после обесточивания электросети  все включенные бытовые электроприборы могут быть вновь «оживлены» домашней электростанцией, а при восстановлении централизованного электропитания она автоматически отключится с перерывом подачи напряжения в сеть всего на 2-5 сек.

Составные части дизельного / бензинового электроагрегата
     Домашняя  электростанция состоит из двигателя  внутреннего сгорания (карбюраторного или дизельного), приводящего в действие генератор, который вырабатывает электроэнергию напряжение 220 или 380 В частотой 50 Гц . Чаще используются генераторы синхронного типа, хотя они могут быть и асинхронными. В отдельных моделях электрогенераторов предусмотрено трёхфазное напряжение 380 или 400 В, а также постоянное напряжение 12 В для подзарядки аккумуляторной батареи автомобиля. Электростанции с карбюраторным двигателем работают на бензине (обычно, марки АИ-92), а с дизельным двигателем — на дизельном топливе. Самый простой из используемых двигателей — одноцилиндровый двухтактный с воздушным охлаждением, а самый сложный — дизельный двенадцатицилиндровый четырёхтактный с водяным охлаждением.
     Электростанции  различаются значениями рабочих  параметров: мощности, ресурса, экономичности и рядом других.
     Мощность  их может быть от 0,35 кВт до 500 кВт  и более, но при домашнем применении она обычно не превышает 5-20 кВт. Нужно  заметить, что бензиновые электрогенераторы  имеют мощность от 0,35 до 11 кВт, в то время как дизельные электростанции — от 2,5 кВт и выше.
     Здесь рассмотрен далеко не полный перечень способов выработки электроэнергии.
Итак, подведём некоторые итоги:
    Предприятия, производящие электроэнергию, называются электростанциями.
    Почти все электростанции работают по одному принципу, который был указан выше.
    Основой почти всех электростанций является электрогенератор, преобразующий механическую работу в электрический ток.
    Пришло время рассмотреть внимательнее то оборудование, которое применяется в энергетической промышленности.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Оборудование  электростанций. 

     Всё оборудование электростанций можно разделить на 4 категории:
1. Измерительное оборудование
2. Управляющее оборудование
3. Оборудование (машины), непосредственно участвующее в производстве
4. Ремонтное  оборудование 

1. Измерительное оборудование необходимо, чтобы отслеживать состояние всего производственного процесса, находясь в командном пункте.
У каждого  типа электростанций есть свой специфические  измерительные приборы, например в  производственном процессе гидроэлектростанции необходимо знать скорость потока воды, объём воды в водохранилище, давление  воды на плотину и многое другое, что не пригодилось бы к примеру в производственном процессе АЭС.
Однако  в производственном процессе каждой электростанции необходимо знать количество выработанной электроэнергии.
2. Управляющее  оборудование предназначено для  управления производственным процессом  из командного пункта. Здесь также  всё специфично, так как разные  виды электростанций нуждаются  в специфическом управлении производства.
Однако  аварийное отключение электростанции присутствует во всех типах электростанций. Также во всех электростанциях есть оборудование, обеспечивающее безопасность персонала, которое можно причислить к управляющему оборудованию.
3. Оборудование, непосредственно участвующее в производстве. Здесь и пояснять нечего, ведь это оборудование является инструментом получения электричества. Как было сказано ранее, электрогенератор является основой почти всех электростанций, поэтому подробнее рассмотрим эту важную деталь производства электроэнергии.
     Из  курса физики нам известен генератор переменного тока. Современная техника немыслима без индукционных генераторов  переменного тока.
     Системы производящие переменный ток были известны в простых видах со времён открытия магнитной индукции электрического тока. Ранние машины были разработаны такими пионерами, как Майкл Фарадей и Ипполит Пикси.
     Фарадей разработал «вращающийся треугольник», действие которого было многополярным  — каждый активный проводник пропускался  последовательно через область, где магнитное поле было в противоположных направлениях. Первая публичная демонстрация наиболее сильной «альтернаторной системы» имела место в 1886 году. Большой двухфазный генератор переменного тока был построен британским электриком Джеймсом Эдвардом Генри Гордоном в 1882 году. Лорд Кельвин и Себастьян Ферранти также разработали ранний альтернатор, производивший частоты между 100 и 300 герц. В 1891 году Никола Тесла запатентовал практический «высокочастотный» альтернатор (который действовал на частоте около 15000 герц). После 1891 года, были введены многофазные альтернаторы.
     Принцип действия генератора основан на явлении  электромагнитной индукции — возникновении  электрического напряжения в обмотке  статора, находящейся в переменном магнитном поле. Оно создается с помощью вращающегося электромагнита — ротора при прохождении по его обмотке постоянного тока.  

