Принцип работы и конструктивное выполнение основных элементов электроэнергетической системы. Исполнитель

Принцип работы и конструктивное выполнение основных элементов электроэнергетической системы.

Основные элементы электроэнергетической системы осуществляют выработку электрической энергии, ее преобразование, передачу на расстояние и потребление. В промышленных масштабах электрическую энергию получают на электрических станциях преобразованием различных видов энергии – химической энергии органического топлива, внутриядерной энергии, гидроэнергии и т.д.

{spoiler=Подробнее}

Преобразование электрической энергии к виду удобному для передачи, распределения и потребления производится с помощью трансформаторов. Передачи эл. энергии на расстояние осуществляются по воздушным или кабельным линиям. Потребление ее происходит различными производительными механизмами, которые приводят в действие электрические двигатели переменного тока. Синхронные генераторы на станциях преобразуют механическую энергию турбин в электрическую. Для ТЭС турбогенераторы изготавливаются быстроходными с номинальной частотой вращения 3000 мин ^-1 со стандартной частотой 50 Гц. В отличие от турбогенераторов, гидрогенераторы выполняют тихоходными с различными частотами вращения роторов, определяемые напором и расходом воды в створе рек. Большие частоты вращения повышают экономичность работы паровых турбин и позволяют уменьшить габариты турбин и генераторов.

Значительно меньшие частоты вращения роторов гидрогенераторов приводят к относительному увеличению их размеров (50 – 600 мин ^-1)

Можно повысить мощность генераторов увеличением токов в обмотках, напряжений и магнитных потоков, что приводит к возрастанию размеров ротора и статора. Однако максимальные размеры ротора ограничиваются допустимыми механическими нагрузками. Для охлаждения генераторов используют воздух, водород и воду. Работу главных агрегатов блока обеспечивают вспомогательные машины, для приведения, в действие которых расходуется электроэнергия. Мощность, расходуемая на собственные нужды блока, составляет 4-8% от его номинальной мощности.

На ТЭС электроэнергия расходуется для приготовления топлива, подачи воды в котлы, управления оборудованием. Расходы электроэнергии на собственные нужды ГЭС меньше. Они вызываются техническим водоснабжением, управлением гидротехническим и электротехническим оборудованием, охлаждением генераторов и т.п. На крупных ГЭС собственное потребление электроэнергии составляет доли процента от общей выработки. К механизмам собственных нужд электростанции предъявляют высокие требования в отношении надежности их работы, так как отказ или снижение производительности механизмов могут привести к прекращению выработки электроэнергии крупным блокам и отключению в связи с этим большого количества потребителей электроэнергии. Для механизмов собственных нужд (СН) предусматривают резервный источник питания, в качестве которого обычно используют систему. При пуске блока в работу, сначала приводят в движение механизмы собственных нужд. В процессе пуска увеличивают давление и температуру пара, а частоту вращения агрегата доводят до номинальной. Затем подают питание к обмотке возбуждения генератор электрически соединяют с энергосистемой. Далее постепенно нагружают блок, увеличивая впуск пара в турбину. Частные пуски и остановки блоков нежелательно, так как они приводят к повышенному износу основных агрегатов и вспомогательного оборудования, понижают надежность их работы, вызывают дополнительный расход топлива. Обычно блоки непрерывно работают в течении нескольких месяцев. В ночные часы их мощность несколько снижают. Турбогенераторы вырабатывают электроэнергию обычно при напряжении не превышающей 24 кВ. Чтобы передать электроэнергию на расстояние необходимо повысить напряжение до 110-1150 кВ и выше. Для этого в блоки включают повышающие трансформаторы. Электростанции в большинстве случаев выдают электроэнергии на двух, а иногда на трех напряжениях, на которых распределяется электроэнергия отходящими линиями электропередачи.

Имеющиеся на ГЭС водохранилища позволяют регулировать расход воды, а следовательно, и мощность станции таким образом, чтобы обеспечить по возможности равномерную работу ТЭС в системе. При этом в системе достигается наилучший экономический эффект (как ГАЭС). Из-за большого объема строительных работ удельная стоимость ГЭС (сум/МВт) больше, чем у ТЭС, но зато себестоимость вырабатываемой электроэнергии значительно ниже.

В электроэнергетической системе имеются различные дополнительные элементы, предназначенные для регулирования свойств основных элементов: всевозможные устройства автоматики, коммутационные аппараты, компенсирующие устройства, изменяющие сопротивления и проводимости ЛЭП и т.п. Дополнительные элементы придают электрическим системам качественно новые свойства, повышают надежность работы, облегчают управление, улучшают качество электроэнергии. Совокупность взаимосвязанных основных и дополнительных элементов образуют органическое единство электрической системы.

Принципы работы элементов электроэнергетических систем основана на использовании законов электротехники.

 {/spoilers}