Industria energiei electrice

    introducere
  • 1 Istorie
    • 1.1 Istoria industriei energetice rusești
  • 2 Principalele procese tehnologice din industria energiei electrice
    • 2.1 Generarea energiei electrice
    • 2.2 Transmiterea și distribuția energiei electrice
    • 2.3 Consumul de energie electrică
  • 3 Tipuri de activitate în industria energiei electrice
    • 3.1 Controlul expedierii operaționale
    • 3.2 Vânzări de energie
    notițe







Centrala termică și turbine eoliene din Germania

Energia electrică este o ramură a industriei energetice, care include producerea, transportul și vânzarea energiei electrice. Energia electrică este cel mai important sector, datorită avantajelor de energie electrică la alte tipuri de energie ca ușurința relativă de transmisie pe distanțe lungi, distribuția în rândul utilizatorilor, precum și conversia în alte forme de energie (mecanică, termică, chimică, lumină, etc.). O caracteristică distinctivă a energiei electrice este simultanitatea practică a generării și a consumului acesteia, deoarece curentul electric se răspândește prin rețele cu o viteză apropiată de viteza luminii.

Legea federală "Despre industria energiei electrice" oferă următoarea definiție a industriei energiei electrice:

Industria energetică - Industria economiei ruse, care include un set de relații economice care apar în procesul de producție (inclusiv producția în modul de producție combinată de energie electrică și energie termică), de transmisie a puterii, de gestionare expediere operațională în generarea de energie, distribuția și consumul de energie electrică utilizarea producției și a altor obiecte de proprietate (inclusiv cele care aparțin Sistemului Energetic Unificat al Rusiei) deținute de dreptul propriu coloanei vertebrale sau altfel furnizate de legile federale subiecte de energie electrică sau de alte persoane. Industria de energie electrică este baza funcționării economiei și a susținerii vieții. [1]

Definiția industriei de energie electrică este de asemenea inclusă în GOST 19431-84:

Energia electrică este o ramură a industriei energetice care asigură electrificarea țării pe baza extinderii raționale a producției și utilizării energiei electrice.

1. Istorie

Energia electrică pentru o lungă perioadă de timp a fost doar obiectul unor experimente și nu a avut nici o aplicație practică. Primele încercări de utilizare a eficienței energiei electrice au fost luate în a doua jumătate a secolului al XIX-lea, principalele direcții de utilizare au fost inventate recent telegraf, galvanizare, echipament militar (de exemplu, au fost încercări de a crea o ambarcațiune și mașini autopropulsate cu motoare electrice; minele dezvoltate detonator electrice). Sursele de energie electrică erau inițial celule galvanice. Un progres semnificativ în distribuția de masă a energiei electrice a fost inventarea surselor de energie electrică - generatoare de energie electrică. În comparație cu celulele galvanice, generatoarele aveau mai multă putere și o viață mai utilă, erau mult mai ieftine și li se permitea să stabilească arbitrar parametrii curentului produs. A fost prima stațiile și rețelele electrice au început să apară odată cu apariția generatoarelor (înainte de surse de energie au fost în mod direct în locurile de consum său) - putere a devenit o ramură separată a industriei. Primul din istoria liniei de transmisie (în sensul modern) a fost linia Laufen - Frankfurt, care a câștigat în 1891. Lungimea liniei a fost de 170 km, tensiune 28,3 kV, putere transmisă 220 kW [2]. În acel moment, energia electrică a fost folosită în principal pentru iluminatul în orașe mari. Companiile electrice se aflau în competiție serioasă cu gaze: iluminatul electric depășea gazele printr-un număr de parametri tehnici, dar la acel moment era mult mai scump. Odată cu îmbunătățirea echipamentelor electrice și creșterea eficienței generatoarelor, costul energiei electrice a fost redus și, în final, iluminatul electric a înlocuit complet gazul. Pe parcurs, au apărut noi domenii de utilizare a energiei electrice: au fost îmbunătățite ascensoarele electrice, pompele și motoarele electrice. O etapă importantă a fost inventarea unui tramvai electric: sistemele de tramvai au fost mari consumatori de energie electrică și au stimulat acumularea de centrale electrice. În multe orașe, primele stații electrice au fost construite împreună cu sistemele de tramvai.

