Преимущества электрической энергии: Attention Required! | Cloudflare – Преимущества электрической энергии перед другими ее видами

Преимущества электрической энергии — Студопедия.Нет

Преимущества электрической энергии перед другими видами энергии заключаются в простоте и экономичности ее передачи па большие расстояния, легкой делимости между потребителями разной мощности, высоком уровне гигиенических условий.

Электрическую энергию легко превратить в механическую энергию движения, в тепловую энергию с регулированием температуры в широких пределах, в видимое и невидимое излучение, в электромагнитные колебания, которые используются не только для передачи информации на расстояние, но и для воздействия на биологический объект, при сушке, обогреве и т. д.

Электрическая энергия широко применяется в дачном и садово-огородном хозяйстве не только для освещения и обогрева помещений, но и для электропривода различных механизмов и приспособлений для обработки почвы (электроплуги, фрезы, мотыги, культиваторы и т. д.), для обогрева почвы в парниках и теплицах.

Электрическая энергия вырабатывается на электростанциях, расположенных, как правило, у источников первичной энергии.

Электростанции связаны между собой и с потребителями электрическими сетями, которые объединяют их в централизованно управляемые энергетические системы (энергосистемы).

Нагрузку на электростанции распределяют так, чтобы получить наиболее дешевую электроэнергию.

Например, если запас воды на гидравлической станции (ГЭС) большой, то ее нагружают на полную мощность, а тепловую (ТЭС) разгружают, экономя топливо.

Или же за счет ТЭС удовлетворяют постоянную (базисную) нагрузку в течение суток, а ГЭС включают в часы, когда нагрузка возрастает.

Благодаря энергосистемам не только повышается экономичность электроснабжения, но и значительно увеличивается его надежность, возрастает общая полезная выработка электроэнергии и т. д.

Вопрос 10 Какие Вы знаете способы преобразования энергии? Подробно

Объясните один из них по своему выбору, назовите его преимущества,

Недостатки и область применения.

Способы преобразования энергии морских волн в электрическую

 Водяной столб – один из самых востребованных, дешёвых и востребованных видов волновых установок с пневматическим преобразователем который использует энергию колеблющегося водяного столба для преобразования её в электрическую. Принцип действия здесь таков. При набегании волны на частично погруженную полость, открытую под водой, столб жидкости в полости колеблется, вызывая изменения давления в газе над жидкостью. Полость может быть связана с атмосферой через турбину, в качестве которой испорльзуется турбина Уэльса. Это воздушная турбина низкого давления, имеющая симметричную аэродинамическую поверхность лопаток, позволяющую им вращаться всегда в одну сторону, независимо от направления потока воздуха или жидкости. Достигается это тем, что рабочее тело, попадая на лопатку, разделяется непропорционально – отклонение в одну сторону всегда больше, чем в другую. Принцип работы турбины Уэльса схож с принципом подъема крыла самолета. Поток регулируется так, чтобы проходить через турбину в одном направлении. Преимуществом устройств на принципе водяного столба является то, что скорость воздуха перед турбиной может быть значительно увеличена за счет уменьшения проходного сечения канала, что позволяет сочетать медленное волновое движение с высокочастотным вращением турбины. Кроме того, здесь создается возможность удалить генерирующее устройство из зоны непосредственного воздействия соленой морской воды. Этот способ широко применяется для сигнальных буев, внедренных в Японии и в Великобритании. Самым крупным и впервые включенным в энергосеть устройством является устройство, построенное в Тофтестоллене (Норвегия). Здесь водяной столб используется в 500 киловаттной установке, построенной на краю отвесной скалы. Помимо всего прочего, национальная электрическая лаборатория Великобритании предлагает конструкцию, устанавливаемую непосредственно на морском дне. Недостатками таких преобразователей являются низкий КПД и большая материалоемкость.

Преимущества электрической энергии. Основные электротехнические понятия.