Динамо-машина 

     Динамо-машина стала первым электрическим генератором, способным вырабатывать мощность для  промышленности. Работа динамо-машины основана на законах электромагнетизма для преобразования механической энергии в пульсирующий постоянный ток. Постоянный ток вырабатывался благодаря использованию механического коммутатора. Первую динамо-машину построил Ипполит Пикси в 1832.
     Пройдя  ряд менее значимых открытий, динамо-машина стала прообразом, из которого появились  дальнейшие изобретения, такие как  двигатель постоянного тока, генератор  переменного тока, синхронный двигатель, роторный преобразователь.
     Динамо-машина состоит из статора, который создает постоянное магнитное поле, и набора вращающихся обмоток, вращающихся в этом поле. На маленьких машинах постоянное магнитное поле могло создаваться с помощью постоянных магнитов, у крупных машин постоянное магнитное поле создается одним или несколькими электромагнитами, обмотки которых обычно называют обмотками возбуждения.
     Без коммутатора динамо-машина является примером генератора переменного тока. С электромеханическим коммутатором динамо-машина — классический генератор постоянного тока. Генератор переменного тока должен всегда иметь постоянную частоту вращения ротора и быть синхронизирован с другими генераторами в сети распределения электропитания. Генератор постоянного тока может работать при любой частоте ротора в допустимых для него пределах, но вырабатывает постоянный ток.
     В промышленных генераторах вращается  именно электромагнит, который является ротором, в то время как обмотки  уложены в пазах статора и  остаются неподвижными. Ток к ротору подводят (или отводят от   него) с помощью скользящих контактов, для этого  ротор снабжают  контактными кольцами, присоединёнными к концам обмотки. Неподвижные пластины – щётки - прижаты к кольцам и осуществляют связь обмотки ротора с внешней цепью.
     Если  генератор приводится в движение паровой или газовой турбиной, то он называется турбогенератором. Если ротор генератора вращается от двигателя внутреннего сгорания, то такой генератор называется дизель-агрегатом.
     На  гидроэлектростанциях генератор вращает  гидротурбина, поэтому он называется гидрогенератором. Крупнейшие в мире гидрогенераторы установлены  на Красноярской (5800 МВт) и Саяно-Шушенской (6400 МВт) ГЭС.
     Особое  место среди промышленных генераторов  занимает магнитогидродинамический генератор, или МГД-генератор, в котором тепловая энергия преобразуется непосредственно в электрическую.
     Поэтому КПД  МГД-генераторов значительно  превосходят КПД других энергетических установок.

гидрогенератор 
 
 
 
 
 
 

