Источники электроснабжения, осветительные электроустановки

  
ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ, ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

     
Общие сведения об электрических системах, сетях и источниках электроснабжения

Работа современных промышленных предприятий связана с потреблением электрической энергии, вырабатываемой электростанциями (рис.1).

Рис.1. Принципиальная схема электрической системы:

ТЭЦ, АЭС, ТЭС, ГЭС - теплоцентраль, атомная, тепловая гидравлическая станции;

СН - собственные нужды;

СК - синхронные компенсаторы;

СШ - сборные шины;

НГ - нагрузка на генераторном напряжении;

П/ст - трансформаторные подстанции

Электрическая станция - это промышленное предприятие, вырабатывающее электроэнергию и обеспечивающее ее передачу потребителям по электрической сети.

Электроустановка, предназначенная для преобразования и распределения электрической энергии, называется электрической подстанцией.

Линией электропередачи (ЛЭП) называют электроустановку, предназначенную для передачи электрической энергии.

Электрическая сеть - это совокупность воздушных и кабельных ЛЭП и подстанций, работающих на определенной территории. Совокупность электростанций, электрических сетей и электропотребителей, связанных общностью процесса производства, передачи и использования электроэнергии, называют энергетической системой. На некоторых электростанциях вырабатывается не только электрическая, но и тепловая энергия. Поэтому энергосистема охватывает и установки производства, распределения и использования теплоты. Электрическую часть энергосистемы называют электрической системой.

Источниками питания электрических систем служат электрические станции.

Основными типами электростанций являются гидроэлектрические, тепловые и атомные электростанции. На гидроэлектростанции (ГЭС) в электрическую энергию преобразуют механическую энергию водного потока реки - гидравлическую энергию.

На тепловых электростанциях (ТЭС) в электрическую преобразуют энергию, выделяемую при сгорании каменного угля, торфа, сланцев, газа, нефти и других видов топлива.

Главный недостаток тепловых электростанций - низкий коэффициент полезного действия. Лишь 30-40 % теплоты, полученной при сгорании топлива, используется полезно, а остальная часть - отдается охлаждающей воде при конденсации пара и дымовым газам. Эта энергия безвозвратно теряется, рассеивается в процессе производства электроэнергии.

Атомные электростанции (АЭС) - это тоже тепловые паротурбинные станции, но использующие в качестве топлива ядерное горючее.

В технологической схеме АЭС роль котла выполняет атомный реактор. Теплота, выделяющаяся в реакторе при делении ядер урана или плутония, передается теплоносителю - тяжелой воде, гелию и т. п. От теплоносителя тепловая энергия передается парогенератору. Далее та же схема преобразования энергии пара в механическую энергию паровой турбины и в электрическую энергию, что и на ТЭС.

В настоящее время преимущественное развитие имеют ТЭС. Это обусловлено двумя основными факторами: удельными капиталовложениями и сроками строительства ТЭС. По мере совершенствования оборудования и освоения больших единичных мощностей реакторов показатели АЭС постепенно приближаются к показателям ТЭС. В качестве резервного источника питания, а также в начальный период эксплуатации предприятий, размещенных в районах Сибири и Крайнего Севера, для временного электроснабжения применяют дизельные, газотурбинные электростанции и энергопоезда. Основным элементом дизельных электростанций (ДЭС) является дизель-генератор. В качестве первичных двигателей в основном применяют бескомпрессорные четырех- и двухтактные дизели мощностью 5-1000 кВт, имеющие частоту вращения 375-1500 об/мин. Дизели комплектуют генераторами переменного тока. В настоящее время исследуют возможность более широкого использования тепловой энергии вулканов и гейзеров - на геотермальных станциях, электростанций с магнитогидродинамическими генераторами, энергии ветра -на ветроэлектростанциях, энергии приливов и отливов - на приливных электростанциях. Опытные промышленные установки, работающие на этих видах энергии, уже имеются.

Напряжения и способы выполнения электрических сетей

Номинальным напряжением приемников электрической энергии, генераторов и трансформаторов называют то напряжение, при котором обеспечивается их нормальная и бесперебойная работа. Каждая электрическая сеть характеризуется номинальным напряжением приемников электроэнергии, которые от нее питаются. К приемникам электроэнергии в данном случае относят также первичные обмотки трансформаторов.

Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) они разделены на установки напряжением до 1000 В и напряжением выше 1000 В.

Рассмотрим линию местной сети, питающуюся непосредственно от генератора Г с номинальным напряжением U=U. В линии имеет место потеря напряжения, поэтому приемники электроэнергии, подключенные к ней, будут находиться под разными напряжениями.