Презентация на тему "Электроэнергетические системы"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Электроэнергетические системы

• 
  Слайд 2

  Электроэнергетическая система

  Под электроэнергетической системой понимается со­вокупность взаимосвязанных элементов, предназначен­ных для производства, преобразования, передачи, рас­пределения и потребления электроэнергии. К элементам электроэнергетической системы относят­ся генераторы, осуществляющие преобразование ме­ханической энергии в электрическую; трансформа­торы, преобразующие величины напряжений и токов; линии электропередачи, предназначенные для транспортировки электроэнергии на расстояние; всевоз­можное вспомогательное оборудование, изменяю­щее свойства системы, а также устройства управления и регулирования.

• 
  Слайд 3

  Режим и параметры системы

  Режим системы, т. е. ее состояние в данный момент времени, характеризуется параметрами, определяющими процесс ее функционирования. К таким параметрам ре­жима относятся следующие величины: мощность, напря­жение, ток, частота и т. д. Режимы подразделяются на установившиеся и переходные. Параметры установив­шихся режимов сохраняются на рассматриваемом интер­вале времени неизменными или изменяются относитель­но медленно. Переходные режимы соответствуют пере­ходу системы от одного установившегося режима к дру­гому; для них характерны медленные и малые или быст­рые и значительные изменения параметров.

• 
  Слайд 4

  Качество электроэнергии

  Для того чтобы электроэнергетическая система могла нормально функционировать, а потребители электрической энергии могли работать согласно заложенным в их конструкции характеристикам, необходимо соответствие параметров режима определенным значениям. При этом обеспечива­ется приемлемое качество электроэнергии, под­водимой к потребителям, которое характеризуется значе­ниями напряжения, частоты, симметрией (для трехфаз­ного тока) и синусоидальностью (формой кривой пере­менного тока).

• 
  Слайд 5

  Параметры электрической системы

  Физические свойства элементов электрической систе­мы и взаимосвязи элементов между собой характеризу­ются параметрами электрической системы. К ним отно­сятся: сопротивления элементов, моменты инерции и по­стоянные времени, характеризующие скорости изменения электрических и механических величин, и т. д.

• 
  Слайд 6

  Графическое изображение

  Для графического изображения электро­энергетических систем, а также отдельных ее элементов и связи между элементами используют общепринятые условные обозначения или символы, позволяющие на чертеже просто показать тот или иной вид электроуста­новки.

• 
  Слайд 7

  Схема электроэнергетической системы

  Электрическая энергия, вы­рабатываемая на двух электро­станциях различных типов, подво­дится к потребителям, удаленным друг от друга. Для того чтобы передать электрическую энергию на расстояние, ее предварительно преобразовывают, повышая напряжение трансформаторами. У мест потребления электроэнергии напряжение понижают до требуемого значения. По начертанию схемы можно понять, что электроэнергия передается по воздушным линиям — ЛЭП. Все элементы электро­энергетической системы связаны происходящими в них процессами, и поэтому система при решении ряда задач должна рассматривать­ся как качественно новое (по сравнению с отдельными элементами) единое образование.

• 
  Слайд 8
  
• 
  Слайд 9

  Электрическая сеть

  Часть электрической системы, предназначенная для передачи и распределения электрической энергии, содер­жащая подстанции, линии электропередачи и распреде­лительные устройства, называется электрической сетью. На подстанциях производится преобразование, а ино­гда и распределение электрической энергии. Под преоб­разованием электрической энергии понимается измене­ние напряжения и тока в трансформаторах.

• 
  Слайд 10

  Классификация электрических сетей

  1. Напряжение сети. Сети могут быть низко­вольтными напряжением до 1000 В и высоковольтными напряжением 1000 В и выше. Элементы современных электрических сетей выполняются па различные номи­нальные напряжения. Номинальное напряжение (ток или какой-либо другой параметр режима)—это такое на-пряжение, которое соответствует нормальной и эконо­мичной работе элемента электрической системы. Суще­ствует шкала стандартных номинальных напряжении: 0,22; 0,38; 0,66; 6; 10; 20; 35; 11О; 150; 220; 330; 500; 750; 1150кВ.