Технический персонал электростанции и его специальности.
      Персонал  всех промышленных, в том числе и энергетических, предприятий подразделяется на промышленно-производственный (ППП), работающий в основном, обеспечивающем и обслуживающем производствах; и непроизводственный, работающий в жилищно-бытовых, коммунальных, медицинских, продовольственных, пожарных службах, в столовых, военизированной охране и других подсобных подразделениях предприятия.
      Промышленно-производственный персонал делится на эксплуатационный, ремонтный и административно-управленческий.
Для работы в энергетике - на электрических  станциях, в сетевых и других предприятиях, входящих в энергообъединения, требуется большой круг различных профессий и специальностей.
      Промышленно-производственный персонал подразделяется на следующие  категории:
– рабочие, непосредственно обслуживающие  производственные процессы в основном, обеспечивающем и обслуживающем производстве;
– служащие, выполняющие преимущественно вспомогательные  и административно-управленческие функции;
– инженерно-технические  работники (ИТР), осуществляющие техническое, экономическое и организационное руководство производственно-хозяйственной деятельностью всего энергопредприятия, для чего требуется высшее или среднее специальное образование;
– младший  обслуживающий персонал (МОП), выполняющий  простые вспомогательные работы, как правило, не требующие профессиональной подготовки - уборку, охрану и т.п.;
ученики различных специальностей и профессий, включая стажеров, временно прикомандированных для освоения новшеств и пр.
      Для рабочих специальностей устанавливаются  разряды, например, слесарь 3-го разряда, электромонтер 5-го разряда. Всего обычно, согласно тарифно-квалификационному справочнику, присваиваются шесть разрядов - с 1-го по 6-й в порядке возрастания квалификации.
      Инженерно-техническим  работникам обычно присваиваются категории: инженер 1-й категории, инженер-экономист 3-й категории, инженер-наладчик 2-й категории и т.д. Здесь квалификация оценивается в обратном порядке - самая высокая категория обычно 1-я, большие номера - более низкая квалификация. В редких случаях встречается категория выше 1-й - «нулевая».
      Ввиду непрерывного характера энергетических производственных процессов на энергопредприятиях и вообще в энергетике работа ведется  круглосуточно, поэтому значительная часть эксплуатационного персонала  образует дежурный персонал.
Особая  ответственность за бесперебойность  энергоснабжения (см. целевую функцию  энергетики) приводит к необходимости  постоянного ремонтного обслуживания энергооборудования, в связи с  чем на энергопредприятиях (на электростанциях  или в энергосистемах) содержится значительное количество ремонтников, численность которых иногда составляет до 70% общего состава энергетического персонала.
      Сложное энергооборудование требует от энергетиков  высокой профессиональной квалификации, знания помимо своей прямой специализации правил технического обслуживания и техники безопасности (ТО и ТБ) при работе с энергоустановками, которые постоянно усложняются при освоении все более сложного энергетического оборудования. Это требует, как ни в одной другой профессии, постоянного повышения деловой и производственной квалификации.
      В условиях рыночных отношений для  работы в промышленности, в том  числе и в энергетике, все большее значение приобретают экономические знания. Они становятся необходимыми не только руководящему составу, всем работникам аппарата управления энергопредприятий и энергосистем, но и руководителям более мелких подразделений - начальникам цехов, участков, бригадирам, что также требует специальной подготовки и переподготовки. 
 
 

3.Способы  транспортировки  произведённой электроэнергии
Сетевые компании 

     Итак, электроэнергию мы произвели, а что  дальше? Эту электроэнергию необходимо доставить в города нашей необъятной родины. Но электроэнергию не погрузишь в грузовик и не отвезёшь в нужное тебе место. Надо решить данную проблему. 

