Zamonaviy sharoitda energiya jamiyatning barcha sohalarini izchil rivojlantirishda hal qiluvchi rol o'ynaydi. Elektr energiyasini ishlab chiqarish va undan foydalanish alohida ahamiyatga ega. Bu eng yuqori natijalarga erishish imkonini beruvchi eng qulay shakl. Energiya iste'moli bilan bog'liq jarayonlarning aksariyati elektr energiyasidan foydalanishga harakat qiladi.
Elektr energiyasini keng miqyosda ishlab chiqarish uchun turli elektr stantsiyalari qo'llaniladi. Ular elektromexanik induksion generatorlarga asoslangan. Elektr energiyasini to'g'ridan-to'g'ri ishlab chiqarish issiqlik va gidravlika elektr stantsiyalari yordamida amalga oshiriladi.
Ular generatorlarda o'rnatilgan rotorlarni aylantiruvchi dvigatellar turlarida farqlanadi. Elektr stantsiyasining energiya manbai har xil turdagi yoqilg'i hisoblanadi. Natijada, hosil bo'lgan bug 'bug' gaz turbinalarini aylantiradi, bu esa o'z navbatida generator rotorini boshqaradi. Bunday birliklar eng tejamkor deb hisoblanadi, samaradorligi 70% gacha. Bundan tashqari, chiqindi bug'dan foydalanish keng qo'llaniladi.
GESlarda rotorning aylanishi suv aylanadigan gidravlik turbinalarning potentsial energiyasidan foydalangan holda amalga oshiriladi. Quvvatga ta'sir qiluvchi asosiy omillar turbina orqali o'tadigan suvning bosimi va massasi.
Elektr energiyasidan keng foydalanish bilan shuni ta'kidlash kerakki, uning asosiy iste'molchilari sanoat va transportdir. Ko'pgina temir yo'l liniyalari elektr tortish bilan jihozlangan. Elektr energiyasi uylar va shahar ko'chalarini sifatli yoritish, ko'plab kundalik muammolarni hal qilish imkonini berdi.
Asosan, elektr energiyasini ishlab chiqarish va ishlatish mexanik jarayonlarni boshlashga qaratilgan. Shu maqsadda mashinalar va mexanizmlarni boshqaradigan har xil turdagi elektr motorlar mavjud.
Elektr energiyasini ishlab chiqarish mumkin bo'lgan joylar soni juda cheklangan. Shu munosabat bilan energiyani uzoq masofalarga uzatish jiddiy muammoga aylanadi. Bunday holda, ular simlarning isishi tufayli hosil bo'ladi. Qarshilikni kamaytirishning iloji bo'lmasa, oqimni kamaytirish choralari ko'riladi. Buning uchun kuchlanish har xil turdagi transformatorlar yordamida tartibga solinadi. Shundan so'ng, iste'molchilarga elektr energiyasini yakuniy taqsimlash amalga oshiriladi.
Har qanday ishlab chiqarishning barcha texnologik jarayonlari energiya sarfi bilan bog'liq. Energiya resurslarining katta qismi ularni amalga oshirishga sarflanadi.
Sanoat korxonasida eng muhim rolni elektr energiyasi - mexanik energiyaning asosiy manbai bo'lgan eng universal energiya turi o'ynaydi.
Har xil turdagi energiyani elektr energiyasiga aylantirish da sodir bo'ladi elektr stansiyalari .
Elektr stantsiyalari - bu elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun mo'ljallangan korxonalar yoki inshootlar. Elektr stantsiyalari uchun yoqilg'i tabiiy resurslar - ko'mir, torf, suv, shamol, quyosh, atom energiyasi va boshqalar.
O'zgartirilayotgan energiya turiga ko'ra elektr stansiyalarini quyidagi asosiy turlarga bo'lish mumkin: issiqlik, atom, gidroelektr stansiyalar, nasosli ombor, gaz turbinali, shuningdek, kam quvvatli mahalliy elektr stansiyalar - shamol, quyosh, geotermik, suv oqimi, dizel va boshqalar.
Elektr energiyasining asosiy qismi (80% gacha) issiqlik elektr stansiyalarida (IES) ishlab chiqariladi. Issiqlik elektr stantsiyasida elektr energiyasini olish jarayoni yondirilgan yoqilg'ining energiyasini turbinali blokning (generatorga ulangan bug 'turbinasi) aylanishini ta'minlovchi suv bug'ining issiqlik energiyasiga ketma-ket aylantirishdan iborat. Aylanishning mexanik energiyasi generator tomonidan elektr energiyasiga aylanadi. Elektr stantsiyalari uchun yoqilg'i ko'mir, torf, slanets, tabiiy gaz, neft, mazut, yog'och chiqindilari.
Issiqlik elektr stantsiyalarining iqtisodiy ishlashi bilan, ya'ni. iste'molchi bir vaqtning o'zida optimal miqdorda elektr va issiqlik energiyasini etkazib berganda, ularning samaradorligi 70% dan ko'proqqa etadi. Issiqlik iste'moli to'liq to'xtagan davrda (masalan, isitish bo'lmagan mavsumda) stantsiyaning samaradorligi pasayadi.