Преимущества электрической энергии:

-Низкая стоимость централизованного производства электрической энергии.

-Электрическая энергия легко, быстро и экономично передаётся на дальние расстояния.

-Электрическая энергия легко преобразуется в другие виды энергии.

-Потребители электрической энергии отличаются высокой экономичностью и экологической чистотой (чего нельзя сказать о местах её производства).

Основные электротехнические понятия:

Электрический заряд и электрическое поле (ЭЗ и ЭП): Опытным путём установлено, что в природе существует два рода электрических зарядов: «-» — электроны, «+» — протоны, позитроны. Все тела электрически заряжены или электронейтральны (когда действие положительных зарядов скомпенсировано действием отрицательных зарядов).Единицей измерения электрического заряда – Кулон. Электрический заряд в окружающем пространстве создаёт электрическое поле, наличие которого можно определить по силовому воздействию на некоторый пробный электрический заряд.

Электриче­ский ток. Электрическая цепь. Сила тока. ЭДС. Напряжение. Электрический ток– это упорядоченное, направленное движение электрических зарядов в пространстве под действием сил электрического поля. Количественно величина тока в электрических цепях характеризуется понятием «сила тока». . Сила тока – это количество электричества, протекающего через поперечное сечение проводника в единицу времени. В зависимости от свойства различных веществ и материалов проводить электрический ток различают:

1. Проводники.

1.1.Проводники первого рода (металлы) –не происходит химических превращений.

1.2.Проводники второго рода (расплавы, растворы, ионизированные газы) –происходят химические превращения.

2. Полупроводники (Si, Ge).

3. Диэлектрики (изоляторы).

Электрическая цепь – это совокупность электротехнических устройств, предназначенных для производства электроэнергии, её передачи или распределения, а также для преобразования в требуемый вид энергии, то есть в работу.

В простейшем случае электрическая цепь содержит:

1.Источник электрической энергии (ИЭЭ). Преобразует первичные виды энергии (химическую и др.) в электрическую.

2.Потребитель (приёмник) электроэнергии. Служит для преобразования электроэнергии в требуемую работу.

3.Соединительные провода или линии электропередач (ЛЭП).

В общем случае электрическая цепь может содержать также различные электротехнические устройства (регулирующие, защитные, коммутирующие, сигнальные), а также электроизмерительные приборы. При протекании электрического тока по электрической цепи происходит преобразование электроэнергии источника в другой вид энергии, то есть источник совершает в цепи некоторую работу. Количественной мерой этой работы является ЭДС.

ЭДС – работа, совершаемая источником электроэнергии при перемещении единицы количества электричества по замкнутой цепи. .При рассмотрении участка цепи вводится понятие «разность потенциалов» или «напряжение».Напряжение характеризуется работой, совершаемой источником электроэнергии между двумя рассматриваемыми точками. ,
.

Достоинства электрической энергии.

  1. Универсальность преобразования в любой вид энергии и наоборот.

  2. Передача на огромные расстояния с малыми потерями и исключительно быстро.

  3. Простота дробления.

  4. Простота управления.

  5. Постоянная готовность к работе.

  6. Отсутствие загрязнения среды.

Электрическая энергия широко используется во всех

трех сферах деятельности человека:

  • переработка энергии генераторы, двигатели, энергосистемы, преобразование и передача первичной энергии, запасенной в природе, потребителю;

  • переработка информации радиотехника, электроника, измерительная техника, системы автоматического контроля, компьютерная и телекоммуникационная техника и технологии;

  • переработка материалов – электрофизические методы обработки материалов.

С конца XIX века и по настоящее время человечество переживает процесс сплошной электрификации всех отраслей материального производства, быта, транспорта и т.п.

В промышленно развитых странах каждые 10 лет потребление энергии удваивается. В слаборазвитых странах удвоение происходит каждые 4 года. Для сравнения: потребление всех видов энергии в мире удваивается каждые 15 лет).