Începutul secolului al XX-lea a fost marcat de așa-numitul "război al curenților" - confruntarea dintre producătorii industriali de curenți permanenți și alternativi. Curentul și curentul alternativ au avut avantaje și dezavantaje în utilizare. Factorul decisiv a fost posibilitatea transmiterii pe distanțe lungi - transmisia curentului alternativ a fost realizată mai ușor și mai ieftin, ceea ce a dus la victoria sa în acest "război": în prezent AC este folosit aproape pretutindeni. Cu toate acestea, în prezent există perspective pentru o utilizare largă a curentului direct pentru transmisia de mare putere pe distanțe lungi (a se vedea linia curentului de înaltă tensiune).

1.1. Istoria industriei energetice rusești

Istoria Rusiei, și, probabil, de energie electrică din lume, începe în 1891, când un om de știință proeminent Mikhail Dolivo-Dobrovolsky a efectuat transmiterea în practică a energiei electrice de aproximativ 220 kW la o distanță de 175 km. Eficiența rezultată a liniei de transmisie, egală cu 77,4%, a fost senzațional ridicată pentru o structură complexă cu mai multe elemente. Această eficiență ridicată a fost obținută datorită utilizării tensiunii trifazate, inventată chiar de omul de știință.

În Rusia prerevoluționară, capacitatea tuturor centralelor electrice era de numai 1,1 milioane kW, iar producția anuală de energie electrică era de 1,9 miliarde kWh. După revoluție, la sugestia lui VI Lenin, celebrul plan de electrificare pentru Rusia a fost lansat de GOELRO. Ea a prevăzut construirea a 30 de centrale electrice cu o capacitate totală de 1,5 milioane kW, care a fost realizată până în 1931, iar până în 1935 a fost depășită de trei ori.

În 1940, capacitatea totală a centralelor sovietice a fost de 10,7 milioane kW, iar producția anuală de energie a depășit 50 miliarde kWh, de 25 ori mai mare decât cifrele corespunzătoare din 1913. După pauza cauzată de Marele Război Patriotic, electrificarea URSS a fost reluată, ajungând la un nivel de 90 miliarde kWh în 1950.

În anii 50 ai secolului XX, au fost puse în funcțiune centrale electrice precum Tsimlyanskaya, Gyumushskaya, Verkhne-Svirskaya, Mingechaurskaya și altele. La mijlocul anilor '60, URSS sa clasat pe locul al doilea în lume pentru generarea de energie după Statele Unite [3].

2. Principalele procese tehnologice din industria energiei electrice

2.1. Generarea energiei electrice

Generarea energiei electrice este procesul de transformare a diferitelor tipuri de energie în energie electrică la instalațiile industriale, numite stații electrice. În prezent, există următoarele tipuri de generații:







  • Inginerie termică. În acest caz, energia termică a arderii combustibililor organici este transformată în energie electrică. Instalația termică include centrale termice (TPP), care au două tipuri principale:
    • Condensarea (IES, a folosit de asemenea abrevierea veche a GRES);
    • Încălzire (centrale termice și centrale electrice, CHP). Încălzirea se numește generare combinată de energie electrică și termică la aceeași stație;

IES și CHP au procese tehnologice similare. În ambele cazuri, există un cazan în care combustibilul este ars și aburul este încălzit sub presiune de căldura generată. Aburul încălzit este apoi alimentat în turbina cu abur, unde energia sa termică este transformată în energie de rotație. Arborele turbinei rotește rotorul generatorului - astfel energia de rotație este transformată în energie electrică, care este alimentată în rețea. Diferența principală dintre CHP și IES este că o parte din aburul încălzit în cazan merge la nevoile de alimentare cu energie termică;