Atom elektr stansiyalari (AES) oddiy bug 'turbinali stansiyasidan farqi shundaki, atom elektr stansiyasi uran, plutoniy, toriy va boshqalar yadrolarining bo'linish jarayonidan energiya manbai sifatida foydalanadi qurilmalar - reaktorlar, katta miqdorda issiqlik energiyasi chiqariladi.
Issiqlik elektr stansiyalari bilan solishtirganda, atom elektr stantsiyalari oz miqdorda yoqilg'i sarflaydi. Bunday stantsiyalarni har qanday joyda qurish mumkin, chunki ular tabiiy yoqilg'i zahiralarining joylashuvi bilan bog'liq emas. Bundan tashqari, atrof-muhit tutun, kul, chang va oltingugurt dioksidi bilan ifloslanmaydi.
GESlarda (GES) suv energiyasi gidravlik turbinalar va ularga ulangan generatorlar yordamida elektr energiyasiga aylanadi.
GESlarning toʻgʻon va aylanma turlari mavjud. Toʻgʻon gidroelektr stansiyalari past bosimli pasttekislik daryolarida, yon bagʻirlari katta, suv oqimi kam boʻlgan togʻ daryolarida aylanma GESlar (aylanma kanallari bilan) qoʻllaniladi. Shuni ta'kidlash kerakki, gidroelektrostantsiyalarning ishlashi tabiiy sharoit bilan belgilanadigan suv darajasiga bog'liq.
GESlarning afzalliklari ularning yuqori samaradorligi va ishlab chiqarilgan elektr energiyasining arzonligidir. Biroq, gidroelektrostantsiyalarni qurishda kapital xarajatlarning yuqori narxini va ularni qurish uchun zarur bo'lgan muhim vaqtni hisobga olish kerak, bu ularning uzoq muddatli o'zini oqlash muddatini belgilaydi.
Elektr stantsiyalarining ishlashining o'ziga xos xususiyati shundaki, ular iste'molchilarning yukini, stansiyalarning o'z ehtiyojlarini va tarmoqlardagi yo'qotishlarni qoplash uchun zarur bo'lgan darajada energiya ishlab chiqarishi kerak. Shuning uchun stansiya uskunalari har doim kun yoki yil davomida iste'molchi yukining davriy o'zgarishiga tayyor bo'lishi kerak.
Aksariyat elektr stantsiyalari integratsiyalashgan energiya tizimlari , ularning har biri quyidagi talablarga ega:
Ushbu talablarni qondirish uchun energiya tizimlari monitoring, nazorat qilish, aloqa vositalari va elektr stantsiyalarining maxsus sxemalari, elektr uzatish liniyalari va pastga tushiruvchi podstansiyalar bilan jihozlangan maxsus boshqaruv markazlari bilan jihozlangan. Boshqaruv markazi elektr stantsiyalaridagi texnologik jarayonning holati (suv va yoqilg'i sarfi, bug 'parametrlari, turbinaning aylanish tezligi va boshqalar) to'g'risida zarur ma'lumotlar va ma'lumotlarni oladi; tizimning ishlashi haqida - tizimning qaysi elementlari (liniyalar, transformatorlar, generatorlar, yuklar, qozonlar, bug 'quvurlari) hozirgi vaqtda uzilgan, ular ishlayotgan, zaxirada va boshqalar; rejimning elektr parametrlari (kuchlanishlar, oqimlar, faol va reaktiv quvvatlar, chastotalar va boshqalar) haqida.
Tizimda elektr stantsiyalarining ishlashi ko'p sonli parallel ishlaydigan generatorlar tufayli iste'molchilarni elektr ta'minoti ishonchliligini oshirish, elektr stantsiyalarining eng tejamkor bloklarini to'liq yuklash va elektr energiyasining narxini pasaytirish imkonini beradi. avlod. Bundan tashqari, energiya tizimidagi zaxira uskunalarning o'rnatilgan quvvati kamayadi; iste'molchilarga etkazib beriladigan elektr energiyasining yuqori sifatini ta'minlaydi; tizimga o'rnatilishi mumkin bo'lgan birliklarning birlik kuchi ortadi.
Rossiyada, boshqa ko'plab mamlakatlarda bo'lgani kabi, elektr energiyasini ishlab chiqarish va taqsimlash uchun 50 Gts chastotali uch fazali o'zgaruvchan tok qo'llaniladi (AQSh va boshqa bir qator mamlakatlarda 60 Gts). Uch fazali oqim tarmoqlari va qurilmalari bir fazali o'zgaruvchan tok qurilmalariga nisbatan ancha tejamkor bo'lib, shuningdek, eng ishonchli, oddiy va arzon asenkron elektr motorlarini elektr haydovchi sifatida keng qo'llash imkonini beradi.
Sanoatning ayrim tarmoqlarida uch fazali tok bilan bir qatorda oʻzgaruvchan tokni toʻgʻrilash yoʻli bilan olinadigan toʻgʻridan-toʻgʻri tok qoʻllaniladi (kimyo sanoati va rangli metallurgiyada elektroliz, elektrlashtirilgan transport va boshqalar).