К 2000 году доля потребления электрической энергии в мире составила 40% от общего потребления энергии (15% в 1975г.).

Курс ТОЭ является фундаментальным для подготовки инженеров-электриков.

Основная задача изучения курса ТОЭ – изучение одной из форм материи, электромагнитного поля и его использования в различных устройствах техники, изучение методов анализа, синтеза и расчета электрических и магнитных полей для понимания и успешного решения проблем электроэнергетики.

Литература

1. Нейман Л.Р., Демирчян К.С. Теоретические основы электротехники т. 1-Л.: Энергоиздат, 1981. -536 с.

2. Нейман Л.Р., Демирчян К.С. Теоретические основы электротехники т. 2-Л.: Энергоиздат, 1981. -416 с.

3. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. -8-е изд- М.: Высш. Школа, 1984. -559 с.

  1. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. -8-е изд- М.: Высш. Школа, 1986. –263 с.

  2. Матханов П.Н. Основы анализа электрических цепей. Линейные цепи. — М.: Высш. Школа, 1981. -333 с.

  3. Матханов П.Н. Основы анализа электрических цепей. Нелинейные цепи. — М.: Высш. Школа, 1986. –352 с.

  4. Сборник задач и упражнений по теоретическим основам электротехники. Под ред. П.А. Конкина. — М.: Энергоиздат, 1982. -760 с.

  5. Сборник задач по теоретическим основам электротехники Под ред. Бессонова Л.А. -2-е изд. — М.: Высш. Школа, 1980. -472 с.

  6. Сборник задач по теории электрических цепей. Под редакцией П.Н. Матханова и Л.В. Данилова. -М.: Высш.школа, 1980. -224с

  7. Понятия и термины, КПИ, 1988.

  8. Задачи по 1 части, КПИ, 1984. Задачи по 2 части, КПИ, 1984.

ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

1. Основные понятия

1.1. Основные электрические величины

Электромагнитные процессы в электрических цепях характеризуются следующими основными электрическими величинами:

  • электородвижущая сила (э.д.с.), e(t), E

  • электрический потенциал, (t)

  • электрическое напряжение, u(t), U

  • электрический ток, i(t), I

  • электрический заряд, q(t), Q

а также энергетическими величинами:

  • электрическая энергия, W

  • электрическая мощность, p(t), P

Потенциал некоторой точки электрической цепи – величина, равная потенциальной энергии W, которой обладает единичный положительный заряд, находящийся в данной точке.

[Дж]/[Кл]=[В].

Если соединить данную точку электрической цепи с точкой с нулевым потенциалом (заземленной точкой), то энергия по перемещению заряда из данной точки в нулевую равна W (независимо от пути !).

Разность потенциалов двух точек электрической цепи (12) равна работе по перемещению единичного положительного заряда из одной данной точки в другую

.

В источнике за счет внешних сил неэлектрического происхождения (сторонних сил), действующих навстречу электростатическим силам взаимодействия заряженных частиц внутри источника, происходит разделение зарядов, создается и поддерживается разность потенциалов на зажимах источника – электродвижущая сила (э.д.с.).

Э.д.с. e(t), E – энергия, которую приобретает единичный положительный заряд, перемещаясь под действием сторонних сил внутри источника (работа A, совершаемая сторонними силами при переносе единичного положительного заряда между зажимами источника). Э.д.с. равна разности потенциалов на зажимах источника.

.

Под действием э.д.с. источника (разности потенциалов на зажимах источника, электрического поля источника) в электрической цепи, составленной из проводников, начнется направленное, упорядоченное движения электрических зарядов –потечет электрический ток.

Электрический токнаправленное, упорядоченное перемещение электрических зарядов в электрической цепи.

Мгновенное значение токавеличина переменного тока в каждый момент времени:

.

Постоянный ток:

[Кл]/[с]=[А].

