Постоянный ток ток, направление и величина которого не меняются во времени. Переменный ток

• Название: Постоянный ток ток, направление и величина которого не меняются во времени. Переменный ток
• Дата: 14.08.2020
• Размер: 96.14 Kb.
• Имя файла: 123.docx
• Тип: Документы; #135573

• 
  Постоянный ток — ток, направление и величина которого не меняются во времени.
  

• 
  Переменный ток — электрический ток, изменяющийся во времени^[5]. Под переменным током понимают любой ток, не являющийся постоянным.
  

Большинство потребителей электрической энергии работает на переменном токе. В настоящее время почти вся электрическая энергия вырабатывается в виде энергии переменного тока. Это объясняется преимуществом производства и распределения этой энергии. Переменный ток получают на электростанциях, преобразуя с помощью генераторов механическую энергию в электрическую. Основное преимущество переменного тока по сравнению с постоянным заключается в возможности с помощью трансформаторов повышать или понижать напряжение, с минимальными потерями передавать электрическую энергию на большие расстояния. Кроме того, генераторы и двигатели переменного тока более просты по устройству, надежней в работе и проще в эксплуатации по сравнению с машинами постоянного тока.

Преимущества постоянного тока

1. 
   Главное преимущество электрической энергии постоянного тока – это отсутствие реактивной мощности. А это значит, что вся мощность, выработанная генератором, потребляется нагрузкой за вычетом потерь в проводах.
   
2. 
   Постоянный ток в отличие от переменного протекает по всему сечению проводника.
   

Указанные два пункта приводят к тому, что если передавать одну и ту же мощность при равных напряжениях постоянным и переменным токами, то потери мощности электроэнергии постоянным током были бы почти в два раза меньше, чем при переменном токе.

К тому же, если рассматривать такие бытовые электронные устройства как ноутбуки, компьютеры, телевизоры и т. п., то все они имеют блоки питания, преобразующие переменное напряжение 220 В (230 В) в постоянное напряжение более низкой величины. А такие преобразования связаны с частичной потерей мощности.

Недостатки постоянного тока

Из выше изложенного следуют такие недостатки.

1. 
   Сложность повышения и снижения напряжения, то есть преобразования электроэнергии постоянного тока. В первую очередь это вызвано сложность конструкций преобразователей. Поскольку необходимы мощные полупроводниковые ключи, рассчитанные на высокое напряжение. Отсутствие которых приводит к большому числу последовательно и параллельно соединенных полупроводниковых приборов. В результате снижается надежность всего преобразователя, увеличивается стоимость и возрастают потери мощности.
   
2. 
   Электрические машины имеют более сложную конструкцию, поэтому менее надежны и более затратные, как в производстве, так и в эксплуатации.
   
3. 
   Сложности в развязке высокого и низкого напряжений.
   

Недостатки переменного тока

1. 
   Важнейшим недостатком переменного тока является наличие реактивной мощности. Как известно, конденсатор и катушка индуктивности проявляют свои реактивные свойства только в цепях переменного тока. Проще говоря, катушка и конденсатор создают реактивное сопротивление переменному току, но не потребляю его. В результате этого из полной мощности, отдаваемой генератором переменного тока, часть мощности не затрачивается на выполнение полезной работы, а лишь бесполезно циркулирует межу генератором и нагрузкой. Такая мощность называется реактивной и является вредной. Поэтому ее стараются минимизировать.
   

Энергетика Казахстана

Казахстан обладает крупными запасами энергетических ресурсов (нефть, газ, уголь, уран) и является энергетической державой.

Суммарная установленная мощность всех электростанций Казахстана составляет 18 992.7 МВт электроэнергии. К сожалению, выработка большинства электростанций не достигает установленной мощности. Выработка по типу электростанций распределяется следующим образом:

• 
  ТЭС (тепловые электростанции) — 87,7 %;
  
• 
  КЭС (конденсационная электростанция) — 48,9 %;
  
• 
  ТЭЦ (теплоэлектроцентраль) — 36,6 %;
  
• 
  ГТЭС (газотурбинная электростанция) — 2,3 %;
  
• 
  ГЭС (гидроэлектростанции) — 12,3 %.
  

Около 70 % электроэнергии в Казахстане вырабатывается из угля, 14,6 % — из гидроресурсов, 10,6 % — из газа и 4,9 % — из нефти.

Единая электроэнергетическая система Республики Казахстан (ЕЭС РК) представляет собой совокупность электрических станций, линий электропередачи и подстанций, обеспечивающих надежное и качественное энергоснабжение потребителей республики.