Elektr stantsiyalarida ishlab chiqarilgan elektr energiyasi iste'mol qilinadigan joylarga, birinchi navbatda, kuchli elektr stantsiyalaridan yuzlab, ba'zan minglab kilometr uzoqlikda joylashgan mamlakatning yirik sanoat markazlariga o'tkazilishi kerak. Ammo elektr energiyasini uzatish etarli emas. U turli xil iste'molchilar - sanoat korxonalari, transport, turar-joy binolari va boshqalar o'rtasida taqsimlanishi kerak. Uzoq masofalarga elektr energiyasini uzatish yuqori kuchlanishda (500 kVtgacha va undan ko'p) amalga oshiriladi, bu elektr uzatish liniyalarida minimal elektr yo'qotishlarni ta'minlaydi va simlar kesimlarini qisqartirish hisobiga materiallarni katta tejashga olib keladi. Shuning uchun elektr energiyasini uzatish va tarqatish jarayonida kuchlanishni oshirish va kamaytirish kerak. Bu jarayon transformatorlar deb ataladigan elektromagnit qurilmalar orqali amalga oshiriladi. Transformator elektr mashinasi emas, chunki uning ishi elektr energiyasini mexanik energiyaga aylantirish bilan bog'liq emas va aksincha; u faqat kuchlanishni elektr energiyasiga aylantiradi. Elektr stansiyalarida kuchlanish kuchaytiruvchi transformatorlar yordamida oshiriladi, iste'molchi podstansiyalarida esa pasaytiruvchi transformatorlar yordamida kuchlanish kamayadi.
Elektr energiyasini transformator podstansiyalaridan elektr qabul qiluvchilarga uzatish uchun oraliq bo'g'in hisoblanadi Tarmoqning elektr quvvati .
Transformator podstansiyasi - bu elektr energiyasini konvertatsiya qilish va taqsimlash uchun mo'ljallangan elektr inshooti.
Podstansiyalar uning asosiy uskunasining joylashuviga qarab yopiq yoki ochiq bo'lishi mumkin. Agar uskuna binoda joylashgan bo'lsa, u holda podstansiya yopiq hisoblanadi; ochiq havoda bo'lsa, keyin oching.
Substansiya uskunalari alohida qurilma elementlaridan yoki o'rnatish uchun yig'ilgan bloklardan yig'ilishi mumkin. Blok dizayni podstansiyalari to'liq deb ataladi.
Substansiya uskunalari elektr zanjirlarini almashtiruvchi va himoya qiluvchi qurilmalarni o'z ichiga oladi.
Substansiyalarning asosiy elementi quvvat transformatoridir. Strukturaviy ravishda, quvvat transformatorlari o'rash va yadrodan atrof-muhitga imkon qadar ko'proq issiqlikni olib tashlash uchun mo'ljallangan. Buning uchun, masalan, sariqlari bo'lgan yadro moyli idishga botiriladi, tankning yuzasi qovurg'ali, quvurli radiatorlar bilan amalga oshiriladi.
1000 kVA gacha quvvatga ega bo'lgan ishlab chiqarish binolariga to'g'ridan-to'g'ri o'rnatilgan to'liq transformator podstansiyalari quruq turdagi transformatorlar bilan jihozlanishi mumkin.
Elektr inshootlarining quvvat koeffitsientini oshirish uchun podstansiyalarda yukning reaktiv quvvatini qoplash uchun statik kondansatkichlar o'rnatiladi.
Substansiya qurilmalarini avtomatik nazorat qilish va boshqarish tizimi yuk va elektr ta'minoti tarmoqlarida sodir bo'layotgan jarayonlarni nazorat qiladi. U transformator va tarmoqlarni himoya qilish funktsiyalarini bajaradi, favqulodda vaziyatlarda kalit yordamida himoyalangan hududlarni ajratadi va zaxirani qayta ishga tushirish va avtomatik yoqishni amalga oshiradi.
Sanoat korxonalarining transformator podstansiyalari iste’molchilarni elektr energiyasi bilan uzluksiz ta’minlash ishonchliligiga qo‘yiladigan talablardan kelib chiqib, turli usullar bilan elektr ta’minoti tarmog‘iga ulanadi.
Uzluksiz elektr ta'minotini ta'minlaydigan odatiy sxemalar radial, asosiy yoki halqadir.
Radial sxemalarda katta elektr qabul qiluvchilarni ta'minlaydigan liniyalar transformator podstansiyasining tarqatish platasidan chiqib ketadi: kichikroq qabul qiluvchilar ulangan motorlar, guruh tarqatish punktlari. Radial sxemalar kompressor va nasos stantsiyalarida, portlash va yong'inga xavfli, changli sanoat ustaxonalarida qo'llaniladi. Ular elektr ta'minotining yuqori ishonchliligini ta'minlaydi, avtomatik boshqaruv va himoya uskunalarini keng qo'llash imkonini beradi, lekin tarqatish platalarini qurish, kabel va simlarni yotqizish uchun katta xarajatlarni talab qiladi.
