Kr?viams judant u?daroje grandin?je, veikia srov?s ?altinis tam tikras darbas. Tai gali b?ti naudinga ir pilna. Pirmuoju atveju srov?s ?altinis, dirbdamas darb?, judina kr?vius i?orin?je grandin?je, o antruoju atveju kr?viai juda visoje grandin?je. ?iame procese didel? reik?m? turi srov?s ?altinio efektyvum?, apibr??iam? kaip i?orin?s ir bendros grandin?s var?os santyk?. Jei ?altinio vidin? var?a ir apkrovos i?orin? var?a yra lygios, pus? visos galios bus prarasta pa?iame ?altinyje, o kita pus? – esant apkrovai. ?iuo atveju koeficientas naudingas veiksmas bus 0,5 arba 50 proc.

Elektros grandin?s efektyvumas

Nagrin?jamas efektyvumas pirmiausia yra susij?s su fiziniai dyd?iai charakterizuojantys elektros energijos konvertavimo ar perdavimo greit?. Tarp j? pirmoje vietoje yra galia, matuojama vatais. Yra kelios jo apibr??imo formul?s: P = U x I = U2/R = I2 x R.

Elektros grandin?se gali b?ti skirtinga prasm? atitinkamai ?tampa ir ?krova, o atliekamas darbas taip pat kiekvienu atveju skiriasi. Labai da?nai reikia ?vertinti elektros perdavimo ar konvertavimo greit?. ?is greitis yra elektros energija atitinkant? tam tikr? laiko vienet? atliekam? darb?. Formul?s pavidalu ?is parametras atrodys taip: P=A/?t. Tod?l darbas rodomas kaip galios ir laiko sandauga: A=P??t. Darbo matavimo vienetas yra.

Norint nustatyti ?renginio, ma?inos, elektros grandin?s ar kitos pana?ios sistemos efektyvum? galios ir darbo at?vilgiu, naudojamas efektyvumas – efektyvumas. ?i vert? apibr??iama kaip sunaudotos naudingos energijos santykis viso energijos, patenkan?ios ? sistem?. Efektyvumas ?ymimas simboliu i ir matemati?kai apibr??iamas kaip formul?: i \u003d A / Q x 100% \u003d [J] / [J] x 100% \u003d [%], kurioje A yra atliktas darbas vartotojo, Q yra ?altinio suteikta energija. Pagal energijos tverm?s d?sn? naudingumo vert? visada yra lygi vienetui arba ma?esn?. Tai rei?kia, kad naudingas darbas negali vir?yti energijos kiekio, sunaudotos jam atlikti.

Taigi nustatomi galios nuostoliai bet kurioje sistemoje ar ?renginyje, taip pat j? naudingumo laipsnis. Pavyzd?iui, laidininkuose galios nuostoliai susidaro, kai elektros i? dalies paver?iama ?ilumine energija. ?i? nuostoli? dydis priklauso nuo laidininko var?os, jie n?ra neatskiriama dalis naudingo darbo.

Yra skirtumas, i?reik?tas formule ?Q=A-Q, kuris ai?kiai parodo galios nuostolius. ?ia labai ai?kiai matomas ry?ys tarp galios nuostoli? augimo ir laidininko var?os. Ry?kiausias pavyzdys – kaitrin? lempa, kurios efektyvumas nevir?ija 15 proc. Lik? 85% galios paver?iama ?ilumine, tai yra, infraraudonaisiais spinduliais.

Koks yra srov?s ?altinio efektyvumas

Apsvarstytas viso efektyvumas elektros grandin?, leid?ia geriau suprasti fizin? srov?s ?altinio efektyvumo esm?, kurios formul? taip pat susideda i? ?vairi? dyd?i?.

Persikraustymo procese elektros kr?viai u?daroje elektros grandin?je tam tikr? darb? atlieka srov?s ?altinis, kuris skiriasi kaip naudingas ir u?baigtas. Atliekant nauding? darb?, srov?s ?altinis perkelia kr?vius i?orin?je grandin?je. Visi?kai dirbant, ?krovos, veikiamos srov?s ?altinio, juda jau visoje grandin?je.

Formuli? pavidalu jie rodomi taip:

• Naudingas darbas - Apolesis = qU = IUt = I2Rt.
• Pilnas darbas- Аpilnas = qe = Iet = I2(R +r)t.

Remiantis tuo, galima i?vesti dabartinio ?altinio naudingosios ir bendrosios galios formules:

• Naudinga galia - Рpolez = Apolez / t = IU = I2R.
• Tariama galia – Рpilnas = Appilnas/t = Ie = I2(R + r).

D?l to dabartinio ?altinio efektyvumo formul? yra tokia:

• i = Ause/ Atot = Ruse/ Ptot = U/e = R/(R + r).

Did?iausia naudingoji galia pasiekiama esant tam tikrai i?orin?s grandin?s var?os vertei, priklausomai nuo srov?s ?altinio ir apkrovos charakteristik?. Ta?iau reikia atkreipti d?mes? ? maksimumo nesuderinamum? naudingos galios ir maksimalus efektyvumas.

Srov?s ?altinio galios ir efektyvumo tyrimas

Srov?s ?altinio efektyvumas priklauso nuo daugelio veiksni?, ? kuriuos reikia atsi?velgti tam tikra seka.

Norint nustatyti, pagal Ohmo d?sn?, yra tokia lygtis: i \u003d E / (R + r), kurioje E yra srov?s ?altinio elektrovaros j?ga, o r yra jo vidin? var?a. tai konstantos, kurios nepriklauso nuo kintamos var?os R. J? pagalba galite nustatyti elektros grandin?s sunaudot? nauding?j? gali?:

• W1 \u003d i x U \u003d i2 x R. ?ia R yra elektros vartotojo var?a, i yra srov? grandin?je, nustatyta pagal ankstesn? lygt?.