История решения проблемы передачи электроэнергии на дальние расстояния
     После появления мощных электромагнитных генераторов возникла проблема централизованного производства электроэнергии, которое позволило бы использовать ее для обслуживания мощных промышленных предприятий. В конце XIX в. электродвигатели начинают играть важную роль в тяжелой промышленности. Электрические генераторы вырабатывают электричество не только для превращения его в световую или тепловую энергию, но главным образом для превращения его в энергию механическую.
     Применение  электродвигателей позволяло концентрировать  производство электрической энергии  на крупных электростанциях, что вело к значительному удешевлению электроэнергии. В эпоху концентрации промышленного производства эта возможность электрической энергии была очень быстро использована. С конца 80-х годов начинают создаваться первые электростанции, т. е. технические сооружения, предназначенные для производства электрической энергии. Электрические станции соединяются с обслуживаемыми ими потребителями системой проводов, по которым происходит распределение и передача электрической энергии. Первая электростанция была создана в США Эдисоном. Чтобы обеспечить массовое использование электрического освещения, Эдисон реализовал в 1882 г. мысль о создании централизованной электрической станции, высказанную еще в 1879 г. Яблочковым.
     В связи со строительством электрических станций проблема передачи .электроэнергии на расстояние приобрела большое экономическое значение. Передача электричества на расстояние открывала возможность создания крупных электростанций в районах низкосортного топлива, резко удешевляла стоимость электроэнергии, что способствовало более глубокому проникновению электричества в промышленность.
     Попытки осуществить передачу электрической  энергии имели место в Европе уже в начале 70-х годов XIX в. В 1873 г. французский электротехник И. Фонтень на Международной выставке в Вене демонстрировал передачу электроэнергии на расстояние 1 км. К концу 70-х годов опытные установки по передаче электроэнергии на расстояние были созданы также в Англии и в Америке. В России в 1875 г. военный инженер Ф. А. Пироцкий (1845—1893) устроил на Волковом поле, вблизи Петербурга, передачу электроэнергии на расстояние до 1 км. Первая электропередача, рассчитанная на нормальную эксплуатацию, была осуществлена для электрического освещения в 1876 г. П. Н. Яблочковым.
     Однако  дальнейшее развитие передачи электрической энергии на большие расстояния задерживалось ввиду отсутствия теоретического анализа происходящих при этом явлений. И вот русский электротехник Лачинов (1842—1902) в 1880 г. опубликовал свой труд «Электромеханическая работа», где исследовал работу электрических машин и математически доказал возможность путем увеличения напряжения передачи любых количеств электроэнергии на значительные расстояния без больших потерь. Эти исследования имели огромное значение для разрешения проблемы передачи электроэнергии и для всего последующего развития электротехники.
     Подобные  же теоретические выводы были сформулированы французским физиком М. Депре, который  подтвердил их также и опытным  путем. В 1881 г. на Первом Международном  конгрессе электриков в Париже Депре сделал сообщение о передаче и распределении электроэнергии.
     Первую  опытную линию электропередачи  длиной в 57 км Депре построил на Мюнхенской выставке в 1882 г. На этой линии передавался  по телеграфной проволоке постоянный ток напряжением 1500—2000 вольт от генератора, приводимого в движение паровой машиной, к электродвигателю, соединенному с насосом. Однако эта электропередача работала с перебоями и обладала еще очень низким коэффициентом полезного действия (22%). Затем Депре построил еще несколько линий электропередач во Франции, причем наибольшее значение имела линия длиной в 56 км.
     Внедрение передачи электроэнергии на расстояние долгое время тормозилось самой  природой постоянного тока. Дело в  том, что постоянный ток вследствие низкого напряжения оказался мало пригодным для передачи. Значительно большие возможности в этом смысле представлял переменный ток. Важнейшим этапом развития техники передачи электроэнергии был переход от постоянного тока к переменному. Однако известные в то время электродвигатели переменного тока отличались существенными недостатками, которые часто делали их непригодными для эксплуатации. Перед изобретателями встала задача найти возможность использовать переменный ток и трансформаторы переменного тока для передачи электроэнергии на дальние расстояния и питания электродвигателей.
     Первый  шаг в этом направлении был  сделан итальянским физиком и  электротехником Г. Феррарисом (1847—1897) в 1885—1888 гг., предложившим применить  систему двух переменных токов, разнящихся по фазе на 90°, названную впоследствии «двухфазным» током. Феррарис показал, что при помощи двухфазных токов можно получить внутри железного кольца так называемое «вращающееся магнитное поле».
     В дальнейшем эту идею разработал и  внедрил в практику известный сербский ученый, электротехник Н. Тесла (1856—1943), который создал различные конструкции многофазных, главным образом двухфазных, электродвигателей. Наиболее целесообразной в практическом отношении Тесла считал двухфазную систему. По этой системе в 1896 г. была построена первая крупная электрическая станция двухфазного тока — Ниагарская гидроэлектростанция в США, Однако и двухфазный ток не получил широкого распространения.
     Изобретение, которое позволило более рационально  решить проблему передачи энергии на дальние расстояния, было сделано русским инженером М. О. Доливо-Добровольским (1862—1919), который предложил принять для электрической передачи энергии не двухфазный переменный ток, а трехфазный. Как опытным путем, так и теоретически Доливо-Добровольский доказал, что при помощи трехфазного тока можно получить такое же вращающееся магнитное поле, какое получали Феррарис и Тесла при помощи двухфазного. Основываясь на этом, Доливо-Добровольский и построил свой двигатель трехфазного тока, получивший в дальнейшем в электротехнике название «асинхронного»