Magistral sxemalar ustaxona maydoni bo'ylab yuk bir tekis taqsimlanganda, podstansiyada kommutatorni qurishning hojati bo'lmaganda qo'llaniladi, bu esa ob'ektning narxini pasaytiradi; yig'ma shinalari foydalanish mumkin, bu esa o'rnatishni tezlashtiradi. Shu bilan birga, texnologik uskunalarning harakatlanishi tarmoqni qayta ishlashni talab qilmaydi.
Asosiy kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kamchiliklari elektr ta'minotining past ishonchliligidir, chunki agar asosiy liniya shikastlangan bo'lsa, unga ulangan barcha elektr qabul qiluvchilar o'chiriladi. Shu bilan birga, elektr tarmog'i o'rtasida o'tish moslamalarini o'rnatish va himoyadan foydalanish ortiqcha uchun minimal xarajatlar bilan elektr ta'minotining ishonchliligini sezilarli darajada oshiradi.
Substantsiyalardan sanoat chastotasining past kuchlanishli oqimi ustaxonalar bo'ylab kabellar, simlar, shinalar yordamida ustaxona kommutatoridan individual mashinalarning elektr haydovchi qurilmalarigacha taqsimlanadi.
Korxonalarni elektr energiyasi bilan ta'minlashdagi uzilishlar, hatto qisqa muddatli bo'lsa ham, texnologik jarayonning uzilishiga, mahsulotlarning buzilishiga, asbob-uskunalarning shikastlanishiga va tuzatib bo'lmaydigan yo'qotishlarga olib keladi. Ba'zi hollarda elektr energiyasining uzilishi korxonalarda portlash va yong'in xavfini keltirib chiqarishi mumkin.
Elektr o'rnatish qoidalariga ko'ra, barcha elektr energiyasini qabul qiluvchilar elektr ta'minoti ishonchliligi bo'yicha uch toifaga bo'linadi:
Birinchi toifadagi elektr energiyasini qabul qiluvchilarning elektr ta'minoti har qanday holatda ham ta'minlanishi kerak va agar buzilgan bo'lsa, u avtomatik ravishda tiklanishi kerak. Shuning uchun bunday qabul qiluvchilar ikkita mustaqil quvvat manbaiga ega bo'lishi kerak, ularning har biri ularni elektr energiyasi bilan to'liq ta'minlay oladi.
Ikkinchi toifadagi elektr qabul qiluvchilar asosiy manba ishdan chiqqanidan keyin ma'lum vaqtdan keyin navbatchi xodimlar tomonidan ulanadigan zaxira quvvat manbaiga ega bo'lishi mumkin.
Uchinchi toifadagi qabul qiluvchilar uchun, qoida tariqasida, zaxira quvvat manbai taqdim etilmaydi.
Korxonalarning elektr ta'minoti tashqi va ichki bo'linadi. Tashqi elektr ta'minoti - energiya manbaidan (energiya tizimi yoki elektr stantsiyasidan) korxonaning transformator podstansiyasigacha bo'lgan tarmoqlar va podstansiyalar tizimi. Bu holda energiya uzatilishi 6, 10, 20, 35, 110 va 220 kV kuchlanishli kabel yoki havo liniyalari orqali amalga oshiriladi. Ichki elektr ta'minoti korxona sexlari va uning hududidagi energiya taqsimlash tizimini o'z ichiga oladi.
Quvvat yukiga (elektr dvigatellari, elektr pechlari) 380 yoki 660 V kuchlanish beriladi va yo'qotishlarni kamaytirish uchun 220 V quvvatga ega dvigatellarni ulash tavsiya etiladi. 6 yoki 10 kV kuchlanish.
Sanoat korxonalarida eng keng tarqalgan kuchlanish 380 V. 660 V kuchlanish keng joriy etilmoqda, bu past kuchlanishli tarmoqlarda energiya yo'qotishlarini va rangli metallar iste'molini kamaytirish, ustaxona podstansiyalari diapazoni va quvvatini oshirish imkonini beradi. har bir transformator 2500 kVA gacha. Ba'zi hollarda, 660 V kuchlanishda, 630 kVtgacha quvvatga ega asenkron motorlardan foydalanish iqtisodiy jihatdan oqlanadi.
Elektr energiyasini taqsimlash elektr simlari yordamida amalga oshiriladi - bog'langan mahkamlagichlar, qo'llab-quvvatlovchi va himoya tuzilmalari bo'lgan simlar va kabellar to'plami.
Ichki simlar - bino ichida o'rnatilgan elektr simlari; tashqi - tashqarida, binoning tashqi devorlari bo'ylab, kanoplar ostida, tayanchlarda. O'rnatish usuliga qarab, ichki simlar devorlar, shiftlar va boshqalar yuzasiga yotqizilgan bo'lsa, ochiq bo'lishi mumkin va agar u binolarning strukturaviy elementlariga yotqizilgan bo'lsa, yashirin bo'lishi mumkin.
