Производство, передача и распределение электрической энергии

ГЛАВА XII. ПРОИЗВОДСТВО, ПЕРЕДАЧА И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

§ 126. ПРОИЗВОДСТВО И ПЕРЕДАЧА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

В зависимости от вида преобразуемой энергии (механической, световой, химической и т. д.) электростанции делятся на тепловые, гидравлические, атомные, ветряные, солнечные и др.

На тепловых электростанциях в электрическую энергию преоб­разуется энергия топлива. Эти электростанции производят основ­ную часть вырабатываемой электроэнергии. Тепловые электростанции разделяются на две группы: конденсационные и теплофикаци­онные или теплоцентрали (ТЭЦ).

Конденсационные станции снабжают потребителей только элект­рической энергией. Их сооружают вблизи залежей местного топли­ва с тем, чтобы не возить его на большие расстояния.

Теплоцентрали снабжают потребителей не только электрической  энергией, но и теплом — водяным паром или горячей водой, которая  по трубам передается потребителям. Поэтому ТЭЦ сооружают по близости от приемников теплоты, в центрах промышленных районов и крупных городов для уменьшения протяженности теплофика­ционных сетей. Топливо транспортируют на ТЭЦ из мест его добычи.

Основными двигателями на тепловых электростанциях служат паровые турбины. В турбину поступает пар из котла и приводит ,   ротор ее во вращение. Энергия движения паровой турбины преобразуется в электрическую генератором, вал которого непосредствен­но соединен с валом турбины.

Гидроэлектростанции (ГЭС) сооружают поблизости от рек. Вода вращает ротор гидротурбины и вал генератора, соединенный с валом турбины.  В  генераторе  механическая  энергия  гидротурбины   преобразуется в электрическую.

Производство электрической энергии на ГЭС проще и дешевле, чем на тепловых электростанциях, так как не нужно топливо и для обслуживания   требуется   меньшее   количество   обслуживающего

персонала. Однако сооружение ГЭС значительно дороже сооружения теплоэлектростанции и требует большего времени вследствие большого объема земляных и строительных работ. Поэтому с целью экономии времени в нашей стране предусматривается преимущест­венное строительство тепловых электростанций, работающих на природном газе, мазуте и дешевом угле.

В атомных электростанциях первичной энергией является энергия ядер атомов. Советские ученые и инженеры успешно работают над проблемой использования атомной энергии в мирных целях. Уже в 1954 г. в СССР вступила в строй первая в мире промышлен­ная атомная электростанция.

На атомных электростанциях в специальном устройстве, назы­ваемом атомным реактором, происходит процесс расщепления ато­мов урана, при котором выделяется большое количество теплоты. За счет этой теплоты из воды образуется пар, поступающий в тур­бину. Отработавший пар направляется в конденсатор так же, как на обычных тепловых конденсационных электростанциях.

Ветровые электростанции преобразуют энергию ветра в электри­ческую энергию с помощью ветроколеса. На электростанциях, пре­образующих энергию солнца в электрическую энергию, специаль­ные устройства нагревают, воду, при этом образуется пар, который, как и в тепловых станциях, направляется в турбину.

Электростанции разделяются на районные станции и станции местного значения.

Районные станции имеют большие мощности  (сотни тысяч киловатт  и  более)   и  снабжают  электроэнергией  крупные  районы. Они соединяются с потребителями линиями электропередач высокого напряжения (ПО, 220, 400, 500, 750 кв и более).

Электростанции местного значения предназначены для снабжения энергией потребителей, расположенных недалеко от станции. Крупные электростанции, находящиеся в различных пунктах к района, включаются параллельно-—объединяются в энергосистему.  В энергосистему входят электростанции, электрические и тепловые е  сети и потребители энергии.

Объединение электростанций в единую энергосистему повыша­ет надежность и бесперебойность электроснабжения потребителей  энергии, а также повышает использование мощности электростанции.        

На рис. 167 изображена примерная схема энергосистемы. Район­ная сеть 110 кв получает электроэнергию от гидроэлектростанции  через повысительную подстанцию, линию электропередачи 220 кв и понизительную подстанцию. Эта сеть снабжается энергией также через линию электропередачи 110 кв и повысительную подстанцию  от тепловой электростанции конденсационного типа, расположенной  в районе залегания местного топлива  (торфа, угля и т. д.).

Внутри кольцевой районной сети имеются понизительные под­станции, обслуживающие большой промышленный район. В центре этого района размещается теплоцентраль (ТЭЦ), работающая на привозном топливе и снабжающая потребителей электрической и тепловой энергией. Для связи с сетью ТЭЦ имеет повысительную  подстанцию.

От районной сети ПО кв через понизительную подстанцию питается районная сеть 35 кв, от которой, в свою очередь, через понизительные подстанции питаются местные сети 10 или б кв с понижающими трансформаторами для распределительных сетей 380/220 в.

Крупные промышленные предприятия могут получать электроэнергию как от местной, так и от районной сети 35 кв.