• 
  Слайд 11
  

  2. Род тока. Сети могут быть постоянного и пере­менного тока. Электрическая энергия может потреблять­ся либо на постоянном, либо на переменном, либо на по­стоянном и переменном токе. На постоянном токе рабо­тают различные электрохимические установки, напри­мер ванны для получения различных материалов, элект­рические двигатели и для других потребителей. Среди потребителей электрической энергии, работающих на пе­ременкой токе, наиболее распространены асинхронные электрические двигатели Установки, использующие теп­ловую энергию, получаемую из электрической, так же как лампы накаливания, обогревательные устройства, могут успешно работать как на постоянном, так и па пе­ременном токе. Электрические сети выполняются в основном на пе­ременном токе. Постоянный ток целесообразно исполь­зовать при передаче больших мощностей на сверхдаль-ние расстояния. |

• 
  Слайд 12
  

  3. Назначение. Районные сети предназначаются для соединения крупных электрических станций и под­станций и выполняются на напряжение 35 кВ и выше. Сети напряжением 330, 500, 750 и 1150 кВ относят к межсистемным связям, так как они в основном предназ­начаются для соединения крупных электроэнергетических систем. Распределительные сети выполняют функции распределения электрической энергии между отдельны­ми потребителями, промышленными предприятиями, сельскохозяйственными нагрузками и т. д.

• 
  Слайд 13
  

  4. Конструктивное выполнение линий. Линии могут быть воздушными и кабельными. 5. Частота питающего тока. К одному из основных параметров режима электро­энергетической системы относится частота. В энергетиче­ских системах России и Европы принята стандартная час­тота переменного тока 50 Гц. В США частота пере­менного тока 60 Гц; На некоторых автономных уста­новках, самолетах и кораблях используются более высо­кие частоты (400 Гц), что позволяет уменьшить габари­ты электрических машин. Значения частоты, меньшие 50 Гц, применяются сравнительно редко.

• 
  Слайд 14

  ПРИНЦИП РАБОТЫ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

  Основные элементы электроэнергети­ческой системы осуществляют выработку электрической энер­гии, ее преобразование, передачу на расстояние и по­требление. В промышленных масштабах электрическую энергию получают на электрических станциях преобразованием различных видов энергии — химической энергии органи­ческого топлива, внутриядерной энергии, гидроэнергии и т. д. Преобразование электрической энергии к виду, удобному для передачи, распределения и потребления, производится с помощью трансформаторов.

• 
  Слайд 15
  

  Передача электрической энергии на расстояние осу­ществляется по воздушным или кабельным линиям. По­требление ее происходит различными механизмами, но значи­тельная доля расходуется на приведение в движение производственных механизмов электрическими двигателями переменного тока. Синхронные генераторы на станциях преобразуют ме­ханическую энергию турбин в электрическую.

• 
  Слайд 16
  

  Для ТЭС турбогенераторы изготовляются быстроход­ными с номинальной частотой вращения 3000 об/мин в со­ответствии с принятой стандартной частотой пе­ременного тока, равной 50 Гц. В отличие от турбогенераторов гидрогенераторы вы­полняют тихоходными, с различными частотами враще­ния роторов, определяемыми напором и расходом воды в створе реки. Значительно меньшие частоты вращения роторов гидрогенераторов приводят к относительному увеличению их размеров. Синхронный генератор. Принцип работы синхронного генератора основан на законе электромагнитной индук­ции Фарадея, который в наиболее общем виде устанав­ливает, что ЭДС определяется скоростью изменения маг­нитного потока, пронизывающего контур проводника.

• 
  Слайд 17

  ь

• 
  Слайд 18
  

  Турбогенераторы вырабатывают электроэнергию обычно при напряжении, не превышающем 24 кВ. Чтобы передать электроэнергию на расстояние, необходимо повысить напряжение до 110—1150 кВ и выше. Для этого в блоки включают повышающие трансформаторы. Электростанции в большинстве случаев выдают электроэнергию на двух, иногда на трех напряжениях, на которых распределяется электроэнергия отходящими линиями электропередачи. Имеющиеся на ГЭС водохранилища позволяют регу­лировать расход воды, аследовательно, и мощность станций таким образом, чтобы обеспечить по возможно­сти равномерную работу ТЭС в системе. При этом в си­стеме достигается наилучший экономический эффект.

• 
  Слайд 19

  Трансформаторы.

  Широкое распространение перемен­ного тока в электроэнергетике обусловлено возможностью получения наиболее простых конструкций электрических машин, работа которых основывается на наведении ЭДС переменным магнитным потоком. Еще одно преимущест­во переменного тока — простота преобразования напря­жения, что важно для передачи электрической энергии на расстояние. Изменение напряжения и тока произво­дится в трансформаторах. Простейший трансформатор состоит из стального магнитопровода, на котором расположены две обмотки с различными числами витков.

• 
  Слайд 20
  
• 
  Слайд 21

  Линии электропередачи ЛЭП

  По конструктивному выполне­нию ЛЭП подразделяются на воздушные и кабельные. Металлические провода воздушных линий подвешивают­ся к опорам через изоляторы, имеющие специальные за­жимы. Опоры выполняются деревянными, металлическими и железобетонными в зависимости от назначения линий, используемого напряжения, экономических соображений и т. п. Некоторые конструкции опор предназначены для поддержания проводов; они воспринимают только верти­кальные нагрузки веса проводов и на­зываются промежу­точными. Существу­ют конструкции опор, воспринимаю­щие горизонтальные нагрузки натяжения проводов; они назы­ваются анкерными. Кроме того, выпол­няются опоры спе­циального назначе­ния для перевода линии через водные препятствия и гор­ные ущелья, для из­менения направле­ния линии и т. д.