Simlarni izolyatsiyalangan sim yoki zirhli bo'lmagan simi bilan 16 kvadrat mm gacha bo'lgan tasavvurlar bilan yotqizish mumkin. Mumkin bo'lgan mexanik ta'sir joylarida elektr simlari po'lat quvurlarga o'ralgan va xona muhiti portlovchi yoki tajovuzkor bo'lsa, muhrlanadi. Mashina asboblari va bosma mashinalarda simlar quvurlarda, metall gilzalarda, polivinilxlorid izolyatsiyali sim bilan amalga oshiriladi, ular mashina moylari ta'sirida buzilmaydi. Mashinaning elektr simlarini boshqarish tizimining ko'p sonli simlari tovoqlarga yotqizilgan. Ko'p sonli ishlab chiqarish mashinalari bo'lgan ustaxonalarda elektr energiyasini uzatish uchun avtobus trunkingi qo'llaniladi.
Elektr energiyasini uzatish va taqsimlash uchun rezina va qo'rg'oshin qoplamali elektr kabellari keng qo'llaniladi; qurolsiz va zirhli. Kabellar kabel kanallarida yotqizilishi, devorlarga o'rnatilishi, tuproqli xandaqlarda yoki devorlarga ko'milishi mumkin.
Elektr energiyasi ko'pincha elektromexanik indüksiyon generatorlari yordamida elektr stantsiyalarida ishlab chiqariladi. Generatorlarning rotorlarini aylantiruvchi dvigatellarning tabiati bilan farq qiluvchi ikkita asosiy turdagi elektr stantsiyalari - issiqlik elektr stansiyalari (IES) va GES (GES) mavjud.
Issiqlik elektr stantsiyalarida energiya manbai yoqilg'i hisoblanadi: mazut, slanets, neft, ko'mir chang. Elektr generatorlarining rotorlari bug 'va gaz turbinalari yoki ichki yonuv dvigatellari (ICE) tomonidan boshqariladi.
Ma'lumki, issiqlik dvigatellarining samaradorligi ishchi suyuqlikning boshlang'ich harorati oshishi bilan ortadi. Shuning uchun, turbinaga kiradigan bug 'taxminan 25 MPa bosim ostida taxminan 550 ° C ga keltiriladi. Issiqlik elektr stantsiyalarining samaradorligi 40% ga etadi.
Issiqlik elektr stansiyalarida (IES) chiqindi bug'dan olinadigan energiyaning katta qismi sanoat korxonalarida va maishiy ehtiyojlar uchun ishlatiladi. Issiqlik elektr stantsiyalarining samaradorligi 60-70% ga yetishi mumkin.
Gidroelektrostantsiyalarda suvning potentsial energiyasi generatorlarning rotorlarini aylantirish uchun ishlatiladi. Rotorlar gidravlik turbinalar tomonidan boshqariladi.
Stantsiyaning kuchi to'g'on (bosim) tomonidan yaratilgan suv sathining farqiga va turbinadan 1 sekundda o'tadigan suv massasiga (suv oqimi) bog'liq.
Rossiyada iste'mol qilinadigan elektr energiyasining bir qismi (taxminan 10%) ishlab chiqariladi atom elektr stansiyalari(AES).
Asosan, bu jarayon elektr uzatish simlarini oqim bilan isitish bilan bog'liq bo'lgan sezilarli yo'qotishlar bilan birga keladi. Joule-Lenz qonuniga ko'ra, simlarni isitish uchun sarflanadigan energiya oqim kuchi va chiziqning qarshiligi kvadratiga proportsionaldir, shuning uchun agar chiziq uzun bo'lsa, elektr energiyasini uzatish iqtisodiy jihatdan foydasiz bo'lishi mumkin. Shuning uchun oqimni kamaytirish kerak, bu ma'lum bir uzatilgan quvvat uchun kuchlanishni oshirish zarurligiga olib keladi. Quvvat liniyasi qanchalik uzun bo'lsa, yuqori kuchlanishlardan foydalanish shunchalik foydali bo'ladi (ba'zilarida kuchlanish 500 kV ga etadi). O'zgaruvchan tok generatorlari 20 kV dan oshmasligi kerak bo'lgan kuchlanishlarni ishlab chiqaradi (bu ishlatiladigan izolyatsion materiallarning xususiyatlariga bog'liq).
Shuning uchun elektr stantsiyalarida kuchlanishni oshiradigan va oqimni bir xil miqdorda kamaytiradigan kuchaytiruvchi transformatorlar o'rnatiladi. Elektr iste'molchilarini zarur (past) kuchlanish bilan ta'minlash uchun elektr uzatish liniyasining uchlarida pastga tushiruvchi transformatorlar o'rnatiladi. Voltajni pasaytirish odatda bosqichma-bosqich amalga oshiriladi.
Elektr energiyasining asosiy iste'molchilari:
Amaldagi deyarli barcha elektr energiyasi mexanik energiyaga aylanadi. Sanoatdagi deyarli barcha mexanizmlar elektr motorlar tomonidan boshqariladi.
Sanoat tomonidan iste'mol qilinadigan elektr energiyasining taxminan uchdan bir qismi texnologik maqsadlarda (elektr payvandlash, elektr isitish va metallarni eritish, elektroliz va boshqalar) ishlatiladi.
