![]() |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
|
Электрическая энергия вырабатывается в процессе преобразования (на электрических станциях) первичных видов энергии в электрическую. По источнику первичной энергии различают электростанции тепловые (ТЭС), гидроэлектрические (ГЭС) и атомные (АЭС).
На тепловых электростанциях происходит преобразование химической энергии твердого (уголь, торф, сланцы), жидкого (мазут, нефть, соляровое масло), газообразного (природный и искусственный газ) или смешанного (например, газ и угольная пыль) топлива в электрическую. В качестве первичных двигателей используют паровые и газовые турбины, двигатели внутреннего сгорания (дизельные, газовые, бензиновые). Тепловые электростанции, снабжающие потребителей тепловой энергией в виде пара и горячей воды, называют теплоэлектроцентралями (ТЭЦ). На долю таких электростанций приходится около 85 % всей вырабатываемой электроэнергии.
На гидроэлектрических станциях первичной энергией является механическая энергия водных потоков, которая приводит во вращение гидротурбины (за счет перепада верхнего и нижнего уровней воды). Гидротурбина непосредственно соединена с электрическим генератором, вырабатывающим электрический ток.
На атомных электростанциях используется ядерное топливо. При цепной реакции ядерного распада оно выделяет теплоту, расходуемую на нагрев и превращение воды в пар, который поступает к паровой турбине и приводит ее во вращение. В остальном атомные электростанции подобны тепловым.
Электрические станции, как правило, строят в районах нахождения запасов топлива или на полноводных реках. Основные потребители находятся от источника энергии за десятки и сотни километров.
Электроэнергия передается по линиям электрических передач (ЛЭП), что сопровождается потерями на нагрев, которые определяют в джоулях по формуле (27.9). Для снижения потерь на нагрев необходимо уменьшить силу тока или сопротивление провода. При снижении силы тока в 20 раз потери тепла уменьшаются в 400 раз.
Полная мощность трехфазного тока, Вт,
(27.10)
Одной из составляющих полной мощности является активная мощность Р = 1/Л1Л cosqyjT, используемая на создание магнитного поля и зарядку конденсаторов.
Чтобы при изменении силы тока не менялась вырабатываемая полная мощность W, необходимо изменять напряжение тока, так как сила тока обратно пропорциональна напряжению:
(27.11)
Таким образом, для уменьшения (или увеличения) силы тока в несколько раз нужно во столько же раз увеличить (или уменьшить) напряжение. Для этого используют специальные устройства — трансформаторы.
Трансформатор — это электромагнитный аппарат, который служит для преобразования электрической энергии переменного тока одного напряжения в электрическую энергию переменного тока другого напряжения. В зависимости от вида переменного тока различают одно- и трехфазные трансформаторы.
Для передачи электрической энергии от электростанции к потребителю сооружают повышающие трансформаторные подстанции, линии электропередачи высокого напряжения, понижающие подстанции и линии низкого напряжения (рис. 27.7). Генератор Г вырабатывает электроэнергию напряжением 10 кВ. Трансформатор ТР1, установленный на электростанции, повышает напряжение до 35 кВ, и электроэнергия подается по ЛЭП к трансформатору ТР2, гд£ напряжение понижается до 380 В и передается по линии низкого напряжения
к потребителям.
В сельскохозяйственном производстве в основном применяют воздушные ЛЭП с напряжением 10, 20, 35 и ПОкВ. Кабельные внешние сети используют чаще в населенных пунктах.
Рис. 27.7. Схема передачи электро энергии на расстояние
Комплектные трансформаторные подстанции (КТП) состоят из двух основных частей (рис. 27.8): распределительного устройства закрытого типа и трансформатора.
Распределительное устройство КТП состоит из высоковольтного 3 и низковольтного 4 шкафов, в которых в соответствии с электрической схемой размещена аппаратура. К подстанции могут быть подключены три низковольтные линии с автоматической токовой защитой и линия уличного освещения.
Воздушные или кабельные линии, идущие от подстанций к потребителям, присоединяют к распределительным шкафам (пунктам) серии СП, СПУ и др. Силовые распределительные шкафы ПР-9000 содержат до 30 встроенных автоматов А 3100.
Простейший по устройству однофазный трансформатор состоит из сердечника, набранного из отдельных листов электротехнической стали, и двух обмоток 1 и 3 (рис. 27.9). Принцип действия трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции.
Когда по первичной обмотке протекает переменный ток, в сердечнике возникает переменный магнитный поток Ф, который пересекает витки обеих обмоток, индуцируя в первичной ЭДС взаимоиндукции Еъ а во вторичной — ЭДС взаимоиндукции Е2. При определенной частоте тока и неизменном магнитном потоке значение ЭДС в каждой обмотке зависит от числа ее витков.
Отношение ЭДС первичной обмотки к ЭДС вторичной равно отношению чисел их витков и называется коэффициентом трансформации к = Е\/Е2 = щ/щ (здесь wh w2— число витков первичной и вторичной обмоток).
В трехфазном двухобмоточном трансформаторе (рис. 27.10) стержень сердечника помещен в первичной обмотке, имеющей меньшее число витков провода большего сечения и присоединенной к сети с относительно низким напряжением (обмотка низкого напряжения). Первичная обмотка, в свою очередь, расположена во вторичной обмотке с большим числом витков провода сравнительно малого сечения (обмотка высокого напряжения). У понижающего трансформатора число витков вторичной обмотки меньше числа витков первичной {к > 1), у повышающего — наоборот.
С целью охлаждения обмоток и усиления изоляции магни-топроводную систему с обмотками помещают в бак, заполненный трансформаторным маслом. Для интенсивного отвода теплоты от масла в конструкции предусмотрен радиатор. Температуру масла определяют по термометру, а уровень резервного масла в расширительном бачке контролируют с помощью маслоуказателя.
Дата публикования: 2015-07-22; Прочитано: 1092 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!