Taigi galios reik?m? naudojant baigtinius kintamuosius bus rodoma taip: W1 = (E2 x R)/(R + r).

Kadangi tai yra tarpinis kintamasis, ?iuo atveju funkcija W1(R) gali b?ti analizuojama d?l ekstremumo. ?iuo tikslu b?tina nustatyti R reik?m?, kuriai esant pirmosios naudingosios galios i?vestin?s, susijusios su kintam?ja var?a (R), vert? bus lygi nuliui: dW1/dR = E2 x [(R + r)2 - 2 x R x (R + r) ] = E2 x (Ri + r) x (R + r - 2 x R) = E2 (r - R) = 0 (R + r)4 (R + r)4 (R + r)3

I? ?ios formul?s galime daryti i?vad?, kad i?vestin?s vert?s vert? gali b?ti lygi nuliui tik esant vienai s?lygai: galios imtuvo (R) var?a i? srov?s ?altinio turi siekti paties ?altinio vidin?s var?os reik?m? (R => r). Esant tokioms s?lygoms, naudingumo koeficiento i reik?m? bus nustatyta kaip srov?s ?altinio naudingosios ir bendrosios galios santykis - W1/W2. Kadangi maksimaliame naudingosios galios ta?ke srov?s ?altinio energijos vartotojo var?a bus tokia pati kaip ir paties srov?s ?altinio vidin? var?a, tokiu atveju efektyvumas bus 0,5 arba 50%.

Srov?s galios ir efektyvumo u?duotys

Elektros energijos gamyba ir paskirstymas.

Regionin?je (t. y. arti energijos ?altini?) elektrin?je elektr? da?niausiai gamina elektros ma?in? generatoriai. Siekiant suma?inti nuostolius jo perdavimo ir paskirstymo metu, generatoriaus i??jimo ?tamp? padidina transformatorin? pastot?. Tada elektra perduodama ? auk?tos ?tampos linijos elektros perdavimo linijos (TL) dideliais atstumais, kurie gali b?ti matuojami ?imtais kilometr?. Prie elektros perdavimo linijos prijungta nema?ai skirstom?j? pasto?i?, nukreipian?i? elektr? ? vietinius elektros vartojimo centrus. Kadangi tada elektra perduodama gatv?mis ir gyvenamomis vietov?mis, ?tampa pastot?se d?l saugumo v?l ma?inama transformatoriais. Pagrindin?s tinklo linijos yra prijungtos prie pasto?i? laipteli? transformatori?. Patogiose ?io tinklo vietose ?rengiami elektros vartotoj? skirstom?j? tinkl? at?akos.

Elektrin?s.

elektrin?s skirtingi tipai randasi skirtingos vietos, gali b?ti sujungti auk?tos ?tampos perdavimo linijomis ? elektros sistem?. ?iuo atveju vis? dien? suvartojamas pastovus (bazinis) kr?vis laikomas atomin?s elektrin?s(AE), didelio efektyvumo garo turbinin?s ?ilumin?s elektrin?s ir elektrin?s (TPP ir CHP), taip pat hidroelektrin?s (HE). Padidintos apkrovos valandomis prie bendro energetikos sistemos elektros perdavimo tinklo yra papildomai prijungiamos siurblin?s (BAE), duj? turbinos (GTU) ir ma?iau efektyvios ?ilumin?s elektrin?s, veikian?ios i?kastin? kur?.

Energijos tiekimas i? elektros sistem? turi dideli? prana?um?, palyginti su tiekimu i? izoliuot? elektrini?: ger?ja elektros tiekimo patikimumas, geriau panaudojami vietov?s energijos i?tekliai, suma??ja elektros energijos s?naudos d?l ekonomi?kiausio apkrovos paskirstymo tarp elektrini?. , suma?inama reikiama rezervin? galia ir kt.

apkrovos koeficientas.

Vartotoj? apkrova skiriasi priklausomai nuo paros laiko, met? m?nesio, oro ir klimato, geografin?s pad?ties ir ekonomini? veiksni?.

Maksimalus (piko) apkrovos lygis gali b?ti pasiektas vos kelias valandas per metus, ta?iau elektrin?s ar elektros sistemos galia turi b?ti suprojektuota maksimaliai apkrovai. Be to, norint i?jungti atskirus maitinimo blokus, b?tinas galios perteklius arba rezervas Prie?i?ra ir remontas. Atsargin? galia tur?t? b?ti apie 25% visos instaliuota galia.

J?gain?s ir elektros sistemos naudojimo efektyvum? galima apib?dinti per metus fakti?kai pagamintos elektros energijos (kilovatvaland?mis) procentais iki did?iausio galimo metinio na?umo (tais pa?iais vienetais). Apkrovos koeficientas negali b?ti lygus 100%, nes maitinimo blok? prastovos planinei prie?i?rai ir remontui avarinio gedimo atveju yra nei?vengiamos.

elektrin?s efektyvum?.

Anglimi k?renamos elektrin?s ?iluminis naudingumo koeficientas gali b?ti apytiksliai apskai?iuojamas pagal anglies mas? kilogramais, kuri sudeginama norint pagaminti vien? kilovatvaland? elektros energijos. ?is rodiklis (specifin?s degal? s?naudos) nuolat ma??jo nuo 15,4 kg/kWh XX a. XX a. iki 3.95 kg/kWh septintojo de?imtme?io prad?ioje, bet palaipsniui did?jo iki 4,6 kg/kWh iki 1990 m. Did?jim? daugiausia l?m? dulki? patekimas kolektoriai ir dujiniai skruberiai, kurie sunaudoja iki 10% elektrin?s i??jimo galios, taip pat pereinama prie ?varesn?s anglies (su ma?as turinys siera), kuriai daugelis elektrini? nebuvo suprojektuotos.

Procentais ?iuolaikin?s ?ilumin?s elektrin?s ?iluminis naudingumo koeficientas nevir?ija 36%, daugiausia d?l ?ilumos nuostoli?, kuriuos nune?a i?metamosios dujos – degimo produktai.