K toifasi: Elektr o'rnatish ishlari
Elektr energiyasi (elektr energiyasi) energiyaning eng ilg'or turi bo'lib, moddiy ishlab chiqarishning barcha sohalari va tarmoqlarida qo'llaniladi. Uning afzalliklari uzoq masofalarga uzatish va boshqa energiya turlariga (mexanik, issiqlik, kimyoviy, yorug'lik va boshqalar) aylantirish imkoniyatini o'z ichiga oladi.
Elektr energiyasi maxsus korxonalarda - boshqa turdagi energiyani elektr energiyasiga aylantiradigan elektr stantsiyalarida ishlab chiqariladi: kimyoviy, yoqilg'i, suv, shamol, quyosh, atom energiyasi.
Elektr energiyasini uzoq masofalarga uzatish qobiliyati yoqilg'i joylari yaqinida yoki yuqori suvli daryolarda elektr stantsiyalarini qurish imkonini beradi, bu esa elektr energiyasi iste'molchilari yaqinida joylashgan elektr stantsiyalariga katta miqdordagi yoqilg'ini tashishdan ko'ra ancha tejamkor.
Amaldagi energiya turiga ko'ra elektr stansiyalari issiqlik, gidravlik va yadroviylarga bo'linadi. Shamol energiyasi va quyosh issiqligidan foydalanadigan elektr stantsiyalari hali ham sanoat ahamiyatiga ega bo'lmagan elektr energiyasining kam quvvatli manbalari hisoblanadi.
Issiqlik elektr stantsiyalarida qattiq yoqilg'i (ko'mir, torf, moyli slanets), suyuq (mazut) va gazsimon (tabiiy gaz, metallurgiya korxonalarida esa - domna va koks gazi) qozon pechlarida yonish natijasida olingan issiqlik energiyasidan foydalaniladi.
Issiqlik energiyasi turbinaning aylanishi bilan mexanik energiyaga aylanadi, bu turbinaga ulangan generatorda elektr energiyasiga aylanadi. Generator elektr energiyasi manbaiga aylanadi. Issiqlik elektr stansiyalari birlamchi dvigatelning turiga ko'ra farqlanadi: bug 'turbinasi, bug' dvigateli, ichki yonuv dvigateli, lokomobil, gaz turbinasi. Bundan tashqari, bug 'turbinali elektr stantsiyalari kondensatsiya va isitish qurilmalariga bo'linadi. Kondensat stantsiyalari iste'molchilarni faqat elektr energiyasi bilan ta'minlaydi. Egzoz bug'i sovutish davridan o'tadi va kondensatga aylanib, yana qozonga beriladi.
Iste'molchilarni issiqlik va elektr energiyasi bilan ta'minlash kombinat issiqlik elektr stantsiyalari (CHP) deb ataladigan issiqlik stantsiyalari tomonidan amalga oshiriladi. Bu stansiyalarda issiqlik energiyasi faqat qisman elektr energiyasiga aylanadi va asosan elektr stansiyalariga yaqin joylashgan sanoat korxonalari va boshqa isteʼmolchilarni bugʻ va issiq suv bilan taʼminlashga sarflanadi.
GESlar (GES) elektr stansiyalari uchun bitmas-tuganmas energiya manbai boʻlgan daryolarda quriladi. Ular baland tog'lardan pasttekislikka oqadi va shuning uchun mexanik ishlarni bajarishga qodir. GESlar togʻ daryolarida tabiiy suv bosimidan foydalangan holda quriladi. Pasttekislik daryolarida toʻgʻonning har ikki tomonidagi suv sathining farqi tufayli toʻgʻon qurish orqali sunʼiy ravishda bosim hosil boʻladi. GESlarning asosiy dvigatellari gidravlik turbinalar bo'lib, ularda suv oqimining energiyasi mexanik energiyaga aylanadi.
Suv gidravlik turbinaning va generatorning pervanesini aylantiradi, gidravlik turbinaning mexanik energiyasi esa generator tomonidan ishlab chiqarilgan elektr energiyasiga aylanadi. GES qurilishi elektr energiyasini ishlab chiqarish bilan bir qatorda, xalq xoʻjaligi ahamiyatiga ega boʻlgan boshqa bir qator muammolarni hal qiladi - daryolar suzishni yaxshilash, qurgʻoqchil yerlarni sugʻorish va sugʻorish, shaharlar va sanoat korxonalarini suv bilan taʼminlashni yaxshilash. .
Atom elektr stantsiyalari (AES) organik yoqilg'ida ishlamaydigan, lekin yadro yoqilg'isi (yoqilg'i) atomlari - uran yoki plutoniy yadrolarining bo'linishi paytida olingan issiqlikni energiya manbai sifatida ishlatadigan issiqlik bug 'turbinali stansiyalari deb tasniflanadi. Atom elektr stantsiyalarida qozon agregatlarining rolini yadro reaktorlari va bug 'generatorlari bajaradi.