Под направлением тока понимают направление перемещения положительных зарядов.

Величина тока (сила тока) определяется количеством электричества (зарядом Q), перемещающимся через поперечное сечение проводника в единицу времени.

Плотность тока, δ – сила тока через единицу площади поперечного сечения проводника.

Для равномерно распределенного тока по сечению:

[А/м2].

Напряжение (падение напряжения на участке цепи, разность потенциалов на зажимах приемника) u(t), Uработа, совершаемая силами электрического поля источника по перемещению единичного положительного заряда по этому участку цепи. Единица измерения – вольт [B]

.

Понятие напряжения имеет смысл для двух точек электрической цепи.

Диапазоны напряжений:

  • аккумуляторные батареи 1 – 12 В;

  • коммунальная сеть 127 – 380 В;

  • кабельные сети 6 – 11 кВ;

  • воздушные линии 110 – 1000 кВ;

  • молния 100 000 кВ.

Диапазоны токов:

  • электроника – мкА, мА;

  • лампы накаливания до 1 А;

  • нагревательные приборы до 10 А;

  • электродвигатели – десятки, сотни А, кА.

Электрическое сопротивлениепрепятствие упорядоченному движению электрических зарядов. Единица измерения – Ом [Ом]

Природа сопротивления и энергетические процессы в нем могут быть различны. Наличие сопротивления связано с расходом энергии источником и преобразовании на элементе, обладающем сопротивлением, электромагнитной энергии источника в другие виды энергии.

Величина, обратная сопротивлению R – проводимость G. Единица измерения – сименс [См]

G

Энергия, израсходованная в цепи к моменту времени t при прохождении тока i(t) под действием напряжения u(t):

[Дж],

где p(t) – мгновенная мощностьинтенсивность энергетического процесса в каждый момент времени;

p(t)=u(t)i(t).

Для постоянного тока:

P=UI [Вт].

Вопрос 9 Назовите и докажите преимущества электрической энергии над другими видами энергии.

Преимущества электрической энергии

Преимущества электрической энергии перед другими видами энергии заключаются в простоте и экономичности ее передачи па большие расстояния, легкой делимости между потребителями разной мощности, высоком уровне гигиенических условий.

Электрическую энергию легко превратить в механическую энергию движения, в тепловую энергию с регулированием температуры в широких пределах, в видимое и невидимое излучение, в электромагнитные колебания, которые используются не только для передачи информации на расстояние, но и для воздействия на биологический объект, при сушке, обогреве и т. д.

Электрическая энергия широко применяется в дачном и садово-огородном хозяйстве не только для освещения и обогрева помещений, но и для электропривода различных механизмов и приспособлений для обработки почвы (электроплуги, фрезы, мотыги, культиваторы и т. д.), для обогрева почвы в парниках и теплицах.

Электрическая энергия вырабатывается на электростанциях, расположенных, как правило, у источников первичной энергии.

Электростанции связаны между собой и с потребителями электрическими сетями, которые объединяют их в централизованно управляемые энергетические системы (энергосистемы).

Нагрузку на электростанции распределяют так, чтобы получить наиболее дешевую электроэнергию.

Например, если запас воды на гидравлической станции (ГЭС) большой, то ее нагружают на полную мощность, а тепловую (ТЭС) разгружают, экономя топливо.

Или же за счет ТЭС удовлетворяют постоянную (базисную) нагрузку в течение суток, а ГЭС включают в часы, когда нагрузка возрастает.

Благодаря энергосистемам не только повышается экономичность электроснабжения, но и значительно увеличивается его надежность, возрастает общая полезная выработка электроэнергии и т. д.

Вопрос 10 Какие Вы знаете способы преобразования энергии? Подробно

объясните один из них по своему выбору, назовите его преимущества,

недостатки и область применения.