Рис. 1. Трехфазный двигатель М. О. Доливо-Добровольского (1891 г.).
     Асинхронные двигатели в отличие от синхронных приходят во вращение самостоятельно при включении тока. Их скорость в определенных пределах может быть регулируема. Для питания асинхронные двигатели требуют всего трех проводов, присоединенных к трем концам трех обмоток статора, вторые концы которых соединяются определенным образом между собой. Генераторы трехфазного тока по конструкции ничем не отличаются от генераторов обычного однофазного переменного тока, за исключением того, что обмотка, в которой индуктируется электродвижущаяся сила, разбивается не на две, а на три группы — фазы.
     В 1891 г. на электрической выставке во Франкфурте-на-Майне Доливо-Добровольский впервые в мире организовал передачу электрической энергии на расстояние около 170 км при помощи трехфазного тока. Здесь же впервые демонстрировался и его трехфазный двигатель, принципиальная схема которого мало изменилась до настоящего времени.
     Доливо-Добровольский  решил вопрос и о трансформаторах  трехфазного тока, весьма важных для  передачи электроэнергии. В 1890 г. он предложил  для трехфазных токов вместо трех обычных однофазных трансформаторов  использовать один трансформатор, специально приспособленный для трехфазных токов, который в отличие от однофазного имеет не два магнитных сердечника, а три.

Рис. 2. Схема  трехфазного трансформатора М. О. Доливо-Добровольского.
     Таким образом, Доливо-Добровольским было изобретено и разработано все необходимое для трехфазной передачи электроэнергии и для ее распределения между осветительными силовыми установками. Изобретения Доливо-Добровольского знаменовали начало нового периода в электротехнике. Только после создания экономически выгодной и технически несложной системы трехфазного тока, решившей проблему передачи электроэнергии на большие расстояния, началось широкое внедрение электричества в промышленность. Решение проблемы передачи электроэнергии на расстояние, создание работоспособных электрических двигателей, успехи машиностроительной промышленности позволили в конце XIX в. приступить к переводу городского транспорта на электротягу.
     Электроэнергия  для двигателя подавалась по третьему рельсу, а отводилась по ездовому рельсу. Однако этот трамвай не был пригоден в городских условиях. Интересные работы по использованию электрической энергии для привода в движение обычного вагона городской конки были проведены Ф. А. Пироцким в 1880 г. в Петербурге в Рождественском парке городской конно-железной дороги. Опыты Пироцкого были удачными и показали экономические и технические преимущества нового вида городского транспорта. Однако владельцы акций Общества конно-железных дорог, боясь конкуренции, воспрепятствовали проведению испытаний.
     Дальнейшее  развитие городского хозяйства все больше и больше требовало коренных изменений в способах передвижения в крупных городах. В результате стали постепенно строиться трамвайные линии. В 1881 г. вблизи Берлина была пущена первая трамвайная линия протяженностью около 2,5 км. Уже в 1895 г. в крупнейших городах Европы и США конки заменяются трамваем. В России регулярная эксплуатация трамвая была впервые организована в 1892 г. в Киеве. В Москве первая трамвайная линия была построена в 1899 г. За 10 лет протяженность железнодорожной электросети достигла 2260 км, из которых 1138 км приходилось на Германию.
     Успешное  разрешение проблемы передачи электроэнергии способствовало необычайно быстрому развитию электротехники. Благодаря электрической  энергии стало возможным более  рациональное использование природных источников энергии. Электрическая передача дала возможность использовать дешевую гидравлическую энергию рек, применять малоценное топливо — малокалорийные сорта каменного угля, угольную пыль, торф и т. д. Электрическая энергия в полном смысле слова совершила революцию в энергетике и этим самым создала условия для нового колоссального технического прогресса.
Вы скажете, а причём здесь сетевые компании?
      После решения этой проблемы, электричество  стало доступным и полезным. Но электростанции, и так загруженные работой, не в состоянии провести электрическую сеть и обеспечить её стабильность. Тут-то и появляются сетевые компании, которые берут на себя ответственность за проведение сети и обеспечение её безопасности и стабильности.
      Сетевые компании являются одним из важнейших звеньев в системе производство - передача – потребление, занимая среднее положение – передача.
      Ну  а теперь, когда мы разобрались  в том, что делают сетевые компании, разберёмся в оборудовании, которое  она используют. 