Iste'molchilarni elektr energiyasi bilan ta'minlash, birinchi navbatda, bir qator elektr stantsiyalarini bog'laydigan elektr tarmoqlaridan amalga oshiriladi. Elektr stantsiyalarining umumiy elektr tarmog'ida parallel ishlashi elektr stantsiyalari o'rtasida yukni oqilona taqsimlashni, elektr energiyasini eng tejamli ishlab chiqarishni, stansiyalarning o'rnatilgan quvvatlaridan yaxshiroq foydalanishni, iste'molchilarni elektr energiyasi bilan ta'minlash ishonchliligini oshirishni va elektr energiyasini etkazib berishni ta'minlaydi. ularni chastota va kuchlanishdagi normal sifat ko'rsatkichlari bilan.
Birlashtirish zarurati elektr stantsiyalarining teng bo'lmagan yuklanishidan kelib chiqadi. Iste'molchilarning elektr energiyasiga bo'lgan talabi nafaqat kun davomida, balki yilning turli vaqtlarida ham keskin o'zgaradi. Qishda yoritish uchun elektr energiyasi iste'moli ortadi. Qishloq xo'jaligida elektr energiyasi yozda dala ishlari va sug'orish uchun katta miqdorda kerak bo'ladi.
Stansiyalarning yuklanish darajasidagi farq, ayniqsa, elektr energiyasini iste'mol qilish joylari sharqdan g'arbga yo'nalishda bir-biridan sezilarli darajada uzoqlashganda sezilarli bo'ladi, bu ertalab va kechqurun maksimal yuklanish soatlarining turli vaqtlari bilan izohlanadi. Iste'molchilarni ishonchli elektr energiyasi bilan ta'minlash va turli rejimlarda ishlaydigan elektr stantsiyalarining quvvatidan to'liq foydalanish uchun ular yuqori kuchlanishli elektr tarmoqlaridan foydalangan holda energiya yoki elektr tizimlariga birlashtiriladi.
Elektr va issiqlik energiyasini ishlab chiqarish va iste'mol qilish jarayonining umumiy rejimi va uzluksizligi bilan birlashtirilgan elektr stantsiyalari, elektr uzatish liniyalari va issiqlik tarmoqlari, shuningdek elektr va issiqlik energiyasini qabul qiluvchilar majmui deyiladi. energiya tizimi (energiya tizimi). Har xil kuchlanishdagi podstansiyalar va elektr uzatish liniyalaridan tashkil topgan elektr tizimi elektr tarmog'ining bir qismidir.
Ayrim hududlarning energiya tizimlari, o'z navbatida, parallel ishlash uchun bir-biriga bog'langan va yirik tizimlarni tashkil qiladi, masalan, SSSRning Evropa qismining Yagona energiya tizimi (YES), Sibir, Qozog'iston, Markaziy Osiyo va boshqalarning integratsiyalashgan tizimlari. .
Kombinatsiyalangan issiqlik elektr stantsiyalari va zavod elektr stansiyalari odatda transformator podstansiyalari orqali 6 va 10 kV yoki undan yuqori kuchlanishli liniyalar (35 kV va undan yuqori) generator kuchlanish liniyalari orqali eng yaqin energiya tizimining elektr tarmog'iga ulanadi. Qudratli hududiy elektr stansiyalari tomonidan ishlab chiqarilgan energiya iste'molchilarni yuqori kuchlanishli (110 kV va undan yuqori) liniyalar orqali ta'minlash uchun elektr tarmog'iga o'tkaziladi.
Elektr energiyasini ishlab chiqarish (ishlab chiqarish). elektr stantsiyalari deb ataladigan sanoat ob'ektlarida har xil turdagi energiyani elektr energiyasiga aylantirish jarayonidir. Hozirgi vaqtda avlodning quyidagi turlari mavjud:
Issiqlik energetikasi. Bunday holda, organik yoqilg'ining yonishining issiqlik energiyasi elektr energiyasiga aylanadi. Issiqlik energetikasi ikkita asosiy turga ega bo'lgan issiqlik elektr stantsiyalarini (IES) o'z ichiga oladi:
Kondensatsiya (IES, eski qisqartma GRES ham ishlatiladi). Kondensatsiya - elektr energiyasini qo'shma ishlab chiqarishga berilgan nom;
Markaziy isitish (issiqlik elektr stansiyalari,CHP). Kogeneratsiya - bir stansiyada elektr va issiqlik energiyasini birgalikda ishlab chiqarish;
CPP va CHP o'xshash texnologik jarayonlarga ega. Ikkala holatda ham mavjudqozon, unda yoqilg'i yoqiladi va hosil bo'lgan issiqlik tufayli bosim ostida bug 'isitiladi. Keyinchalik, isitiladigan bug 'beriladibug 'turbinasi, bu erda uning issiqlik energiyasi aylanish energiyasiga aylanadi. Turbina mili rotorni aylantiradielektr generatori- shu tarzda aylanish energiyasi tarmoqqa beriladigan elektr energiyasiga aylanadi. CHP va CES o'rtasidagi asosiy farq shundaki, qozonda isitiladigan bug'ning bir qismi issiqlik ta'minoti ehtiyojlari uchun ishlatiladi;