Atomin?ms elektrin?ms, veikian?ioms daugiau nei ?emos temperat?ros ir sl?gi?, ?iek tiek ma?esnis bendras efektyvumas – apie 32 proc.

Duj? turbin? j?gain?s su atliek? ?ilumos katilu (garo generatoriumi, kuris naudoja i?metam?j? duj? ?ilum?) ir papildoma garo turbina gali tur?ti daugiau nei 40 proc.

Garo turbinos elektrin?s ?iluminis naudingumo koeficientas yra didesnis, tuo auk?tesn? darbo temperat?ra ir garo sl?gis. Jei XX am?iaus prad?ioje ?ie parametrai buvo 1,37 MPa ir 260 ° C, tada ?iuo metu ?prastas sl?gis vir?ija 34 MPa ir temperat?ra vir? 590 ° C (AE veikia ?emesn?je temperat?roje ir sl?gyje nei did?iausios ?ilumin?s elektrin?s, nes maksimalus leistina temperat?ra reaktoriaus ?erdis).

?iuolaikin?se garo turbinin?se elektrin?se garas, i? dalies panaudotas turbinoje, paimamas jos tarpiniame ta?ke pakartotiniam pa?ildymui (tarpiniam perkaitimui) iki pradin?s temperat?ros, ir gali b?ti numatyti du ar daugiau pakaitinimo etap?. Garai i? kit? turbinos ta?k? nukreipiami ? garo generatori? tiekiamo vandens pa?ildymui. Tokios priemon?s labai padidina ?ilumin? efektyvum?.

Elektros energijos pramon?s ekonomika.

Lentel?je pateikiami orientaciniai duomenys apie elektros suvartojim? vienam gyventojui kai kuriose pasaulio ?alyse.

GAR? TURBIN?S J?GAIN?S

Did?ioji dalis pasaulyje pagaminamos elektros energijos pagaminama garo turbinin?se j?gain?se, veikian?iose anglimi, mazutu ar gamtin?mis dujomis.

Garo generatoriai.

Garo turbinin?s elektrin?s, veikian?ios i?kastiniu kuru, garo generatorius yra katilo agregatas su krosnimi, kurioje deginamas kuras, garuojan?iais pavir?iais, kuri? vamzd?iuose vanduo virsta garais, perkaitintuvas, pakeliantis garo temperat?r? prie? jam patenkant ? turbina iki 600 °C, tarpiniai (antriniai) perkaitintuvai, skirti pakartotinai pa?ildyti gar?, i? dalies panaudot? turbinoje, ekonomaizeris, kuriame ?leidimo anga maitinti vandeniu?ildomas i?metamosiomis d?m? dujomis ir oro pa?ildytuvu, kuriame i?metamosios dujos atiduoda savo likutin? ?ilum? ? krosn? tiekiamam orui.

Degimui reikalingo oro tiekimui ? krosn? naudojami ventiliatoriai, kurie sukuria joje dirbtin? arba priverstin? trauk?. Kai kuriuose garo generatoriuose sukuriama trauka i?metimo ventiliatoriai(d?m? i?traukikliai), kitose - tiekimas (sl?gis), o da?niausiai abu, kurie suteikia vadinam?j?. subalansuota trauka su neutralus sl?gis krosnyje.

Deginant kur?, nedegios sudedamosios dalys, kuri? kiekis gali siekti 12–15% bendro bituminio t?rio ir 20–50%. rudosios anglies, ?sitaisyti ant grind? degimo kamera?lako arba saus? pelen? pavidalu. Likusi dalis praeina per krosn? dulki? pavidalu, kurios, prie? i?leid?iant jas ? atmosfer?, tur?t? b?ti i?valytos nuo i?metam?j? duj?. Dulki? ir pelen? valymas atliekamas ciklonais ir elektrostatiniais nusodintuvais, kuriuose dulki? dalel?s ?kraunamos ir nus?da ant kolektoriaus laid? ar plok??i? su prie?ingo ?enklo kr?viu.

Nauj? elektrini? reglamentai riboja ne tik kiet?j? daleli?, bet ir sieros dioksido emisij?. Tod?l prie? pat kamin? duj? kanaluose yra numatyti cheminiai ?veitikliai, da?nai ?rengiami po elektrostatini? nusodintuv?. ?veitikliuose (?lapiose arba sausose) su ?vairiais cheminiai procesai i? i?metam?j? duj? pa?alinama siera.

D?l didelio reikiamo dulki? ir pelen? valymo laipsnio ?iuo metu taip pat naudojami med?iaginiai mai?eli? filtrai su kratymu ir atgaliniu praplovimu, kuriuose yra ?imtai dideli? med?iagini? mai?eli? – filtr? element?.

Elektros generatoriai.

Elektros ma?inos generatorius varomas vadinamuoju. pagrindinis variklis, pvz., turbina. Variklio besisukantis velenas mova yra sujungtas su elektros generatoriaus velenu, kuris da?niausiai guolis magnetiniai poliai ir su?adinimo apvijos. Ma?o pagalbinio generatoriaus ar puslaidininkinio ?taiso (?adintuvo) ?adinimo apvijoje sukuriamas srov?s magnetinis laukas kerta statoriaus (stacionaraus generatoriaus r?mo) apvijos laidininkus, d?l ko ?ioje apvijoje indukuojama kintamoji srov?, kuri pa?alinamas i? generatoriaus i??jimo gnybt?. Dideli trifaziai generatoriai sukuria tris atskiras, bet suderintas sroves trijose atskirose laid? sistemose, kuri? ?tampa siekia 25 kV. Laidininkai prijungti prie trifazio pakopinio transformatoriaus, i? kurio i??jimo elektra trifaz?mis auk?tos ?tampos elektros linijomis perduodama ? vartojimo centrus.