Способы преобразования энергии морских волн в электрическую

Водяной столб – один из самых востребованных, дешёвых и востребованных видов волновых установок с пневматическим преобразователем который использует энергию колеблющегося водяного столба для преобразования её в электрическую. Принцип действия здесь таков. При набегании волны на частично погруженную полость, открытую под водой, столб жидкости в полости колеблется, вызывая изменения давления в газе над жидкостью. Полость может быть связана с атмосферой через турбину, в качестве которой испорльзуется турбина Уэльса. Это воздушная турбина низкого давления, имеющая симметричную аэродинамическую поверхность лопаток, позволяющую им вращаться всегда в одну сторону, независимо от направления потока воздуха или жидкости. Достигается это тем, что рабочее тело, попадая на лопатку, разделяется непропорционально – отклонение в одну сторону всегда больше, чем в другую. Принцип работы турбины Уэльса схож с принципом подъема крыла самолета. Поток регулируется так, чтобы проходить через турбину в одном направлении. Преимуществом устройств на принципе водяного столба является то, что скорость воздуха перед турбиной может быть значительно увеличена за счет уменьшения проходного сечения канала, что позволяет сочетать медленное волновое движение с высокочастотным вращением турбины. Кроме того, здесь создается возможность удалить генерирующее устройство из зоны непосредственного воздействия соленой морской воды. Этот способ широко применяется для сигнальных буев, внедренных в Японии и в Великобритании. Самым крупным и впервые включенным в энергосеть устройством является устройство, построенное в Тофтестоллене (Норвегия). Здесь водяной столб используется в 500 киловаттной установке, построенной на краю отвесной скалы. Помимо всего прочего, национальная электрическая лаборатория Великобритании предлагает конструкцию, устанавливаемую непосредственно на морском дне. Недостатками таких преобразователей являются низкий КПД и большая материалоемкость.

Способы преобразования солнечной энергии.

Очень давно ещё древние греки использовали солнечную энергию для обогрева жилища. В 19 веке впервые изобрели солнечный коллектор, с помощью которого нагревали воду.

Нынешняя энергетика на основе солнечного тепла носит название гелиоэнергетика, и начала развиваться она только в середине 20 века.

Солнечную энергию можно преобразовать в электрическую или тепловую с помощью трёх технологий:

Чаще всего используется вариант снабжения теплом при помощи солнечных коллекторов — водонагревателей. Их устанавливают в неподвижном состоянии на крышах домов так, чтобы сохранялся определённый угол к горизонту. Теплоносителем может служить воздух, вода или антифриз. Это вещество нагревается на 40-50 градусов больше температуры окружающего пространства, что и обеспечивают вышеупомянутые коллекторы. Но такие устройства могут применяться не только для обогрева. Ими кондиционируют воздух, сушат продукты сельского хозяйства и даже делают пресной морскую воду. Япония и США на сегодняшний день — лидеры по закупке таких солнечнообогревательных систем. Но на Кипре и в Израиле этих установок несколько больше из расчёта на одного человека. В Израиле, например, 70% населения пользуются такой солнечной энергией, и всех их обеспечивает 1 млн. коллекторов. Индия и Китай тоже не обходятся без этого. В некоторых странах Африки солнечные коллекторы используются в основном, чтоб запустить насосные установки.

При втором способе солнечная энергия трансформируется не в тепловую, а в электрическую. Этот процесс осуществляют солнечные батареи на основе кремня, так называемые фотоэлектрические установки. Подобные устройства использовались на космических кораблях. Впервые такая система была запущена в Калифорнии. Сейчас же третью рынка фотоэлектрических элементов управляет Япония. Хотя такая электроэнергия всё ещё очень дорого стоит, в некоторых странах ею успешно пользуются.

Третий способ тоже преобразовывает энергию Солнца в электричество. Это осуществимо с помощью параболических или башенных солнечных электростанций.