Государственное регулирование в области электроэнергетики осуществляется в целях:

•максимального удовлетворения спроса потребителей энергии и защиты прав участников рынка электрической и тепловой энергии путем создания конкурентных условий на рынке, гарантирующих потребителям право выбора поставщиков электрической и тепловой энергии;

•обеспечения надежного и стабильного функционирования электроэнергетического комплекса Республики Казахстан;

Природные источники энергии

Возобновляемая, или регенеративная, «зелёная», энергия — энергия из энергетических ресурсов, которые являются возобновляемыми, или неисчерпаемыми, по человеческим масштабам. Основной принцип использования возобновляемой энергии заключается в её извлечении из постоянно происходящих в окружающей среде процессов или возобновляемых органических ресурсов и предоставлении для технического применения. Возобновляемую энергию получают из природных ресурсов, таких как: солнечный свет, водные потоки, ветер, приливы и геотермальная теплота, которые являются возобновляемыми (пополняются естественным путём), а также из биотоплива: древесины, растительного масла, этанола.

В зависимости от источника энергии (в частности, вида топлива)

• 
  Атомные электростанции (АЭС) ...
  
• 
  тепловые электростанции (ТЭС)
  
• 
  Гидроэлектрические станции (ГЭС) ...
  
• 
  Ветроэлектростанции (ВЭС)
  
• 
  Геотермальные электростанции
  
• 
  Солнечные электростанции (СЭС)
  

Конденсационными электрическими станциями (КЭС) называются тепловые электрические станции, предназначенные только для производства электроэнергии. Главной особенностью конденсационных электрических станций является то, что в них обеспечиваются условия максимально полного преобразования энергии пара, выработанного в котле, путем максимально возможного расширения его в рабочих цилиндрах турбины в механическую энергию вращения ротора турбогенератора, а затем и в электрическую энергию. Для обеспечения максимально полного преобразования энергии пара выхлоп его из турбины осуществляется в специальные теплообменники, в которых происходит конденсация отработанного пара и поддерживается минимальное для конкретныхтемпературных условий давление (вакуум). Такие теплообменники получили название конденсаторов (см.подраздел 3.2). Выделяющаяся при конденсации скрытая теплота парообразования сбрасывается через внешний циркуляционный контур в окружающую среду (водоем или атмосферу) и безвозвратно теряется. Доля этой теплоты в общем балансе паросиловой установки достигает 60–65%, что обуславливает относительно низкий термический коэффициент полезного действия (к.п.д.) конденсационных электрических станций, в основном не превышающий 40%.

теплофикационные электростанции используют не только для выработки электрической энергии, но и для снабжения тепловой энергией потребителей (пар, горячая вода), которые находятся в непосредственной близости от них. Теплофикационные электрические станции называют еще теплоэлектроцентралями ТЭЦ. Теплофикационные турбины устанавливаются на таких станциях в качестве первичных двигателей. Потребителями же тепловой энергии могут быть и коммунальные предприятия, и бытовые предприятия (бани, химчистки, прачечные), и промышленные предприятия, и административно-общественные здания с жилыми домами.

Гидроэлектроста́нция (ГЭС) — электростанция, использующая в качестве источника энергии движение водных масс в русловых водотоках и приливных движениях. Гидроэлектростанции обычно строят на реках, сооружая плотины и водохранилища. Для эффективного производства электроэнергии на ГЭС необходимы два основных фактора: гарантированная обеспеченность водой круглый год и возможно большие уклоны реки, благоприятствуют гидростроительству каньонообразные виды рельефа.

газотурбинных установок (ГТУ) рабочим телом служат нагретые до высокой температуры сжатые газы. В качестве таких газов чаще всего используют смесь воздуха и продуктов сгорания жидкого (или газообразного) топлива. Принципиальная схема ГТУ с подводом тепла при р = const представлена на рис. 4. Воздушный компрессор КП сжимает атмосферный воздух, повышая давление с р1 до р2, и непрерывно подает его в камеру сгорания КС. Туда же специальным насосом непрерывно подается необходимое количество жидкого или газообразного топлива. Образующиеся в камере продукты сгорания выходят из нее с температурой Т3 и практически с тем же давлением р2 (если не учитывать сопротивления), что и на выходе из компрессора (р2 = р3). Следовательно, горение топлива (т. е. подвод теплоты) происходит при постоянном давлении.



А́томная электроста́нция (АЭС) — ядерная установка для производства энергии в заданных режимах и условиях применения, располагающаяся в пределах определённой проектом территории, на которой для осуществления этой цели используется ядерный реактор (реакторы) и комплекс необходимых систем, устройств, оборудования и сооружений с необходимыми работниками (персоналом) (НП-001)^[1].