Galingi ?iuolaikiniai turbogeneratoriai turi u?dar? v?dinimo sistem? su vandeniliu kaip au?inimo dujomis. Vandenilis ne tik pa?alina ?ilum?, bet ir suma?ina aerodinaminius nuostolius. Darbinis sl?gis vandenilis yra nuo 0,1 iki 0,2 MPa. Intensyvesniam generatoriaus au?inimui vandenilis taip pat gali b?ti tiekiamas esant sl?giui ? tu??iavidurius statoriaus laidus. Kai kuriuose generatori? modeliuose statoriaus apvijos au?inamos vandeniu.

Siekiant padidinti au?inimo efektyvum? ir suma?inti generatoriaus dyd?, tiriama galimyb? sukurti skystu heliu au?inam? generatori?.

Garo turbinos.

Garai i? garo generatoriaus perkaitintuv?, patenkantys ? turbin?, praeina per profiliuot? ?leidimo antgali? sistem? (purk?tuk? aparat?). Tokiu atveju suma??ja gar? sl?gis ir temperat?ra, o greitis labai padid?ja. Greitaeigiai garo purk?tukai atsitrenkia ? ant turbinos rotoriaus sumontuot? darbini? men?i? (su aerodinaminiu profiliu) vainik?, o garo energija paver?iama rotoriaus sukimosi energija.

Garai praeina per eil? kreiptuv? ir darbini? menteli? groteli?, kol jo sl?gis nukrenta iki ma?daug 2/3 atmosferos sl?gio, o temperat?ra nukrenta iki lygio (32–38 °C), minimalaus, reikalingo gar? kondensacijai i?vengti.

Turbinos i??jimo angoje garai teka aplink kondensatoriaus vamzd?i? ry?ulius, per kuriuos pumpuojamas ?altas vanduo, ir, atiduodamas vandeniui ?ilum?, kondensuojasi, d?l to ?ia palaikomas nedidelis vakuumas. Kondensatas, besikaupiantis kondensatoriaus apa?ioje, i?pumpuojamas siurbliais ir, pra?j?s per ?ildymo gyvatukus, gr??inamas ? gar? generatori?, kad ciklas v?l prad?t?. ?i? ?ildymo gyvatuk? garai yra paimami i? skirtingus ta?kus turbinos garo kelias su vis daugiau ir daugiau auk?tos temperat?ros pagal gr??tamojo kondensato srauto temperat?ros kilim?.

Kadangi kondensatoriui reikia daug vandens, dideles ?ilumines elektrines patartina statyti prie dideli? vandens telkini?. Jei vandens tiekimas ribotas, statomi au?inimo bok?tai. Au?inimo bok?te vanduo, naudojamas kondensatoriuje esantiems garams kondensuoti, pumpuojamas ? bok?to vir??, i? kur nuteka daugybe pertvar?, plonu sluoksniu paskleisdamas didel? plot?. Oras, patenkantis ? bok?t?, pakyla d?l nat?ralios traukos arba priverstin?s traukos, kuri? sukuria galingi gerb?jai. Oro jud?jimas pagreitina vandens i?garavim?, kuris au?inamas garuojant. Tokiu atveju prarandama 1–3% au?inimo vandens, kuris gar? debesies pavidalu patenka ? atmosfer?. Atv?sintas vanduo gr??inamas atgal ? kondensatori? ir ciklas kartojamas. Au?inimo bok?tai taip pat naudojami tais atvejais, kai vanduo imamas i? rezervuaro, kad neb?t? i?metamos atliekos ?iltas vanduo? nat?ral? vandens telkin?.

Did?iausi? garo turbin? galia siekia 1600 MW. Auk?tos, vidutin?s ir ?emas spaudimas galima atlikti ant vieno rotoriaus, o tada turbina vadinama vieno veleno. Ta?iau didel?s turbinos da?nai gaminamos dviej? velen? konstrukcijoje: tarpinio ir ?emo sl?gio pakopos yra sumontuotos ant rotoriaus atskirai nuo pakopos. auk?tas spaudimas. Maksimali temperat?ra Garas prie? turbin? priklauso nuo plieno, naudojamo garo linijoms ir perkaitintuvams, tipo ir paprastai yra 540–565 °C, bet gali siekti ir 650 °C.

Reguliavimas ir valdymas.

Vis? pirma, b?tina tiksliai palaikyti standartin? generuojamos kintamosios srov?s da?n?. Srov?s da?nis priklauso nuo turbinos ir generatoriaus veleno sukimosi grei?io, tod?l b?tina reguliuoti garo sraut? (srauto) turbinos ?leidimo angoje visi?kai atsi?velgiant ? i?orin?s apkrovos poky?ius. Tai atlieka labai tiksliai kompiuteriu valdomi reguliatoriai, veikiantys turbinos ?vado valdymo vo?tuvus. Mikroprocesoriniai valdikliai koordinuoja skirting? j?gain?s blok? ir posistemi? darb?. Centrin?je valdymo sal?je esantys kompiuteriai automati?kai paleid?ia ir sustabdo garo katilus ir turbinas, apdorodami duomenis i? daugiau nei 1000 skirting? j?gain?s ta?k?. Automatizuotos sistemos valdymo sistemos (ACS) stebi vis? energetikos sistemos elektrini? darbo sinchroni?kum?, reguliuoja da?n? ir ?tamp?.

KIT? R??I? ELEKTRIN?S

Hidroelektrin?s.

Apie 23% elektros energijos pasaulyje pagaminama hidroelektrin?se. Jie krintan?io vandens kinetin? energij? paver?ia mechanine turbinos sukimosi energija, o turbina varo elektros ma?inos srov?s generatori?. Up?je esan?iame Itaipu ?rengtas did?iausias pasaulyje hidroelektrin?s blokas. Parana, kur ji skiria Paragvaj? ir Brazilij?. Jo galia yra 750 MW. Itaipu HE i? viso sumontuota 18 toki? blok?.