Несравнимые преимущества электричества

Несравнимые преимущества электричества

Человек благодаря своей энергии тела, то есть своей мускульной энергии со времен древней эпохи занимается трудовой деятельностью различного рода. Со временем облегчая себе работу и тем самым экономя время, он стал внедрять в свой труд животных – они стали в этом отличными помощниками. Проходили столетия, человеком было придумано задействовать энергию воды и ветра.

Иван Ползунов – это гениальный русский механик, который изобрёл в 18 веке паровую машину. Позже, инженерами и учёными был получен способ использования энергии электричества. Инженер и изобретатель, выдающийся русский учёный, академик Борис Семёнович Якоби уже в 1837 году изобрёл первый в мире электрический двигатель.

Этот двигатель он использовал для передвижения лодки, имеющей четырнадцать посадочных мест, по Неве против течения. Тем самым возродилась новая энергетика – на основе использования электричества. Её оценил и довольно высоко К. Маркс, великий учитель человечества, который провозгласил: «Царствование пара, всколыхнувшего мир, окончилось; его место займёт электрическая искра».

Стремительный рост использования электрической энергии говорит о её многих преимуществах. Основное и главное преимущество электричества – это заведомая простота преобразования её во все прочие виды энергии.

Ф. Энгельс писал: «Паровая машина нас учит теплоту превращать в механическое движение, но применение электричества даёт нам возможность обращения всех форм энергии, механического движения, теплоты, света, магнетизма, электричества, из одной в другую, и обратно». Абсолютно всякий вид топлива, такой как газ, мазут, торф, дрова, уголь и т.п., несет в себе запас энергии. Сгорание топлива – это процесс превращения его химической энергии в тепловую энергию, а её в прочие виды энергии.

К примеру, топливо сжигают в топках котлов электростанций для того, чтобы нагреть воду и обратить её в пар. Пар же в свою очередь приводит в движение своей энергией паровую турбину, которая связана с генератором – источником электрической энергии. А по желанию потребителей электроэнергию превращают в звук, свет, тепло, механическую энергию движения поездов, машин, различных механизмов и станков, химическую и в прочие виды энергии.

Следующее преимущество электрической энергии – это уникальная способность её передачи по проводам на достаточно большие расстояния. В отличие от механической энергии паровой машины, которая обычно передаётся с помощью каната или ремня на расстояние всего в десятки метров, электрическая энергия посредством проводов передаётся на сотни километров и более.

Один из первых опытов относительно передачи электроэнергии на расстояние был проведен русским военным инженером Ф.А.Пироцким в 1874 году. Спустя более 15 лет инженеры электротехники из России – М.О. Доливо-Добровольский и Р.Э. Классон провели промышленный опыт передачи электричества на 175 км. Таких линий электропередач в нашей стране немало каждая из них имеет расстояния от 200 до 300 километров. Благодаря этому заводы и фабрики имеют возможность располагаться там, где для них имеется сырьё для производства. Энергию электричества по линиям электропередач можно подводить к этим предприятиям дёшево, быстро и удобно.

Ещё немаловажное преимущество энергии электричества состоит в том, что ее возможно применять как в установках большой мощности, так и в малой. На практике подобная возможность делимости и концентрации электроэнергии обладает особенной ценностью.

На электростанциях в работе находятся довольно мощные турбогенераторы по 100 тысяч киловатт каждый. Такая машина заменяет усилие мускул до миллиона рабочих. И вместе с этим она занимает относительно небольшую площадь до 150 квадратных метров, а для того чтобы разместить миллион людей, необходимо построить большой город.

Как правило, на электростанции проходит установка сразу нескольких мощных машин. Это даёт возможность одновременно производить огромное количество электроэнергии. С этим необходимо учитывать, что электрические машины в состоянии выполнять свою работу долгое время, не прерываясь на отдых. Также существуют и маленькие генераторы в миллионы раз меньше по сравнению с самым мощным турбогенератором. Речь идет о «вечном» электрофонарике, в который была помещена крохотная электрическая машина.