  • Energia nucleară. Acesta include centralele nucleare (AES). În practică, energia nucleară este adesea considerată o submulțime a energiei termice, deoarece, în general, principiul generării energiei electrice la centralele nucleare este același cu cel al termocentralelor. Numai în acest caz, energia termică nu este eliberată prin arderea combustibilului, ci prin fisurarea nucleelor ​​atomice într-un reactor nuclear. Mai departe de circuit de generare de energie nu diferă de CTE: încălzite cu abur în reactor, intră în turbina cu abur etc. Datorită anumitor caracteristici de proiectare utilizare neeconomică NPP în formularea combinată, cu toate că unele experimente au fost efectuate în această direcție; ..
  • Inginerie hidrotehnică. Acesta include centrale hidroelectrice (HPP). În energia hidroelectrică, energia cinetică a fluxului de apă este transformată în energie electrică. Pentru a face acest lucru, folosind barajele de pe râuri, o diferență artificială în nivelurile apei (așa-numitele steriluri superioare și inferioare) este creată artificial. Apa sub acțiunea gravitației se toarnă de la bazinul superior în canalul inferior prin canale speciale, în care sunt amplasate turbine de apă, ale căror lame nu sunt strânse de fluxul de apă. Turbina rotește rotorul generatorului electric. Stațiile de pompare (PSP) sunt un tip special de centrale hidroelectrice. Ele nu pot fi considerate a genera energie în forma sa pură, deoarece consumă aproape aceeași cantitate de energie electrică pe care o produc, dar aceste stații sunt foarte eficiente la descărcarea rețelei în timpul orelor de vârf;
  • Energie alternativă. Acesta include metode de generare a energiei electrice, care au un număr de avantaje în comparație cu cele "tradiționale", dar din diverse motive nu au fost distribuite suficient. Principalele tipuri de energie alternativă sunt:
    • Energia eoliană - utilizarea energiei cinetice a vântului pentru a genera energie electrică;
    • Energia solară este producerea de energie electrică din energia razele solare; Deficiențele frecvente ale energiei eoliene și solară reprezintă puterea relativ scăzută a generatoarelor la costul ridicat al acestora. De asemenea, în ambele cazuri, este necesar să se acumuleze energie pentru noapte (pentru energia solară) și timp fără vânt (pentru energia eoliană);
    • Energia geotermală - utilizarea căldurii naturale a Pământului pentru generarea energiei electrice. În esență stații geotermale sunt instalațiile convenționale termice, în care sursa de căldură pentru încălzirea cazanului de abur nu este sau un reactor nuclear și surse subterane de căldură naturală. Dezavantajul acestor stații este limitările geografice ale aplicării lor: centrale electrice geotermale pentru a construi cost-eficiente numai în regiunile de activitate tectonică, adică, în cazul în care sunt disponibile sursele cele mai naturale de energie termică;
    • Hidrogenul Energie - utilizarea hidrogenului ca energia de combustibil este hidrogen foarte promițătoare are un randament foarte ridicat de ardere, este practic nelimitată de resurse, arderea hidrogenului complet ecologic curat (produs de ardere în oxigen este apă distilată). Cu toate acestea, pentru a satisface pe deplin nevoile de energie hidrogenului omenirii în acest moment, nu sunt în măsură să din cauza costului ridicat al producției de hidrogen pur și problemele tehnice de transport în cantități mari;
    • De asemenea, merită remarcate tipurile alternative de hidroenergie. energia mareelor ​​și a valurilor. În aceste cazuri, se folosește energia cinetică naturală a mareelor ​​și a valurilor eoliene. Răspândirea acestor tipuri de energie electrică previne necesitatea de a se potrivi prea mulți factori în proiectarea centralei: este necesar nu numai pe litoral, dar această coastă, în cazul în care mareele (și valuri, respectiv) ar fi destul de puternică și constantă. De exemplu, coasta Marii Negre nu este potrivit pentru construirea puterii mareelor, ca nivelul apei scade Marea Neagră în flux și reflux sunt minime.

2.2. Transmisie și distribuție de energie electrică

Transmiterea energiei electrice de la centralele electrice la consumatori se realizează prin rețele electrice. rețea electrică - naturale din sectorul de monopol de energie electrică: utilizatorul poate alege de la care să cumpere energie electrică (de exemplu compania furnizare a energiei electrice), companiile de vânzare cu amănuntul pot alege între furnizori en-gros (producători de energie), ci o rețea în care este livrat de electricitate, de obicei, singur, și consumatorul nu poate alege din punct de vedere tehnic o companie de rețea electrică. Din punct de vedere tehnic, rețeaua electrică este o combinație de linii electrice (LEP) și transformatoare amplasate în substații.