Hidroakumuliacin?se elektrin?se yra ?rengti agregatai (hidrauliniai ir elektros ma?inos), kurios pagal savo konstrukcij? gali veikti tiek turbinos, tiek siurbimo re?imais. Ma?os apkrovos valandomis HAE, vartodama elektr?, siurbia vanden? i? ?emupio rezervuaro ? auk?tupio rezervuar?, o elektros sistemos padidintos apkrovos valandomis sukaupt? vanden? naudoja did?iausios energijos generavimui. Paleidimo ir re?imo perjungimo laikas yra kelios minut?s.

Duj? turbin? ?rengimai.

GTU gana pla?iai naudojami ma?ose elektrin?se, priklausan?iose savivaldyb?ms ar pramon?s ?mon?ms, taip pat kaip „piko“ (atsarginiai) blokai – didel?se elektrin?se. Mazutas arba gamtini? duj?, o auk?tos temperat?ros, auk?to sl?gio dujos veikia turbinos ratus pana?iai kaip garai garo turbinoje. Besisukantis duj? turbinos rotorius varo elektros generatori?, taip pat oro kompresorius, kuris atne?a degimui reikaling? or? ? degimo kamer?. Apytiksliai 2/3 energijos sugeria kompresorius; kar?tos i?metamosios dujos po turbinos i?leidimo kaminas. D?l ?ios prie?asties duj? turbin? efektyvumas n?ra labai didelis, ta?iau kapitalo s?naudos taip pat yra ma?os, palyginti su tokios pat galios garo turbinomis. Jei did?iausios apkrovos laikotarpiu duj? turbina naudojama tik kelias valandas per metus, dideles eksploatavimo i?laidas kompensuoja ma?os kapitalo s?naudos, tod?l ekonomi?kai tikslinga naudoti duj? turbin? iki 10% visos galios. augal? produkcija.

Kombinuotose garo ir duj? turbinin?se elektrin?se (CCP) auk?tos temperat?ros duj? turbinos i?metamosios dujos nukreipiamos ne ? kamin?, o ? atliek? ?ilumos katil?, kuris gamina gar? garo turbina. Tokio ?renginio efektyvumas yra didesnis nei geriausios garo turbinos, imant atskirai (apie 36%).

J?gain?s su vidaus degimo varikliais.

Komunalin?s ir pramonin?s elektrin?s da?nai naudoja dyzelinius ir benzininius vidaus degimo variklius elektros generatoriams varyti.

Vidaus degimo varikli? efektyvumas yra ma?as, o tai siejama su j? termodinaminio ciklo specifika, ta?iau ?? tr?kum? kompensuoja ma?os kapitalo s?naudos. Did?iausi? dyzelini? varikli? galia siekia apie 5 MW. J? privalumas – nedidelis dydis, leid?iantis patogiai i?d?styti ?alia elektros energij? vartojan?ios sistemos savivaldyb?je arba gamykloje. Jie nereikalauja dideli kiekiai vanduo, nes nereikia kondensuoti i?metam?j? duj?; u?tenka cilindrams ir tepalinei alyvai atv?sti. ?renginiuose, kuriuose yra daug dyzelini? varikli? arba benzininiai varikliai j? i?metamosios dujos surenkamos ? kolektori? ir siun?iamos ? garo generatori?, o tai ?ymiai padidina bendr? efektyvum?.

Atomin?s elektrin?s.

Atomin?se elektrin?se elektra gaminama taip pat, kaip ir ?prastose ?ilumin?se elektrin?se, deginan?iose i?kastin? kur? – naudojant elektrini? ma?in? generatorius, varomus garo turbinomis. Ta?iau garai ?ia susidaro dalijantis urano ar plutonio izotopams, vykstant kontroliuojamai grandininei reakcijai, branduolinis reaktorius. Au?inimo skystis, cirkuliuojantis reaktoriaus aktyviosios zonos au?inimo keliu, pa?alina i?siskyrusi? reakcijos ?ilum? ir yra tiesiogiai arba per ?ilumokai?ius panaudojamas garui gaminti, kuris tiekiamas ? turbinas.

Atomin?s elektrin?s statybos kapitalo s?naudos yra itin didel?s, palyginti su tokio paties galingumo i?kastin? kur? k?renan?ia elektrine – JAV vidutini?kai kainuoja apie 3000 USD/kWh, o anglimi k?renam? elektrini? – 600 USD/kWh. Ta?iau atomin?s elektrin?s sunaudoja labai ma?us branduolinio kuro kiekius, o tai gali b?ti gana reik?minga ?alims, kurios kitu atveju tur?t? importuoti ?prast? kur?. BRANDUOLI? DALIS; ATOMIN? ENERGIJA; LAIV? JEIKLOS ?RENGINIAI IR VARIKLIAI.

Saul?s, v?jo, geotermin?s elektrin?s.

Saul?s energij? tiesiogiai ? elektros energij? paver?ia puslaidininkiniai fotovoltin?s srov?s generatoriai, ta?iau ?i? keitikli? ir j? ?rengimo kapitalo s?naudos yra tokios, kad ?rengtos galios kaina yra kelis kartus didesn? nei ?ilumin?se elektrin?se. Yra nema?ai veikian?i? dideli? saul?s elektrini?; did?iausias i? j?, 1 MW galios, yra Los And?ele (Kalifornija). Konversijos koeficientas yra 12–15%. saul?s radiacija taip pat gali b?ti naudojamas elektrai gaminti koncentruojant saul?s spinduliai su pagalba didel? sistema veidrod?iai, valdomi kompiuteriu, ant bok?to centre ?rengto garo generatoriaus. Tokio tipo bandomoji 10 MW galios elektrin? buvo pastatyta vnt. Naujasis Meksikas. Saul?s elektrin?s Jungtin?se Valstijose per metus pagamina apie 6,5 mln. kWh.