Главное преимущество — практическая независимость от источников топлива из-за небольшого объёма используемого топлива. Например 54 тепловыделяющие сборкиобщей массой 41 тонна на один энергоблок с реактором ВВЭР-1000 в 1—1,5 года (для сравнения, Троицкая ГРЭС мощностью 2000 МВт сжигает за сутки два железнодорожных состава угля). Расходы на перевозку ядерного топлива, в отличие от традиционного, минимальны. В России это особенно важно в Европейской части, так как доставка угля из Сибири слишком дорога.

Огромным преимуществом АЭС является её относительная экологическая чистота. На ТЭС суммарные годовые выбросы вредных веществ, в которые входят сернистый газ, оксиды азота, оксиды углерода, углеводороды, альдегиды и золовая пыль, на 1000 МВт установленной мощности составляют от примерно 13 000 тонн в год на газовых и до 165 000 тонн на пылеугольных ТЭС. Подобные выбросы на АЭС возникают в редких случаях задействования резервных дизельных генераторов. ТЭС мощностью 1000 МВт потребляет 8 миллионов тонн кислорода в год для окисления топлива, АЭС же не потребляют кислорода^[20].

Ветровая электростанция — это несколько ВЭУ, собранных в одном или нескольких местах и объединённых в единую сеть. Крупные ветровые электростанции могут состоять из 100 и более ветрогенераторов. Ветровые электростанции строят в местах с высокой средней скоростью ветра — от 4,5 м/с и выше. Скорость ветра возрастает с высотой. Поэтому ветровые электростанции строят на вершинах холмов или возвышенностей, а генераторы устанавливают на башнях высотой 30—60 метров.

Солнечная энергетика — направление альтернативной энергетики, основанное на непосредственном использовании солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде. Солнечная энергетика использует возобновляемый источник энергии^[1] и является «экологически чистой», то есть не производящей вредных отходов во время активной фазы использования^[2]. Производство энергии с помощью солнечных электростанций хорошо согласовывается с концепцией распределённого производства энергии. Достоинства[править | править код]

• 
  Перспективность, доступность и неисчерпаемость источника энергии в условиях постоянного роста цен на традиционные виды энергоносителей.
  
• 
  Теоретически, полная безопасность для окружающей среды, хотя существует вероятность того, что повсеместное внедрение солнечной энергетики может изменить альбедо (характеристику отражательной (рассеивающей) способности) земной поверхности и привести к изменению климата (однако при современном уровне потребления энергии это крайне маловероятно).
  

Недостатки

• 
  Зависимость от погоды и времени суток^[3].
  
• 
  Сезонность в средних широтах и несовпадение периодов выработки энергии и потребности в энергии. Нерентабельность в высоких широтах, необходимость аккумуляции энергии.
  
• 
  При промышленном производстве — необходимость дублирования солнечных энергетических установок традиционными сопоставимой мощности.
  
• 
  Высокая стоимость конструкции, связанная с применением редких элементов (к примеру, индий и теллур).
  
• 
  Необходимость периодической очистки отражающей/поглощающей поверхности от загрязнения.
  
• 
  Нагрев атмосферы над электростанцией.
  
• 
  Необходимость использования больших площадей^[3].
  
• 
  Сложность производства и утилизации самих фотоэлементов в связи с содержанием в них ядовитых веществ, например, свинец, кадмий, галлий, мышьяк и т. д.^[3].
  

Өндірістік кәсіпорындардың электрлік жүктемелері электрмен жабдықтау жүйесінің барлық элементтерін таңдауды анықтайды: электр берілісі желісі, аудандық трансформаторлық қосалқы станция, қоректендіруші және таратушы тораптар. Сондықтан электрлік жүктемелерді дұрыс анықтау электрлік желілерді жобалау және пайдалану кезінде шешуші фактор болып табылады.

Жүктемелердің сипаттамалы графиктері келесідей бөлінеді: ұзақтығы бойынша активті және реактивті жүктемелердің тәуліктік (2.2,а-сурет) және жылдық (2.2.,б-сурет) графиктері.



Шыңдық (пиковая) жүктеме (қуат) шыңдық (іске қосушы) токпен анықталады және k_пик=I_пик/I_ном коэффициентімен сипатталады.

Жүктеменің қосынды тәуліктік графиктерін құру үшін (2.3-сурет) кәсіпорынның тұтынушыларының жүктемелерін Р_t, трансформаторлардағы қуат шығынын және қосалқы станцияның Р_{макс.п/ст} қуатын есептеу қажет.



Жүктемелерді есептегенде қолданылатын негізгі шамалар мен әр түрлі коэффициенттерінің анықтамалары.