Yadro energiyasi. Bunga atom elektr stansiyalari (AES) kiradi. Amalda, atom energiyasi ko'pincha issiqlik energiyasining kichik turi hisoblanadi, chunki umuman olganda, atom elektr stantsiyalarida elektr energiyasini ishlab chiqarish printsipi issiqlik elektr stantsiyalari bilan bir xil. Faqat bu holda issiqlik energiyasi yoqilg'ining yonishi paytida emas, balki atom yadrolarining bo'linishi paytida chiqariladi.yadro reaktori. Bundan tashqari, elektr energiyasini ishlab chiqarish sxemasi issiqlik elektr stansiyasidan tubdan farq qilmaydi: bug reaktorda isitiladi, bug 'turbinasiga kiradi va hokazo. Atom elektr stansiyalarining ayrim konstruktiv xususiyatlari tufayli ularni kombinatsiyalangan ishlab chiqarishda ishlatish foydasiz, bu yo'nalishda alohida tajribalar o'tkazilgan bo'lsa-da;
Gidroenergetika. Bunga gidroelektr stansiyalari (GES) kiradi. Gidroenergetikada suv oqimining kinetik energiyasi elektr energiyasiga aylanadi. Buning uchun daryolardagi to'g'onlar yordamida sun'iy ravishda suv sathidagi farq yaratiladi (yuqori va pastki hovuzlar deb ataladi). Gravitatsiya ta'sirida suv yuqori hovuzdan pastki qismga suv turbinalari joylashgan maxsus kanallar orqali oqadi, ularning pichoqlari suv oqimi bilan aylanadi. Turbina elektr generatorining rotorini aylantiradi. GESning maxsus turi nasosli akkumulyator elektr stantsiyasidir (PSPP). Ularni sof shaklda ishlab chiqaruvchi ob'ektlar deb hisoblash mumkin emas, chunki ular ishlab chiqaradigan elektr energiyasini deyarli bir xil miqdorda iste'mol qiladilar, ammo bunday stantsiyalar eng yuqori soatlarda tarmoqni tushirishda juda samarali;
muqobil energiya. Bunga "an'anaviy"larga nisbatan bir qator afzalliklarga ega bo'lgan, ammo turli sabablarga ko'ra etarli taqsimlanmagan elektr energiyasini ishlab chiqarish usullari kiradi. Muqobil energiyaning asosiy turlari:
Shamol kuchi— elektr energiyasi ishlab chiqarish uchun shamol kinetik energiyasidan foydalanish;
Quyosh energiyasi— quyosh nurlari energiyasidan elektr energiyasini olish;
Shamol va quyosh energiyasining umumiy kamchiliklari generatorlarning nisbatan past quvvati va ularning yuqori narxidir. Shuningdek, har ikki holatda ham tungi (quyosh energiyasi uchun) va tinch (shamol energiyasi uchun) davrlar uchun saqlash hajmi talab qilinadi;
Geotermal energiya- tabiiy issiqlikdan foydalanishYerelektr energiyasini ishlab chiqarish uchun. Aslini olganda, geotermal stansiyalar oddiy issiqlik elektr stantsiyalari bo'lib, ularda bug'ni isitish uchun issiqlik manbai qozon yoki yadro reaktori emas, balki tabiiy issiqlikning er osti manbalari hisoblanadi. Bunday stansiyalarning kamchiligi ulardan foydalanishning geografik cheklanganligidir: geotermal stansiyalarni faqat tektonik faollik sodir bo'lgan hududlarda, ya'ni tabiiy issiqlik manbalari eng qulay bo'lgan hududlarda qurish iqtisodiy jihatdan samaralidir;
Vodorod energiyasi- foydalanishvodorodsifatdaenergiya yoqilg'isikatta istiqbolga ega: vodorod juda yuqoriSamaradorlikyonish, uning resursi amalda cheksizdir, vodorodning yonishi mutlaqo ekologik jihatdan qulaydir (kislorodli atmosferada yonish mahsuloti distillangan suvdir). Biroq, vodorod energiyasi hozirgi vaqtda sof vodorod ishlab chiqarishning qimmatligi va uni katta miqdorda tashishning texnik muammolari tufayli insoniyat ehtiyojlarini to'liq qondirishga qodir emas;
Shuni ham ta'kidlash kerak gidroenergetikaning muqobil turlari: suv toshqiniVato'lqinenergiya. Bunday hollarda dengizning tabiiy kinetik energiyasidan foydalaniladisuv toshqiniva shamolto'lqinlarmos ravishda. Ushbu turdagi elektr energiyasining tarqalishi elektr stantsiyasini loyihalashda juda ko'p omillarning mos kelishi zarurati bilan to'sqinlik qiladi: nafaqat dengiz qirg'og'i, balki to'lqinlar (mos ravishda dengiz to'lqinlari) bo'ladigan qirg'oq ham kerak. etarlicha kuchli va doimiy. Masalan, qirg'oqQora dengizto'lqinli elektr stantsiyalarini qurish uchun mos emas, chunki yuqori va past to'lqinlarda Qora dengiz suv sathidagi farqlar minimaldir.