JAV pastatyt? 4 MW v?jo j?gaini? statytojai susid?r? su daugybe i???ki? d?l j? sud?tingumo ir dideli dyd?iai. Kalifornijoje buvo pastatyta nema?ai „v?jo lauk?“, kuriuose ? vietin? elektros tinkl? ?jungta ?imtai ma?? v?jo j?gaini?. V?jo j?gain?s atsiperka tik tuo atveju, jei v?jo greitis didesnis nei 19 km/h, o v?jai pu?ia daugma? nuolat. Deja, jie yra labai triuk?mingi, tod?l negali b?ti ?alia gyvenvie?i?.

Geotermin? energija aptariama straipsnyje ENERGIJOS I?TEKLIAI.

JEIGOS PARDAVIMAS

Generatoriaus pagaminta elektra per masyvius, stand?ius vario arba aliuminio laidininkus, vadinamus ?ynomis, tiekiama ? pakopin? transformatori?. Kiekvienos i? trij? fazi? ?ynos ( pa?i?r?kite auk??iau) yra izoliuotas atskirame metaliniame apvalkale, kuris kartais u?pildomas izoliacin?mis SF6 dujomis (sieros heksafluoridu).

Transformatoriai pakelia ?tamp? iki ver?i?, b?tin? efektyviam elektros energijos perdavimui dideliais atstumais.

Generatoriai, transformatoriai ir ?ynos tarpusavyje sujungiami per auk?tos ?tampos atjungimo ?taisus – rankinius ir grandin?s pertraukikliai, leid?ianti izoliuoti ?rang? remontui ar keitimui ir apsauganti nuo srovi? trumpas sujungimas. Apsaug? nuo trumpojo jungimo srovi? u?tikrina grandin?s pertraukikliai. Alyvos grandin?s pertraukikliuose lankas, atsirandantis atidarius kontaktus, u?g?sta alyvoje. Oro grandin?s pertraukikliuose lankas i?pu?iamas susl?gtu oru arba taikomas „magnetinis p?timas“. Naujausiuose lanko gesinimo grandin?s pertraukikliuose naudojamos SF6 duj? izoliacin?s savyb?s.

Elektriniai reaktoriai naudojami siekiant apriboti trumpojo jungimo srovi?, kurios gali atsirasti avarij? elektros linijose, stiprum?. Reaktorius yra induktorius su keliais masyvaus laidininko pos?kiais, nuosekliai sujungtas tarp srov?s ?altinio ir apkrovos. Jis suma?ina srov? iki grandin?s pertraukikliui priimtino lygio.

Ekonominiu po?i?riu, i? pirmo ?vilgsnio, tikslingiausia atrodo daugumos elektrin?s auk?tos ?tampos ?yn? ir auk?tos ?tampos ?rengini? atvira vieta. Ta?iau vis da?niau naudojami SF6 izoliuoti metaliniai korpusai. Tokia ?ranga yra itin kompakti?ka ir u?ima 20 kart? ma?iau vietos nei lygiavertis atviras. ?is prana?umas yra labai reik?mingas tais atvejais, kai kaina yra didel?. ?em?s sklypas arba kai reikia padidinti esam? patalp? skirstytuv? galingum?. Be to, daugiau patikima apsauga pageidautina, kai ?ranga gali b?ti sugadinta d?l didel?s oro tar?os.

Elektros perdavimui per atstum?, oro ir kabeli? linij? elektros perdavimo linijos, kurios kartu su elektros pastot?mis sudaro elektros tinklus. pliki laidai oro elektros linijos pakabinami izoliatoriais ant atram?. Po?emin?s kabelin?s perdavimo linijos pla?iai naudojamos miest? ir miesteli? elektros tinkl? statybai. pramon?s ?mon?s. Oro perdavimo linij? vardin? ?tampa - nuo 1 iki 750 kV, kabelio - nuo 0,4 iki 500 kV.

GALIOS PASKIRSTYMAS

Ant transformatorin?s pastot?s?tampa nuosekliai ma?inama iki lygio, reikalingo paskirstyti energijos vartojimo centrams ir galiausiai individualiems vartotojams. Auk?tos ?tampos elektros linijos per automatinius jungiklius prijungiamos prie skirstomosios pastot?s ?yn?. ?ia ?tampa suma?inama iki ver?i?, nustatyt? pagrindiniam tinklui, paskirstant elektr? gatv?se ir keliuose. Pagrindinio tinklo ?tampa gali b?ti nuo 4 iki 46 kV.

Pagrindinio tinklo transformatori? pastot?se energija yra at?akama ? skirstom?j? tinkl?. Tinklo ?tampa gyvenamiesiems ir komerciniams vartotojams yra nuo 120 iki 240 V. Stamb?s pramoniniai vartotojai gali gauti iki 600 V ?tampos elektros energij?, taip pat su daugiau auk?tos ?tampos- atskiroje linijoje nuo pastot?s. Skirstomasis (orinis arba kabelinis) tinklas gali b?ti organizuojamas ?vaig?dut?mis, ?iedais arba kombinuota schema, atsi?velgiant ? apkrovos tank? ir kitus veiksnius. Kaimynini? elektros energetikos ?moni? elektros perdavimo tinklai bendras naudojimas sujungti ? vien? tinkl?.

Tinklo efektyvumas re?imu maksimalios apkrovos:

kur DР с - bendri aktyviosios galios nuostoliai visuose tinklo elementuose maksimalios apkrovos re?imu

Met? svertinis tinklo efektyvumo vidurkis:

?ia E – vartotoj? per metus gautas elektros energijos kiekis.

%.

Abu tinklo naudingumo koeficientai vir?ija 97% (energijos nuostoliai nevir?ija 3%), o tai yra priimtina tinklo efektyvumo po?i?riu.

Elektros perdavimo ir skirstymo s?naud? apskai?iavimas.