Потенциал делимости и концентрации энергии электричества даёт возможность производить машины как для движения мощных, тяжёлых поездов, так и для вращения часового токарного станка, крыльчаток настольного вентилятора, а также хрупкого механизма чувствительных и очень точных электрических часов.

Имеется ещё одно главное, и очень важное преимущество электрической энергии – она почти мгновенно передаётся на расстояние. В секунду скорость передачи электрической энергии равна 300000 километрам. Данное свойство крайне необходимо при электрической связи по проводам, таким как телеграф, телефон, передачи различных сигналов и команд, как радиотелеграф, радиотелефон, а также сверхточным измерительным устройствам и т.п.

В чем преимущество электрической энергии по сравнению с другими видами энергии?

В чем преимущество электрической энергии по сравнению с другими видами энергии? И 2 вопрос, каккие функции выполняет ратор и статор генератора?

Электроэнергетические сети предназначены для передачи и распределения электрической энергии от источников к электроприемникам. Они позволяют передавать большие количества энергии на значительные расстояния с малыми потерями, что является одним из основных преимуществ электрической энергии по сравнению с другими видами энергии.  

Из всех возможных классов электромеханических преобразователей энергии практическое применение находят только индуктивные преобра­зователи, в которых преобразование энергии происходит за счет изменения индуктивности (потокосцеплений) обмоток, расположенных на двух ос­новных частях — статоре и роторе. При этом преимущественно цилиндри­ческий вращающийся ротор располагается внутри статора, также имеюще­го форму полого цилиндра. В отдельных установках ротор, имеющий фор­му кольца, располагают снаружи статора, и такие машины называют ма­шинами с внешним ротором электромеханических преобразователей.

Ротор электрической машины переменного тока может не иметь об­моток возбуждения. В таких машинах магнитное поле возбуждения созда­стся постоянными магнитами и они называются генераторами с постоян­ными магнитами.  

Явно выраженные конструкции полюсов на статоре и роторе при­надлежат индукторным или параметрическим машинам, в которых преобразование энергии осуществляется за счет периодического изменения маг- пи того сопротивления воздушного зазора. Конструктивные исполнения
индукторных машин весьма разнообразны. Они могут иметь два статора с размещенной между ними обмоткой возбуждения и два ротора, или один статор и ротор с явно выраженными, так называемыми когтеобразными полюсами, при этом обмотка возбуждения располагается или на роторе, или в торцевых частях статора.

Хорошую перспективу имеют также и генераторы торцового испол­нения, в которых статор и ротор выполняются в форме дисков и в которых преобразование энергии осуществляется в воздушном промежутке между этими дисками.

7)Преимущества электроэнергии.

Преимущества электроэнергии:

  • производство (в основном, преобразование механической энергии в электрическую) — разнообразие используемых ресурсов [гидроэлектростанций (ГЭС), теплоэлектростанций (ТЭС), атомных электростанций (АЭС)], возможности концентрации мощностей и управления их размещением;

  • передача — возможность надежной и экономичной передачи электроэнергии на большие расстояния;

  • распределение — простота канализации электроэнергии потребителям независимо от их мощности;

  • потребление — простота и экономичность преобразования электроэнергии в другие виды энергии (механическую, тепловую, световую), а также существование ряда высокоэффективных электротехнических технологий — электролиз, гальванотехника.

8)Развитие электроэнергетики России в начале 20 века.

В первые годы развития электроэнергетики России все электростанции работали раздельно. Даже электростанции, расположенные в крупных городах (Петербурге, Москве), работали на собственные, не связанные между собой, электрические сети, нередко выполненные на различные системы тока — постоянный, однофазный переменный, трехфазный переменный, при различных частотах (20; 40; 42,5; 50 Гц) и различных напряжениях.

В 1913 г. в России было всего 109 км воздушных электрических сетей напряжением выше 10 кВ.