Оборудование
Оборудование, которое используется для передачи электроэнергии, делится на две категории:
1. Оборудование  непосредственной передачи
2. Ремонтное  оборудование
1. Чтобы  передать энергию на большие  расстояния и снизить до минимума  потери электричества необходимо повысить напряжение. Для этих целей на электростанции

ставят трёхфазные повышающие трансформаторы, которые повышают напряжение тока идущего в города. Ток идущий по проводам от одной опоры ЛЭП (линии электропередач) к другой имеет напряжение в несколько сотен тысяч вольт.
 

      В городах или непосредственно  на местах потребления энергии напряжение тока понижают с помощью понижающего трансформатора.
      В современных мощных трансформаторах  суммарные потери энергии не превышают 2-3 %, а КПД составляет 97-98% (!)
2. Ремонтное  оборудование. Необходимость в этом оборудовании наблюдается практически везде, где есть чему сломаться или испортиться. Это оборудование в основном нужно для проведения и починки ЛЭП. Это оборудование составляют машины с подъёмной площадкой, но в некоторых странах применяются вертолёты. 
 
 
 

4.Распределение  электроэнергии, поступающей  от транспортирующих  организаций к  населённым пунктам  и промпредприятиям. 

Энергосбытовые  организации.
     Вот мы и подобрались к последнему пункту в цепочке производство – передача - распределение.
      За  всё в этой жизни нужно платить и за газ, и за воду, и за еду, и за электричество в наших домах и предприятиях тоже. Для того, чтобы электричество было распределено по домам и улицам наших городов и существуют энергосбытовые организации. Кстати говоря, именно энергосбытовой организации мы отдаём деньги за оплату использованного электричества.
Энегросбытовые  компании – компании, ответственные  за сбыт произведённой электроэнергии.
В Рязани это ООО РГМЭК (Рязанская городская муниципальная энергосбытовая компания). Предметом деятельности ООО РГМЭК является покупка и продажа электрической энергии, обеспечение бесперебойного электроснабжения потребителей. 

Оборудование.
      Оборудование, используемое энергосбытовой организацией можно разделить на две категории:
1.Измерительно-подсчетное оборудование.
2. Ремонтное  оборудование.
1. Измерительно-подсчетное  оборудование предназначено для  измерения потреблённой энергии  и подсчёта её количества (Киловатт  в час). К такому оборудованию относятся счётчики потребления энергии, которые установлены в наших домах, и др.  