Elektros perdavimo ir paskirstymo tinkle kaina:

Taigi perdavimo ir skirstymo kaina yra 9,2 kapeikos/kWh, elektros kaina 1 rublis/kWh (tai yra 3 proc. tarifo), o tai priimtina tinklo efektyvumo po?i?riu.

I?VADA

Rengiant ?? kursin? projekt? buvo sukurta optimali elektros tinklo versija.

I? keli? variant? buvo pasirinktos dvi skirtingos tinklo parinktys, b?tent radialinio tinklo schema ir tinklo schema su ?iedine sekcija. Atlikta galimybi? studija parod?, kad naudingiausia veiklos efektyvumo po?i?riu yra radialin? tinklo schema.

Projektuojamo tinklo ?tampa 110-220 kV. Energija tiekiama i? pastot?s A. Apkrovos zona susideda i? trij? pasto?i?, i? kuri? maitinami pirmos, antros ir tre?ios kategorijos vartotojai.

Elektros tiekimo patikimumas u?tikrinamas nutiesiant dvigrandines linijas ir ?rengiant po du transformatorius kiekvienoje pastot?je. 220 kV linijai buvo parinktos plienin?s dvigrand?s atramos ir dvigrand?s (110 kV linijoje). gel?betonin?s atramos. Linij? laid? skerspj?viai parinkti atsi?velgiant ? ekonomin? srov?s tank? ir patikrinti pagal leistin? perkrovos srov?.

Kokyb? elektros energija, reikalaujama pagal GOST 13109-97, suteikiama vis? transformatori? apkrovos at?ak? keitikli? pagalba ir tiesinio valdymo transformatori? LTDN-40000 panaudojimu ?emos ?tampos magistral?se PS 2. Tinklui buvo parinkti ?ie transformatoriai: ATDTsTN 125000/220/110 – mazginei pastotei,

TRDN-25000/110 – PS1, TDN-10000/110 – PS3.

Pastov?s re?imai buvo apskai?iuoti naudojant program? „Energija“. Analizuojant gautus rezultatus nustatyta, kad suprojektuotas tinklas atitinka jam keliamus reikalavimus.

Norint patikrinti skai?iavimo teisingum?, buvo sudarytas did?iausio ir ma?iausio re?im? aktyviosios ir reaktyviosios galios balansas.

Remiantis 110 kV perdavimo linijos, jungian?ios SS2 ir SS3, laid? mechaninio skai?iavimo rezultatais, buvo sudarytos PB 110-8 atramos, kuri? auk?tis yra 24,5 metro, tarpatramis 200 metr? ir 14,7 metro auk?tis iki apatin?s traversos su polimeriniais izoliatoriais. pasirinkta.

Atlikus galimybi? studij? buvo gauti ?ie tinklo rodikliai:

1. Bendros tinklo kapitalo investicijos ? TINKL? = 3317600 t?kst. rubli?.

2. Bendros tinklo eksploatavimo i?laidos Ir ? =48236,406 t?kst. rub./metus.

3. Galios ir energijos nuostoliai tinkle DP ? =2,86 MW, DE=10574,426 MWh.

4. Energijos perdavimo kaina b = 9,2 kop/kWh.

5. Tinklo efektyvumas =98%.

Remdamiesi tuo, kad pasirinktas elektros tinklo variantas atitinka jam keliamus reikalavimus, laikome j? optimaliu.

Bibliografija

1. Dizaino vadovas elektros tinklai. Redagavo D.L. Faibisovi?ius. - M.: NC ENAS leidykla, 2005 - 320 p. nesveikas.

2. Elektros instaliacijos ?rengimo taisykl?s. - 7-asis leidimas, pataisytas. ir papildomas – M.: Energoatomizdat, 2003. – 648 p.

3. Elektros sistem? ir pramon?s ?moni? pasto?i? galios transformatori? pasirinkimas, atsi?velgiant ? leistinos apkrovos. Gair?s. B.Ya. Prachinas. - Ivanovas; IEI, 1999 m

4. Pamoka u? kursin? darb? „elektros tinklo projektavimas“. A.E. Arzhannikova, T.Yu. Mingaleva. - Ivanovas; 2014 m

5. Elektros tinkl? eigos projektavimo pastovi? re?im? skai?iavimo gair?s. Bushueva O.A., Parfenycheva N.N. - Ivanovas: IGEU, 2004 m.

Pirmiausia pasinerkime ? teorij?, pasiskaitykime technin? literat?r?, kurioje i?siai?kinsime, kaip matuojamas efektyvumas. Naudingumas (na?umo koeficientas) – naudingo darbo ir sunaudotos energijos santykis. Efektyvumas yra dydis be matmen? ir da?nai matuojamas procentais. Formul?se efektyvumas ?ymimas raide "Etta": \u003d A / Q, kur A yra sunaudotas darbas, o Q - naudinga ?iluma. Pagal energijos tverm?s d?sn? naudingumo koeficientas visada yra ma?esnis arba lygus vienetui, tai yra ne?manoma gauti daugiau naudingo darbo nei sunaudojama energija, n?ra 100% efektyvumo katil?, kurie nieko ne?ildyt?. bet vanduo. Net elektrinis katilas, kuriame n?ra kamino, o ?ildymo elementas yra tiesiai ? ?ildom? au?inimo skyst?, negali duoti 100% rezultato, nes dalis energijos i?leid?iama antriniams tikslams - ?ildymui. metalines dalis katilas, pa?ildymas laidas nuo katilo iki rozet?s ir kt.

Efektyvumo s?voka yra tiesiogiai susijusi su energijos ir galios s?vokomis. Kalbant apie ?ildymo prietaisus, energijos kiekis arba ?ilumos kiekis (kWh) yra s?voka, susijusi su kuro kiekiu (mediena, dujos, elektra), o galia (kW) yra s?voka, susijusi su liepsnos dyd?iu (matmenimis). kaitinantis elementas) ir kuro degimo greit?.