В 1912 г. в 70 км от Москвы на торфяных болотах было начато строительство первой районной электростанции «электропередача»; была также построена линия электропередачи напряжением 70 кВ длиной около 70 км до Измайловской подстанции.

9)Преимущество объединения электростанций в энергосистему.

К основным преимуществам такого объединения следует отнести:

  • наилучшее использование установленной мощности агрегатов электростанций, повышение их экономической эффективности в целом;

  • снижение суммарного максимума нагрузки объединяемых систем;

  • уменьшение суммарного необходимого резерва мощности;

  • облегчение работы системы при авариях и ремонтах;

  • увеличение единичной мощности агрегатов, устанавливаемых на электростанциях и подстанциях.

10) Развитие электроэнергетики России в 20е годы 20века.

Уже в конце 20-х годов научно-исследовательские и проектные организации, заводы начинают создавать отечественное электротехническое оборудование. В это же время была принята единая шкала номинальных напряжений: 3, 6, 10, 35, 110 кВ; предполагалось в дальнейшем применение напряжений 220 и 380 кВ.

В 1926 г. была создана диспетчерская служба в Московской энергосистеме, а впоследствии аналогичные службы были созданы в Ленэнерго Уралэнерго и других энергосистемах.

11)Развитие электроэнергетики России в 30е годы 20века

Для 30-х годов XX в. характерно стремительное увеличение темпов электрификации, развития электроэнергетического хозяйства. Значительно уплотнился график электрической нагрузки; годовое число часов ис­пользования мощности всех электростанций в 1940 г. возросло до 4650 против 2720 в 1928 г., а для районных электростанций этот же показатель возрос с 3260 до 5481 часа в год. За этот период изменился характер электростанций — заметно увеличилась единичная мощность агрегатов, увеличился удельный вес электростанций, построенных у источников топлива, увеличилась доля гидроэлектростанций в выработке электроэнергии. Это в свою очередь привело к необходимости передачи электроэнергии на дальние расстояния, что, естественно, требовало повышения напряжения. Последнее обусловило значительное развитие электрических сетей для передачи и распределения электроэнергии.

Так, например, мощность Московской энергосистемы к 1935 г. достигла 900 МВт с длиной электрических сетей 110 кВ 1900 км; мощность Уральской энергосистемы, протянувшейся на 1000 км от Соликамска до Магнитогорска, достигла 650 МВт.

Впервые было применено напряжение 220 кВ в Ленинградской энергосистеме, где в 1933 г. была построена электропередача протяженностью 240 км Нижне-Свирская ГЭС — Ленинград. Впоследствии это напряжение было применено и в других энергосистемах, а также при сооружении линий межсистемных связей.

Рост мощностей и дальности передачи электроэнергии, необходимость повышения надежности электроснабжения потребовали решения ряда новых технических проблем. Особо важное значение при возрастающей дальности передачи электроэнергии получили вопросы расчетов устойчивости параллельной работы электростанций и способов обеспечения этой устойчивости. На основе глубокого изучения переходных процессов в электрических системах была разработана методика расчетов, проведены исследования в электрических системах. Были изучены вопросы аварийного регулирования турбин, исследованы возможности повышения мощности и дальности передачи при помощи автоматического регулирования возбуждения синхронных машин; был создан электронный регулятор напряжения. В эти годы были найдены реальные средства повышения пределов динамической устойчивости: форсировка возбуждения синхронных генераторов, применение аварийной разгрузки по частоте (АЧР).

Во второй половине 30-х годов XX в. уже велась разработка вопросов, связанных с возможностью передачи электроэнергии от будущей Куйбышевской ГЭС в район Москвы на напряжении 380—400 кВ; в Ленинграде в Ленинградском энергофизическом институте была построена опытная трехфазная линия 500 кВ, на которой проводились исследования на дальнюю перспективу — использование более высоких напряжений для передачи электроэнергии.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.