5. О единой энергетической системе страны.
Вот мы и рассмотрели  производство, передачу и распределение электроэнергии. И конечно же стало ясно, что все это было бы невозможным без единой системы, которая бы всё регулировала. Такой системой в России является ЕЭС.
Единая  энергетическая система России (ЕЭС  России) — совокупность производственных и иных имущественных объектов электроэнергетики, связанных единым процессом производства (в том числе производства в режиме комбинированной выработки электрической и тепловой энергии) и передачи электрической энергии в условиях централизованного оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике.
Единая  энергосистема — совокупность объединённых энергосистем (ОЭС), соединённых межсистемными связями, охватывающая значительную часть территории страны при общем режиме работы и имеющая диспетчерское управление.
ЕЭС России охватывает практически всю обжитую  территорию страны и является крупнейшим в мире централизованно управляемым энергообъединением. В настоящее время ЕЭС России включает в себя 77 энергосистем, работающих в составе шести работающих параллельно ОЭС — ОЭС Центра, Юга, Северо-Запада, Средней Волги, Урала и Сибири и ОЭС Востока, работающей изолированно от ЕЭС России. Кроме того, ЕЭС России осуществляет параллельную работу с ОЭС Украины, ОЭС Казахстана, ОЭС Белоруссии, энергосистемами Эстонии, Латвии, Литвы, Грузии и Азербайджана, а также с NORDEL (связь с Финляндией через вставку постоянного тока в Выборге). Энергосистемы Белоруссии, России, Эстонии Латвии и Литвы образуют так называемое «Электрическое кольцо БРЭЛЛ», работа которого координируется в рамках подписанного в 2001 году Соглашения о параллельной работе энергосистем БРЭЛЛ.
Системный оператор выделяет три крупных независимых  энергообъединения в Европе —  Северную (NORDEL), Западную (UCTE) и Восточную (ЕЭС/ОЭС) синхронные зоны (NORDEL и UCTE в  июле 2009 года вошли в состав нового европейского объединения — ENTSO-E). Под ЕЭС/ОЭС понимается ЕЭС России в совокупности с энергосистемами стран СНГ, Балтии и Монголии. 
Преимущества  объединения электрических  станций и сетей  в ЕЭС России
Параллельная  работа электростанций в масштабе Единой энергосистемы позволяет реализовать следующие преимущества:
снижение  суммарного максимума нагрузки ЕЭС  России на 5 ГВт;
сокращение  потребности в установленной  мощности электростанций на 10-12 ГВт;
оптимизация распределения нагрузки между электростанциями в целях сокращения расхода топлива;
применение  высокоэффективного крупноблочного генерирующего  оборудования;
поддержание высокого уровня надёжности и живучести  энергетических объединений.
Совместная  работа электростанций в Единой энергосистеме  обеспечивает возможность установки на электростанциях агрегатов наибольшей единичной мощности, которая может быть изготовлена промышленностью, и укрупнения электростанций. Увеличение единичной мощности агрегатов и установленной мощности электростанций имеет значительный экономический эффект.
Особенности ЕЭС
ЕЭС России располагается на территории, охватывающей 8 часовых поясов. Необходимостью электроснабжения столь протяжённой территории обусловлено  широкое применение дальних электропередач высокого и сверхвысокого напряжения. Системообразующая электрическая сеть ЕЭС (ЕНЭС) состоит из линий электропередачи напряжения 220, 330, 500 и 750 кВ. В электрических сетях большинства энергосистем России используется шкала напряжений 110—220 — 500—1150 кВ. В ОЭС Северо-Запада и частично в ОЭС Центра используется шкала напряжений 110—330 — 750 кВ. Наличие сетей напряжения 330 и 750 кВ в ОЭС Центра связано с тем, что сети указанных классов напряжения используются для выдачи мощности Калининской, Смоленской и Курской АЭС, расположенных на границе использования двух шкал напряжений. В ОЭС Северного Кавказа определённое распространение имеют сети напряжения 330 кВ.
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.