Katilo, krosnies ar ?idinio naudingumo koeficient? lemia i?leid?iamos energijos kiekio ir prakti?kai sunaudojamos i?leid?iamos energijos kiekio santykis. Pavyzd?iui, efektyvumas kieto kuro katilas apib?dinama, kokia dalis (proc.) visos medienos energijos kiekio gali b?ti nukreipta j? deginant vandeniui ?ildymo sistemoje pa?ildyti, palyginti su energija, kuri buvo skirta kitiems tikslams, pavyzd?iui, kaminui ?ildyti, orui ?ildyti. tai dalis medienos lieka nesudegusi angli?, laki?j? pelen?, nedegi? duj? pavidalu.

Nuostoli? s?voka taip pat siejama su efektyvumo verte. Pavyzd?iui, jei nuostoliai d?m? dujos(t.y. su i?metamosiomis dujomis prarandamos energijos kiekis) yra 20%, tada ?ildytuvo efektyvumas gali b?ti ne didesnis nei 80%. Bendras efektyvumas yra dviej? dyd?i? suma: degimo efektyvumas ir i?metam?j? duj? nuostoliai.

Pavyzd?iui, jei degimo efektyvumas yra 90%, o i?metam?j? duj? nuostoliai yra 20%, tada bendras ?io ?idinio efektyvumas bus lygus

0,9 * (1 – 0,2) = 72%.

Naudingumo koeficientas b?dingas ne tik ?ildymo ?renginiui. Visa ?ildymo sistema taip pat turi efektyvum?, ir da?nai ?is rodiklis „ken?ia“, panaikindamas vis? energijos taupymo darb?. ?ildymo sistemos efektyvumas kaip visuma parodo, kiek kar?to vandens energijos sunaudojama ?ildant or? patalpoje, kuri? ?ildote, palyginti su energija, kuria ?ildomi vamzd?iai, sienos, oras, kurio nereikia ?ildyti ir kt. . ?ildymo sistemos efektyvum? galima padidinti, pavyzd?iui, praleid?iant ?ilum? izoliuojan?ius vamzd?ius ne?ildomos patalpos, suma?inant atstum? nuo katilo iki galutinio energijos suvartojimo ta?ko, modernizuojant ?ildymo sistem?.

Energijos s?naudos „papildomoms“ zonoms ?ildyti vadinamos ?ilumos perdavimo nuostoliais. Pavyzd?iui, jei ?ildymo prietaisas (kurio efektyvumas 72%) yra prijungtas prie ?ildymo sistemos, kurioje ?ilumos perdavimo nuostoliai yra 8%, tada viso ?ildymo sistema bus

0,72 * (1 – 0,08) = 66%.

Naudodami vis? ?ildymo sistemos efektyvum?, i? tikr?j? galite apskai?iuoti reikalinga suma kuro viso pastato ?ildymui. Pavyzd?iui, ?ildyti gyvenam?j? nam?, kurio plotas 380 m2, m?nesinis energijos poreikis yra apie 13 500 kWh, visas ?ildymo sistemos naudingumo koeficientas yra 66%, i? kurio skai?iuojame faktin? kuro poreik?:

13500 / 0,66 = 20500 kWh.

Jei 1 kg medienos energetin? vert? yra apie 4 kWh, tai m?nesinis malk? kiekis tur?t? b?ti

20500 / 4 = 5125 kg,

tie. 8-10 m3 malk?.

Kiti efektyvios ?ildymo sistemos komponentai

Jei susiduriate su u?duotimi greitai pa?ildyti or? namo kambariuose, tuomet reikia kalb?ti apie ?ildymo sistemos efektyvum?. Ir ?ia ne apie ?ildymo ?rengin?, o apie ?rengin?, kuris naudoja au?inimo skys?io energij? orui ?ildyti – radiatorius, grind? ?ildymo sistemas ir kt. Kuo grei?iau radiatorius gamins ?ilumos mainus tarp vandens ir oro, tuo efektyvesn? visa sistema.

Veiksmingos ?ildymo sistemos buvimas, be „d?iaugsm?“, taip pat sukelia „b?d?“. Juk reikia pasir?pinti, kad radiatorius, kuris vandens ?ilum? paver?ia ?iltu oru, pats neatv?st?, o vanduo radiatoriaus i?leidimo angoje neb?t? per ?altas, antraip katilas dirbs nusid?v?damas, tai nepriimtina. ?iose „b?dose“ tai labai padeda cirkuliacinis siurblys, i?laikant tok? vandens cirkuliacijos greit?, kuris leis radiatorius i?laikyti de?in?je temperat?ros re?imas, ir gr??inkite vanden? ? katil? neper?aldyt?.

?ia jis i? karto pa?alinamas visa linija?ildymo sistemos, pagr?stos nat?rali cirkuliacija au?inimo skystis. ?ios sistemos yra neefektyvios. Jie neefektyv?s pirmiausia d?l savo inercijos: ?ia cirkuliacijos greitis tiesiogiai priklauso nuo vandens temperat?ros. Pirmiausia laukiame, kol ?kais vanduo katile, ?ildamas pama?u pradeda kilti auk?tyn stove, o i? ten per radiatorius. Ta?iau pasiekus juos, procesas v?l sul?t?ja: kar?tas vanduo radiatoriuje yra vir?uje, jis nenukris, kol neatv?s. Koks ?ia efektyvumas?

Taigi, i?siai?kinome – ?jung? cirkuliacin? siurbl? pa?alinome visus nat?ralius kam??ius, susijusius su temperat?ros skirtumu. Dabar m?s? sistemoje cirkuliuoja bet koks vanduo – ?altas, kar?tas, labai ?altas ir labai kar?tas, nepriklausomai nuo to, ar jis sp?jo atv?sti ar su?ilti – vanduo patenka ? sistem? ir gr??ta atgal ? katil? tokiu pat grei?iu.