• 
  Слайд 22
  

  Характеристики опор и линий электрoneредачи различных напряжений: а — общий вид опор; б - изменение конструктивных характе­ристик при увеличении номинального напряжения линии (6 — ширина полосы отчуждения трассы, h — высота опоры, п — число изоляторов в гирляндах): в — зависимость удельной стоимости передачи электроэнергии от напряжения (с — себе­стоимость передачи электроэнергии)

• 
  Слайд 23

  Единая энергосистема России

  ЕЭС России охватывает практически всю обжитую территорию страны и является крупнейшим в мире централизованно управляемым энергообъединением. В настоящее время ЕЭС России включает в себя 77 энергосистем, работающих в составе шести работающих параллельно ОЭС  ОЭС Центра, Юга, Северо-Запада, Средней Волги, Урала и Сибири и ОЭС Востока, работающей изолированно от ЕЭС России. Кроме того, ЕЭС России осуществляет параллельную работу с ОЭС Украины, ОЭС Казахстана, ОЭС Белоруссии, энергосистемами Эстонии, Латвии, Литвы, Грузии и Азербайджана, а также с NORDEL (связь с Финляндией через вставку постоянного тока в Выборге). Энергосистемы Белоруссии, России, Эстонии Латвии и Литвы образуют так называемое «Электрическое кольцо БРЭЛЛ», работа которого координируется в рамках подписанного в 2001 году Соглашения о параллельной работе энергосистем БРЭЛЛ.

• 
  Слайд 24
  
• 
  Слайд 25

  Преимущества объединения электрических станций и сетей в ЕЭС России

  Параллельная работа электростанций в масштабе Единой энергосистемы позволяет реализовать следующие преимущества: снижение суммарного максимума нагрузки ЕЭС России на 5 ГВт; сокращение потребности в установленной мощности электростанций на 10-12 ГВт; оптимизация распределения нагрузки между электростанциями в целях сокращения расхода топлива; применение высокоэффективного крупноблочного генерирующего оборудования; поддержание высокого уровня надёжности и живучести энергетических объединений. Совместная работа электростанций в Единой энергосистеме обеспечивает возможность установки на электростанциях агрегатов наибольшей единичной мощности, которая может быть изготовлена промышленностью, и укрупнения электростанций. Увеличение единичной мощности агрегатов и установленной мощности электростанций имеет значительный экономический эффект.

• 
  Слайд 26

  Особенности ЕЭС России

  ЕЭС России располагается на территории, охватывающей 8 часовых поясов. Необходимостью электроснабжения столь протяжённой территории обусловлено широкое применение дальних электропередач высокого и сверхвысокого напряжения. Системообразующая электрическая сеть ЕЭС (ЕНЭС) состоит из линий электропередачи напряжения 220, 330, 500 и 750 кВ. В электрических сетях большинства энергосистем России используется шкала напряжений 110—220 — 500—1150 кВ. В ОЭС Северо-Запада и частично в ОЭС Центра используется шкала напряжений 110—330 — 750 кВ. Наличие сетей напряжения 330 и 750 кВ в ОЭС Центра связано с тем, что сети указанных классов напряжения используются для выдачи мощности Калининской, Смоленской и Курской АЭС, расположенных на границе использования двух шкал напряжений. В ОЭС Северного Кавказа определённое распространение имеют сети напряжения 330 кВ.

• 
  Слайд 27

  Структура генерирующих мощностей

  ОЭС, входящие в состав ЕЭС России, имеют различную структуру генерирующих мощностей. Основу российской электроэнергетики составляют около 600 электростанций суммарной мощностью 210 ГВт, работающих в составе ЕЭС России. Две трети генерирующих мощностей приходится на тепловые электростанции. Около 55 % мощностей ТЭС составляют теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), а 45 % — конденсационные электростанции (КЭС). Мощность гидравлических (ГЭС), в том числе гидроаккумулирующих (ГАЭС) электростанций составляет 21 % установленной мощности электростанций России. Мощность атомных электростанций составляет 11 % установленной мощности электростанций страны. Для ЕЭС России характерна высокая степень концентрации мощностей на электростанциях. На тепловых электростанциях эксплуатируются серийные энергоблоки единичной мощностью 500 и 800 МВт и один блок мощностью 1200 МВт на Костромской ГРЭС. Единичная мощность энергоблоков действующих АЭС достигает 1000 МВт.

• 
  Слайд 28

  Основные показатели работы ЕЭС России