  • Liniile de transmisie sunt un conductor metalic prin care trece un curent electric. În prezent, AC este aproape universal utilizat. Alimentarea cu energie în cele mai multe cazuri - trei faze, astfel încât linia de alimentare, de obicei, constă din trei faze, fiecare dintre care pot include mai multe fire. Structurally, liniile de transmisie a energiei electrice sunt împărțite în aer și cablu.
    • Liniile de transmisie a aerului sunt suspendate deasupra solului la o înălțime sigură pe structuri speciale numite suporturi. De regulă, firul de pe linia aeriană nu are izolație de suprafață; izolarea este disponibilă în locurile de fixare pe suporturi. Pe liniile de aer există sisteme de protecție împotriva trăsnetelor. Principalul avantaj al liniilor de transmisie a energiei electrice este relativ redus în comparație cu liniile de cablu. De asemenea, este mentenabilității mult mai bine (mai ales în comparație cu CL brushless) nu este necesar pentru a efectua lucrări de excavare pentru a înlocui firele, nimic nu este împiedicat examinarea vizuală a liniei. Cu toate acestea, liniile de transmisie a energiei electrice prezintă o serie de dezavantaje:
      • o bandă largă de înstrăinare: în vecinătatea liniei electrice este interzisă amplasarea de structuri și de arbori de plante; când linia trece prin pădure, copacii sunt tăiați de-a lungul întregii lățimi a zonei de excludere;
      • neprotejate de influențele externe, de exemplu, arborii care se încadrează pe o linie și furând firele; În ciuda dispozitivelor de protecție împotriva trăsnetelor, liniile de aer, de asemenea, suferă de lovituri de trăsnet. Din cauza vulnerabilității, două circuite sunt adesea echipate pe o singură linie de aer: principală și standby;
      • estetică neatractivă; acesta este unul dintre motivele tranziției aproape universale la transmisia prin cablu în zona urbană.
    • Cablurile (CL) sunt efectuate subteran. Cablurile electrice au un design diferit, dar puteți identifica elementele comune. Miezul cablului este de trei vene purtatoare de curent (prin numarul de faze). Cablurile au izolație exterioară și inter-izolată. Uleiul transformator în formă lichidă sau hârtie cu ulei este de obicei folosit ca izolator. Miezul conductorului cablului, de regulă, este protejat de armura de oțel. În exterior, cablul este acoperit cu bitum. Există linii de cablu colector și fără perii. În primul caz, cablul este pus în canale subterane din beton - colectoare. La intervale regulate, pe o linie echipată cu ieșiri la suprafață sub forma unei guri de vizitare - pentru penetrare ușoară a echipajelor de reparații la colector. Liniile de cablu perii sunt așezate direct în sol. line este fără perii mult mai ieftin decât în ​​construcția colectorului, dar funcționarea lor este mai costisitoare din cauza inaccesibilității cablului. Principalul avantaj al liniilor de transmisie prin cablu (în comparație cu liniile de aer) este absența unei benzi largi de înstrăinare. Cu condiția unei așezări suficient de adânci, pot fi construite diferite structuri (inclusiv cele rezidențiale) direct deasupra liniei de colectare. În cazul clădirilor fără perii, construcția este posibilă în imediata vecinătate a liniei. Cablurile nu distrug peisajul orașului, sunt mult mai bune decât aerul protejat de influența exterioară. Dezavantajele liniilor de transport pe cablu includ costul ridicat de construcție și funcționarea ulterioară, chiar și în cazul brushless de stabilire a costului estimat pe metru a liniei de cablu este de câteva ori mai mare decât costul liniei aeriene de aceeași clasă de tensiune. Liniile de cablu sunt mai puțin accesibile pentru observarea vizuală a stării lor (în cazul de stivuire fără perii - în general indisponibil), care este, de asemenea, un deficit important de performanță.

2.3. Consumul de energie electrică

3. Tipuri de activitate în industria energiei electrice

3.1. Controlul expedierii operaționale

Sistemul de gestionare expediere operațională în energia electrică include o serie de măsuri pentru gestionarea centralizată a modurilor tehnologice de instalații electrice și instalațiile electrice ale consumatorilor în cadrul sistemului energetic unificat al Rusiei și a sistemelor de energie electrică teritoriale izolate tehnologic, efectuate de către subiecții de management expediere operațional, autorizate să efectueze aceste măsuri în Procedura stabilită de legea federală "Despre electricitate ietke »[1]. Gestionarea operațională în industria energiei electrice se numește dispecerizare, deoarece este implementată de servicii de dispecerat specializate. Dispecerat de management este centralizat și continuu pe tot parcursul zilei, sub supravegherea șefilor operaționale ale sistemului de putere - controlere [5].

3.2. Vânzări puternice

notițe







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: