چگونه برق منتقل و توزیع می شود؟ تولید و استفاده از انرژی الکتریکی

انرژی الکتریکی در مقیاس های مختلف نیروگاه ها عمدتاً با استفاده از ژنراتورهای الکترومکانیکی القایی تولید می شود.

تولید برق

دو نوع اصلی نیروگاه وجود دارد:

1. حرارتی.

2. هیدرولیک.

این تقسیم به دلیل نوع موتوری است که روتور ژنراتور را می چرخاند. که در حرارتینیروگاه ها از سوخت به عنوان منبع انرژی استفاده می کنند: زغال سنگ، گاز، نفت، شیل نفتی، نفت کوره. روتور توسط توربین های گاز بخار به حرکت در می آید.

مقرون به صرفه ترین نیروگاه های توربین بخار حرارتی (TES) هستند. حداکثر بازده آنها به 70 درصد می رسد. این واقعیت را در نظر می گیرد که بخار زباله در شرکت های صنعتی استفاده می شود.

بر نیروگاه های برق آبیانرژی پتانسیل آب برای چرخاندن روتور استفاده می شود. روتور توسط توربین های هیدرولیک به حرکت در می آید. قدرت ایستگاه به فشار و جرم آب عبوری از توربین بستگی دارد.

مصرف برق

انرژی الکتریکی تقریباً در همه جا استفاده می شود. البته بیشتر برق تولیدی از صنعت تامین می شود. علاوه بر این، حمل و نقل یک مصرف کننده اصلی خواهد بود.

بسیاری از خطوط راه‌آهن مدت‌هاست که به کشش الکتریکی روی آورده‌اند. روشنایی خانه ها، خیابان های شهر، نیازهای صنعتی و خانگی روستاها و روستاها - همه اینها مصرف کننده بزرگ برق است.

بخش عظیمی از برق تولید شده به انرژی مکانیکی تبدیل می شود. تمام مکانیزم های مورد استفاده در صنعت توسط موتورهای الکتریکی هدایت می شوند. مصرف کننده های برق زیادی وجود دارد و در همه جا یافت می شوند.

و فقط در چند نقطه برق تولید می شود. این سوال در مورد انتقال برق و در مسافت های طولانی مطرح می شود. هنگام انتقال در فواصل طولانی، اتلاف توان زیادی وجود دارد. عمدتاً این تلفات ناشی از گرمایش سیم های برق است.

طبق قانون ژول-لنز، انرژی صرف شده برای گرمایش با فرمول محاسبه می شود:

از آنجایی که کاهش مقاومت تا حد قابل قبول تقریبا غیرممکن است، باید جریان را کاهش دهید. برای انجام این کار، ولتاژ را افزایش دهید. به طور معمول، ایستگاه ها دارای ژنراتورهای افزایش دهنده هستند و در انتهای خطوط انتقال ترانسفورماتورهای کاهنده وجود دارد. و از آنها انرژی بین مصرف کنندگان توزیع می شود.

تقاضا برای انرژی الکتریکی به طور مداوم در حال افزایش است. برای برآوردن تقاضا برای افزایش مصرف، دو راه وجود دارد:

1. ساخت نیروگاه های جدید

2. استفاده از فناوری های پیشرفته.

استفاده بهینه از برق

روش اول مستلزم صرف تعداد زیادی از منابع ساختمانی و مالی است. ساخت یک نیروگاه چند سال طول می کشد. علاوه بر این، به عنوان مثال، نیروگاه های حرارتی منابع طبیعی تجدید ناپذیر زیادی را مصرف می کنند و به محیط زیست آسیب می رسانند.

تولید (تولید)، توزیع و مصرف انرژی الکتریکی و حرارتی: یک نیروگاه انرژی الکتریکی تولید می کند (یا تولید می کند) و یک نیروگاه حرارتی انرژی الکتریکی و حرارتی تولید می کند. بر اساس نوع منبع انرژی اولیه تبدیل شده به انرژی الکتریکی یا حرارتی، نیروگاه ها به حرارت (CHP)، هسته ای (NPP) و هیدرولیک (HPP) تقسیم می شوند. در نیروگاه های حرارتی، منبع اولیه انرژی سوخت آلی (زغال سنگ، گاز، نفت)، در نیروگاه های هسته ای - کنسانتره اورانیوم، در نیروگاه های برق آبی - آب (منابع هیدرولیک) است. نیروگاه های حرارتی به نیروگاه های حرارتی چگالشی (نیروگاه های چگالشی - CES یا نیروگاه های منطقه ای ایالتی - GRES) تقسیم می شوند که فقط برق تولید می کنند و نیروگاه های گرمایشی (CHP) که هم برق و هم گرما تولید می کنند.

علاوه بر نیروگاه های حرارتی، نیروگاه های هسته ای و نیروگاه های برق آبی، انواع دیگری از نیروگاه ها (نیروگاه های ذخیره سازی پمپی، دیزلی، خورشیدی، زمین گرمایی، جزر و مدی و نیروگاه های بادی) وجود دارد. با این حال، قدرت آنها کم است.

قسمت برق نیروگاه شامل انواع تجهیزات اصلی و کمکی می باشد. تجهیزات اصلی در نظر گرفته شده برای تولید و توزیع برق شامل: ژنراتورهای سنکرون که برق تولید می کنند (در نیروگاه های حرارتی - توربو ژنراتور). باسبارهای طراحی شده برای دریافت برق از ژنراتورها و توزیع آن به مصرف کنندگان. دستگاه های سوئیچینگ - سوئیچ هایی که برای روشن و خاموش کردن مدارها در شرایط عادی و اضطراری طراحی شده اند و جدا کننده هایی که برای حذف ولتاژ از قسمت های بدون برق تاسیسات الکتریکی و ایجاد یک شکست قابل مشاهده در مدار طراحی شده اند (قطعات قطع کننده ها طراحی نشده اند. برای شکستن جریان عملیاتی نصب)؛ گیرنده های الکتریکی برای نیازهای خود (پمپ، فن، روشنایی برق اضطراری و غیره). تجهیزات کمکی برای انجام عملکردهای اندازه گیری، هشدار، حفاظت و اتوماسیون و غیره طراحی شده اند.

سیستم انرژی (سیستم برق)متشکل از نیروگاه‌ها، شبکه‌های برق و مصرف‌کنندگان برق است که با یک حالت مشترک در فرآیند مستمر تولید، توزیع و مصرف انرژی الکتریکی و حرارتی با مدیریت کلی این حالت به هم متصل و متصل می‌شوند.

سیستم برق (برق).- این مجموعه ای از قطعات الکتریکی نیروگاه ها، شبکه های برق و مصرف کنندگان برق است که با اشتراک رژیم و تداوم روند تولید، توزیع و مصرف برق به هم متصل می شوند. سیستم برق بخشی از سیستم انرژی است، به استثنای شبکه های گرمایشی و مصرف کنندگان گرما. شبکه الکتریکی مجموعه ای از تاسیسات الکتریکی برای توزیع انرژی الکتریکی است که از پست ها، تابلو برق، خطوط هوایی و کابلی تشکیل شده است. شبکه برق، برق را از نیروگاه ها بین مصرف کنندگان توزیع می کند. خط انتقال برق (سربار یا کابل) یک تاسیسات الکتریکی است که برای انتقال برق طراحی شده است.

در کشور ما از ولتاژهای نامی استاندارد (فاز به فاز) جریان سه فاز با فرکانس 50 هرتز در محدوده 6-1150 کیلو ولت و همچنین ولتاژهای 0.66 استفاده می کنیم. 0.38 (0.22) کیلوولت.

انتقال برق از نیروگاه ها از طریق خطوط برق در ولتاژهای 110-1150 کیلوولت انجام می شود، یعنی به طور قابل توجهی بیش از ولتاژ ژنراتورها. از پست های برق برای تبدیل برق یک ولتاژ به برق ولتاژ دیگر استفاده می شود. پست برق یک تاسیسات الکتریکی است که برای تبدیل و توزیع انرژی الکتریکی طراحی شده است. پست ها از ترانسفورماتورها، شینه ها و دستگاه های سوئیچینگ و همچنین تجهیزات کمکی: حفاظت رله و دستگاه های اتوماسیون، ابزار اندازه گیری تشکیل شده اند. پست‌ها برای اتصال ژنراتورها و مصرف‌کنندگان با خطوط برق (پست‌های پله‌آمیز و پایین‌آمده P1 و P2) و همچنین برای اتصال بخش‌های جداگانه سیستم الکتریکی طراحی شده‌اند.

تمام فرآیندهای تکنولوژیکی هر تولید با مصرف انرژی مرتبط است. اکثریت قریب به اتفاق منابع انرژی صرف اجرای آنها می شود.

مهمترین نقش در یک شرکت صنعتی توسط انرژی الکتریکی ایفا می شود - جهانی ترین نوع انرژی که منبع اصلی انرژی مکانیکی است.

تبدیل انواع مختلف انرژی به انرژی الکتریکی در ساعت اتفاق می افتد نیروگاه ها .

نیروگاه ها شرکت ها یا تاسیساتی هستند که برای تولید برق طراحی شده اند. سوخت نیروگاه ها منابع طبیعی است - زغال سنگ، ذغال سنگ نارس، آب، باد، خورشید، انرژی هسته ای و غیره.

بسته به نوع انرژی در حال تبدیل، نیروگاه ها را می توان به انواع اصلی زیر تقسیم کرد: نیروگاه های حرارتی، هسته ای، نیروگاه های برق آبی، ذخیره سازی پمپاژ، توربین گاز، و همچنین نیروگاه های محلی کم مصرف - بادی، خورشیدی، زمین گرمایی، جزر و مد، دیزل و غیره

بخش عمده ای از برق (تا 80 درصد) در نیروگاه های حرارتی (TPP) تولید می شود. فرآیند به دست آوردن انرژی الکتریکی در یک نیروگاه حرارتی شامل تبدیل متوالی انرژی سوخت سوخته به انرژی حرارتی بخار آب است که چرخش یک واحد توربین (توربین بخار متصل به ژنراتور) را به حرکت در می آورد. انرژی مکانیکی چرخش توسط ژنراتور به انرژی الکتریکی تبدیل می شود. سوخت نیروگاه ها زغال سنگ، ذغال سنگ نارس، شیل نفتی، گاز طبیعی، نفت، نفت کوره و ضایعات چوب است.

با بهره برداری اقتصادی از نیروگاه های حرارتی، یعنی. هنگامی که مصرف کننده به طور همزمان مقادیر بهینه برق و گرما را تامین می کند، راندمان آنها به بیش از 70 درصد می رسد. در دوره ای که مصرف گرما به طور کامل متوقف می شود (مثلاً در فصل غیر گرما) راندمان ایستگاه کاهش می یابد.

نیروگاه های هسته ای (NPP) با یک ایستگاه توربین بخار معمولی تفاوت دارند زیرا در یک نیروگاه هسته ای از فرآیند شکافت هسته های اورانیوم، پلوتونیوم، توریم و غیره به عنوان یک منبع انرژی استفاده می شود دستگاه ها - راکتورها، مقدار زیادی انرژی حرارتی آزاد می شود.

در مقایسه با نیروگاه های حرارتی، نیروگاه های هسته ای مقدار کمی سوخت مصرف می کنند. چنین ایستگاه هایی را می توان در هر جایی ساخت، زیرا آنها به محل ذخایر سوخت طبیعی مربوط نمی شوند. علاوه بر این، محیط زیست توسط دود، خاکستر، گرد و غبار و دی اکسید گوگرد آلوده نمی شود.

در نیروگاه های برق آبی (HPP) انرژی آب با استفاده از توربین های هیدرولیک و ژنراتورهای متصل به آنها به انرژی الکتریکی تبدیل می شود.

انواع سد و انحراف نیروگاه های برق آبی وجود دارد. نیروگاه های برق آبی سد در رودخانه های دشت با فشار کم، نیروگاه های برق آبی انحرافی (با کانال های کنارگذر) در رودخانه های کوهستانی با شیب زیاد و دبی آب کم استفاده می شود. لازم به ذکر است که عملکرد نیروگاه های برق آبی به سطح آب تعیین شده توسط شرایط طبیعی بستگی دارد.

از مزایای نیروگاه های برق آبی می توان به راندمان بالا و هزینه پایین برق تولیدی اشاره کرد. با این حال، باید هزینه بالای هزینه های سرمایه ای در ساخت نیروگاه های برق آبی و زمان قابل توجهی که برای ساخت آنها لازم است، که دوره بازگشت طولانی آنها را تعیین می کند، در نظر گرفت.

ویژگی عملکرد نیروگاه ها این است که آنها باید به اندازه ای انرژی تولید کنند که در حال حاضر برای پوشش بار مصرف کنندگان، نیازهای خود نیروگاه ها و تلفات شبکه ها مورد نیاز است. بنابراین تجهیزات ایستگاه باید همیشه برای تغییرات دوره ای بار مصرف کننده در طول روز یا سال آماده باشند.

اکثر نیروگاه ها یکپارچه شده اند سیستم های انرژی , که هر کدام دارای شرایط زیر هستند:

• مطابقت توان ژنراتورها و ترانسفورماتورها به حداکثر توان مصرف کنندگان برق.
• ظرفیت کافی خطوط برق (PTL).
• تضمین منبع تغذیه بدون وقفه با کیفیت انرژی بالا.
• مقرون به صرفه، ایمن و آسان برای استفاده.

برای برآوردن این الزامات، سیستم‌های قدرت مجهز به مراکز کنترل ویژه مجهز به نظارت، کنترل، وسایل ارتباطی و طرح‌بندی ویژه نیروگاه‌ها، خطوط انتقال و پست‌های پایین‌رو هستند. مرکز کنترل داده ها و اطلاعات لازم را در مورد وضعیت فرآیند فن آوری در نیروگاه ها (مصرف آب و سوخت، پارامترهای بخار، سرعت چرخش توربین و غیره) دریافت می کند. در مورد عملکرد سیستم - کدام عناصر سیستم (خطوط، ترانسفورماتورها، ژنراتورها، بارها، دیگهای بخار، خطوط لوله بخار) در حال حاضر قطع شده اند، که در حال کار، ذخیره و غیره هستند. در مورد پارامترهای الکتریکی حالت (ولتاژ، جریان، توان فعال و راکتیو، فرکانس و غیره).

بهره برداری از نیروگاه ها در سیستم این امکان را به وجود می آورد که با توجه به تعداد زیاد ژنراتورهای موازی کار، قابلیت اطمینان منبع تغذیه مصرف کنندگان افزایش یابد، مقرون به صرفه ترین واحدهای نیروگاهی به طور کامل بارگیری شوند و هزینه برق کاهش یابد. نسل. علاوه بر این، ظرفیت نصب شده تجهیزات پشتیبان در سیستم قدرت کاهش می یابد. تضمین کیفیت بالاتر برق عرضه شده به مصرف کنندگان؛ توان واحدهای قابل نصب در سیستم افزایش می یابد.

در روسیه، مانند بسیاری از کشورها، از جریان متناوب سه فاز با فرکانس 50 هرتز برای تولید و توزیع برق استفاده می شود (در ایالات متحده آمریکا و تعدادی از کشورهای دیگر، 60 هرتز). شبکه ها و تاسیسات جریان سه فاز در مقایسه با تاسیسات جریان متناوب تک فاز مقرون به صرفه تر هستند و همچنین امکان استفاده گسترده از مطمئن ترین، ساده ترین و ارزان ترین موتورهای الکتریکی ناهمزمان را به عنوان درایو الکتریکی فراهم می کنند.

در کنار جریان سه فاز، برخی صنایع از جریان مستقیم استفاده می کنند که با یکسوسازی جریان متناوب (الکترولیز در صنایع شیمیایی و متالورژی رنگین، حمل و نقل برقی و ...) به دست می آید.

انرژی الکتریکی تولید شده در نیروگاه‌ها باید به محل‌های مصرف منتقل شود، در درجه اول به مراکز صنعتی بزرگ کشور که صدها و گاهی هزاران کیلومتر از نیروگاه‌های قدرتمند فاصله دارند. اما انتقال برق کافی نیست. باید بین بسیاری از مصرف کنندگان مختلف - شرکت های صنعتی، حمل و نقل، ساختمان های مسکونی و غیره توزیع شود. انتقال برق در فواصل طولانی با ولتاژ بالا (تا 500 کیلووات یا بیشتر) انجام می شود که حداقل تلفات الکتریکی را در خطوط برق تضمین می کند و به دلیل کاهش سطح مقطع سیم باعث صرفه جویی زیادی در مواد می شود. بنابراین در فرآیند انتقال و توزیع انرژی الکتریکی، افزایش و کاهش ولتاژ ضروری است. این فرآیند از طریق دستگاه های الکترومغناطیسی به نام ترانسفورماتور انجام می شود. ترانسفورماتور یک ماشین الکتریکی نیست، زیرا کار آن مربوط به تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی و بالعکس نیست. فقط ولتاژ را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. ولتاژ با استفاده از ترانسفورماتورهای افزایش دهنده در نیروگاه ها افزایش می یابد و ولتاژ با استفاده از ترانسفورماتورهای کاهنده در پست های مصرف کننده کاهش می یابد.

پیوند میانی برای انتقال برق از پست های ترانسفورماتور به گیرنده های برق می باشد برق شبکه .

پست ترانسفورماتور یک تاسیسات الکتریکی است که برای تبدیل و توزیع برق طراحی شده است.

پست ها بسته به محل تجهیزات اصلی آن می توانند بسته یا باز باشند. اگر تجهیزات در یک ساختمان واقع شده باشد، پست بسته در نظر گرفته می شود. اگر در هوای آزاد است، پس باز کنید.

تجهیزات پست را می توان از اجزای دستگاه جداگانه یا از بلوک های مونتاژ شده برای نصب مونتاژ کرد. پست های طراحی بلوک کامل نامیده می شوند.

تجهیزات پست شامل دستگاه هایی است که مدارهای الکتریکی را سوئیچ و محافظت می کند.

عنصر اصلی پست ها ترانسفورماتور قدرت است. از نظر ساختاری، ترانسفورماتورهای قدرت به گونه ای طراحی شده اند که تا حد امکان گرما را از سیم پیچ ها و هسته به محیط خارج کنند. برای انجام این کار، به عنوان مثال، هسته با سیم پیچ در یک مخزن با روغن غوطه ور می شود، سطح مخزن به صورت آجدار، با رادیاتورهای لوله ای ساخته می شود.

پست های ترانسفورماتور کامل که مستقیماً در محل های تولیدی با ظرفیت تا 1000 کیلو ولت آمپر نصب می شوند، می توانند به ترانسفورماتورهای نوع خشک مجهز شوند.

برای افزایش ضریب توان تاسیسات الکتریکی، خازن های استاتیکی در پست ها نصب می شود تا توان راکتیو بار را جبران کند.

یک سیستم نظارت و کنترل خودکار برای دستگاه های پست، فرآیندهای رخ داده در بار و در شبکه های منبع تغذیه را نظارت می کند. عملکردهای محافظت از ترانسفورماتور و شبکه ها را انجام می دهد ، مناطق محافظت شده را با استفاده از سوئیچ در شرایط اضطراری قطع می کند و راه اندازی مجدد و روشن شدن خودکار ذخیره را انجام می دهد.

پست های ترانسفورماتور شرکت های صنعتی بسته به الزامات برای اطمینان از منبع تغذیه بدون وقفه برای مصرف کنندگان، به روش های مختلفی به شبکه منبع تغذیه متصل می شوند.

طرح های معمولی که منبع تغذیه بدون وقفه را ارائه می دهند، شعاعی، اصلی یا حلقه هستند.

در طرح‌های شعاعی، خطوطی که گیرنده‌های الکتریکی بزرگ را تامین می‌کنند، از تابلوی توزیع پست ترانسفورماتور خارج می‌شوند: موتورها، نقاط توزیع گروهی، که گیرنده‌های کوچک‌تر به آنها متصل می‌شوند. مدارهای شعاعی در ایستگاه های کمپرسور و پمپاژ، کارگاه های صنایع خطرناک انفجار و آتش سوزی و گرد و غبار استفاده می شود. آنها قابلیت اطمینان بالایی از منبع تغذیه را ارائه می دهند، امکان استفاده گسترده از تجهیزات کنترل و حفاظت خودکار را فراهم می کنند، اما برای ساخت تابلوهای توزیع، کابل ها و سیم ها به هزینه های بالایی نیاز دارند.

مدارهای تنه زمانی استفاده می شوند که بار به طور مساوی در منطقه کارگاه توزیع شود، زمانی که نیازی به ساخت تابلو برق در پست نیست، که هزینه تاسیسات را کاهش می دهد. می توان از شینه های پیش ساخته استفاده کرد که سرعت نصب را افزایش می دهد. در عین حال، جابجایی تجهیزات تکنولوژیکی نیازی به کار مجدد شبکه ندارد.

نقطه ضعف مدار اصلی، قابلیت اطمینان پایین منبع تغذیه است، زیرا در صورت آسیب دیدن خط اصلی، تمام گیرنده های الکتریکی متصل به آن خاموش می شوند. با این حال، نصب جامپرها بین شبکه اصلی و استفاده از حفاظت، قابلیت اطمینان منبع تغذیه را با حداقل هزینه برای افزونگی افزایش می دهد.

از پست‌ها، جریان ولتاژ پایین فرکانس صنعتی در سراسر کارگاه‌ها با استفاده از کابل‌ها، سیم‌ها، شین‌ها از تابلو برق کارگاه تا دستگاه‌های محرک الکتریکی ماشین‌های جداگانه توزیع می‌شود.

وقفه در برق رسانی به شرکت ها، حتی کوتاه مدت، منجر به اختلال در فرآیند فن آوری، آسیب به محصولات، آسیب به تجهیزات و خسارات جبران ناپذیر می شود. در برخی موارد، قطع برق می تواند باعث انفجار و خطر آتش سوزی در شرکت ها شود.

با توجه به قوانین تاسیسات الکتریکی، تمام گیرنده های انرژی الکتریکی با توجه به قابلیت اطمینان منبع تغذیه به سه دسته تقسیم می شوند:

• گیرنده های انرژی که وقفه در منبع تغذیه برای آنها غیرقابل قبول است، زیرا می تواند منجر به آسیب تجهیزات، نقص گسترده محصول، اختلال در فرآیند پیچیده فناوری، اختلال در عملکرد عناصر به ویژه مهم اقتصاد شهری و در نهایت تهدیدی برای زندگی مردم شود. .
• گیرنده های انرژی که قطعی منبع تغذیه آنها منجر به عدم اجرای برنامه تولید، توقف کار کارگران، ماشین آلات و حمل و نقل صنعتی می شود.
• سایر گیرنده های انرژی الکتریکی، به عنوان مثال فروشگاه های تولید غیر سریالی و کمکی، انبارها.

منبع تغذیه گیرنده های انرژی الکتریکی دسته اول باید در هر صورت اطمینان حاصل شود و در صورت اختلال، باید به طور خودکار بازیابی شود. بنابراین، چنین گیرنده هایی باید دارای دو منبع تغذیه مستقل باشند که هر یک می توانند به طور کامل برق آنها را تامین کنند.

گیرنده های برق دسته دوم ممکن است منبع تغذیه پشتیبان داشته باشند که پس از مدت زمان معینی پس از خرابی منبع اصلی توسط پرسنل وظیفه وصل می شود.

برای گیرنده های دسته سوم، به عنوان یک قاعده، منبع تغذیه پشتیبان ارائه نمی شود.

منبع تغذیه شرکت ها به خارجی و داخلی تقسیم می شود. منبع تغذیه خارجی سیستمی از شبکه ها و پست ها از منبع برق (سیستم انرژی یا نیروگاه) تا پست ترانسفورماتور شرکت است. انتقال انرژی در این حالت از طریق کابل یا خطوط هوایی با ولتاژهای نامی 6، 10، 20، 35، 110 و 220 کیلو ولت انجام می شود. منبع تغذیه داخلی شامل سیستم توزیع انرژی در کارگاه های شرکت و در قلمرو آن است.

ولتاژ 380 یا 660 ولت به بار برق (موتورهای الکتریکی، کوره‌های الکتریکی) و 220 ولت به بار روشنایی داده می‌شود ولتاژ 6 یا 10 کیلو ولت.

متداول ترین ولتاژ در شرکت های صنعتی 380 ولت است. ولتاژ 660 ولت به طور گسترده ای معرفی می شود که باعث کاهش تلفات انرژی و مصرف فلزات غیرآهنی در شبکه های فشار ضعیف، افزایش برد پست های کارگاهی و افزایش توان برق می شود. هر ترانسفورماتور به 2500 کیلو ولت آمپر. در برخی موارد، در ولتاژ 660 ولت، استفاده از موتورهای ناهمزمان با قدرت تا 630 کیلو وات توجیه اقتصادی دارد.

توزیع برق با استفاده از سیم کشی الکتریکی انجام می شود - مجموعه ای از سیم ها و کابل ها با اتصالات، ساختارهای حمایتی و محافظ مرتبط.

سیم کشی داخلی سیم کشی الکتریکی است که در داخل ساختمان نصب می شود. خارجی - بیرون، در امتداد دیوارهای بیرونی ساختمان، زیر سایبان ها، روی تکیه گاه ها. بسته به روش نصب، سیم کشی داخلی در صورتی که بر روی سطح دیوارها، سقف ها و غیره قرار گیرد، می تواند باز و در صورت اجرا در عناصر سازه ای ساختمان ها، پنهان باشد.

سیم کشی را می توان با سیم عایق یا کابل بدون زره با سطح مقطع حداکثر 16 میلی متر مربع گذاشت. در مکان های احتمالی ضربه مکانیکی، سیم کشی برق در لوله های فولادی محصور می شود و در صورتی که محیط اتاق انفجاری یا تهاجمی باشد آب بندی می شود. در ماشین های ابزار و ماشین های چاپ، سیم کشی در لوله ها، در آستین های فلزی، با سیم با عایق پلی وینیل کلرید انجام می شود که در اثر قرار گرفتن در معرض روغن های ماشین از بین نمی رود. تعداد زیادی از سیم های سیستم کنترل سیم کشی برق دستگاه در سینی ها گذاشته شده است. از شینه ها برای انتقال برق در کارگاه هایی با تعداد زیادی ماشین آلات تولیدی استفاده می شود.

برای انتقال و توزیع برق، کابل های قدرت در غلاف های لاستیکی و سربی به طور گسترده ای استفاده می شود. بدون زره و زره پوش کابل ها را می توان در مجرای کابل گذاشت، روی دیوارها، در ترانشه های خاکی و یا در دیوارها تعبیه کرد.

صفحه 1 از 42

M. B. Zevin، A. N. Trifonov

در این کتاب وسایل الکتریکی و اتصالات کابلی به آنها، اصول اولیه کار تاسیسات الکتریکی بحث می شود. توجه زیادی به نصب مکانیزه و شرح مکانیزم ها و دستگاه هایی که در سال های اخیر توسعه یافته و به کار گرفته شده اند و همچنین بهره برداری و نصب خطوط کابلی مورد توجه قرار گرفته است.

فصل اول. تولید و توزیع انرژی الکتریکی

§ 1. ایستگاه های برق

ایستگاه برق (نیروگاه) مجموعه ای از وسایل و تجهیزات مورد استفاده برای تولید انرژی الکتریکی است. در نیروگاه ها، انرژی الکتریکی از طریق استفاده از حامل های انرژی یا تبدیل انواع مختلف انرژی به دست می آید. نیروگاه ها بر اساس نوع انرژی مصرفی در آنها به دو دسته حرارتی، هسته ای و آبی تقسیم می شوند.

در نیروگاه های حرارتی، زغال سنگ، نفت یا گاز طبیعی در کوره های بویلر سوزانده می شود. گرمای حاصل، آب موجود در دیگ‌ها را به بخار تبدیل می‌کند که روتورهای توربین‌های بخار و روتورهای ژنراتورهای متصل به آنها را به حرکت در می‌آورد که در آن انرژی مکانیکی توربین‌ها به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود.

در نیروگاه‌های هسته‌ای، فرآیندهای تبدیل انرژی بخار به انرژی مکانیکی و سپس به انرژی الکتریکی مشابه فرآیندهایی است که در نیروگاه‌های حرارتی اتفاق می‌افتد و با دومی تفاوت دارد زیرا "سوخت" موجود در آنها عناصر رادیواکتیو یا ایزوتوپ‌های آنها است. در طی واکنش پوسیدگی گرما را آزاد می کند

در نیروگاه های برق آبی، انرژی جریان آب به انرژی الکتریکی تبدیل می شود.
همچنین نیروگاه های بادی، خورشیدی، نیروگاه های زمین گرمایی، جزر و مدی و سایر نیروگاه ها وجود دارند که به ترتیب جریان های هوای متحرک، گرمای پرتوهای خورشید و روده های زمین و انرژی جزر و مد دریا و اقیانوس را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند.

نیروگاه های حرارتی توربین بخار به دو دسته تراکم و گرمایش تقسیم می شوند. در ایستگاه‌های چگالش، انرژی حرارتی به طور کامل به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود و در نیروگاه‌های گرمایشی که نیروگاه‌های ترکیبی حرارت و برق (CHP) نامیده می‌شوند، انرژی حرارتی تا حدی به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود و عمدتاً صرف تامین بخار بنگاه‌های صنعتی و شهرها می‌شود. آب گرم بنابراین نیروگاه های حرارتی در نزدیکی مصرف کنندگان انرژی حرارتی ساخته می شوند. نیروگاه های توربین بخار متراکم، به عنوان یک قاعده، در نزدیکی محل استخراج سوخت جامد - زغال سنگ، ذغال سنگ نارس، شیل نفت ساخته می شوند. در طول ساخت نیروگاه های برق آبی (HPP)، مجموعه ای از مشکلات حل می شود که نه تنها مربوط به تولید انرژی الکتریکی و تامین آن برای مصرف کنندگان، بلکه به بهبود ناوبری رودخانه، آبیاری اراضی خشک، تامین آب، و غیره.

ساخت نیروگاه های هسته ای (NPP) به ویژه در مناطقی که ذخایر سوخت محلی وجود ندارد و رودخانه هایی با منابع بزرگ انرژی آبی توصیه می شود. آنها با سوخت هسته ای کار می کنند که در مقادیر کم مصرف می شود، بنابراین تحویل آن به نیروگاه هزینه حمل و نقل زیادی را به همراه ندارد.

انتقال انرژی تولید شده توسط نیروگاه های برق آبی قدرتمند، نیروگاه های حرارتی و نیروگاه های هسته ای به شبکه برق برای تامین مصرف کنندگان معمولا از طریق خطوط فشار قوی (110 کیلو ولت و بالاتر) از طریق پست های ترانسفورماتور افزایش می یابد.

به منظور توزیع منطقی بار بین نیروگاه ها، اقتصادی ترین تولید انرژی الکتریکی، استفاده بهتر از ظرفیت نصب شده ایستگاه ها، افزایش ضریب اطمینان منبع تغذیه مصرف کنندگان و تامین انرژی الکتریکی آنها با شاخص های کیفیت نرمال در فرکانس و ولتاژ، عملیات موازی نیروگاه ها در شبکه برق مشترک سیستم انرژی منطقه ای به طور گسترده انجام می شود. علاوه بر نیروگاه‌ها، خطوط انتقال برق ولتاژهای مختلف، پست‌های ترانسفورماتور شبکه و شبکه‌های گرمایشی را نیز شامل می‌شود که با روش رایج تولید و توزیع انرژی الکتریکی و حرارتی متصل می‌شوند. بسیاری از سیستم های انرژی منطقه ای اتحاد جماهیر شوروی برای عملیات موازی در یک شبکه الکتریکی مشترک متحد شده اند و سیستم های انرژی بزرگ را تشکیل می دهند: سیستم انرژی یکپارچه (UES) بخش اروپایی اتحاد جماهیر شوروی، سیستم انرژی یکپارچه سیبری، سیستم انرژی یکپارچه. قزاقستان و غیره

مرحله بعدی در توسعه بخش انرژی اتحاد جماهیر شوروی اتحاد سیستم های انرژی در سیستم انرژی یکپارچه اتحاد جماهیر شوروی خواهد بود: سیستم های انرژی تعدادی از کشورهای سوسیالیستی در سیستم انرژی میر متحد شده اند.

برق شبکه

برای انتقال و توزیع انرژی الکتریکی از مراکز نیروگاهی نیروگاه ها به مصرف کنندگان از آنها استفاده می شود. برق شبکه،که از تابلو برق (RU) و خطوط هوایی یا کابلی با ولتاژهای مختلف تشکیل شده است.

مرکز برق (CP)تابلو برق ولتاژ ژنراتور نیروگاه ها یا تابلو برق ثانویه یک پست پایین رونده سیستم قدرت نامیده می شود که شبکه های توزیع یک منطقه معین به آن متصل است.

شبکه های الکتریکی می توانند جریان مستقیم و متناوب باشند. شبکه‌های DC عمدتاً شامل شبکه‌های راه‌آهن برقی، مترو، تراموا، اتوبوس‌های برقی و همچنین برخی از شبکه‌های الکتریکی شرکت‌های شیمیایی، متالورژی و سایر شرکت‌های صنعتی است. برق رسانی به سایر تاسیسات صنعتی، کشاورزی، شهری و خانگی با جریان متناوب سه فاز با فرکانس 50 هرتز انجام می شود.

انرژی الکتریکی تولید شده توسط توربوژنراتورها و هیدروژنراتورها دارای ولتاژهای 6000 یا 10000 ولت و گاهی اوقات 20000 ولت است. انتقال انرژی الکتریکی با چنین ولتاژی در فواصل طولانی به دلیل تلفات الکتریکی قابل توجه امکان پذیر نیست. بنابراین در پست‌های ترانسفورماتور پله‌آپ ساخته شده در نیروگاه‌ها به 110، 220 و 500 کیلوولت افزایش می‌یابد و سپس قبل از عرضه به مصرف‌کنندگان در پست‌های ترانسفورماتور کاهنده به 35، 10 و 6 کیلوولت کاهش می‌یابد.

یک نمودار ساده از توزیع انرژی از نیروگاه ها به مصرف کنندگان در شکل 1 نشان داده شده است. 1. از نمودار فوق مشخص است که نیروگاه ها الف، ب، ج، د و دتوسط خطوط انتقال برق (PTL) با ولتاژ 220 کیلو ولت متصل می شود. انتقال و توزیع انرژی الکتریکی در ولتاژهای 220، 110، 35 و 10 کیلو ولت انجام می شود. طرح منبع تغذیه، افزونگی پست ها را در تمام سطوح ولتاژ فراهم می کند، که به جلوگیری از وقفه در تامین انرژی الکتریکی کمک می کند.

شکل 1. نمودار سیستم قدرت:
آگهی -نیروگاه ها، پست های ترانسفورماتور،من- III- پست‌های پله‌آپ، 1-4 - پست‌های رو به پایین

خطوط هوایی یا کابلی برای انتقال انرژی الکتریکی به مصرف کنندگان از تابلو برق پست های پایین رونده خارج می شوند. بیشتر نیروگاه های صنعتی انرژی خود را از سیستم های تاسیساتی و تنها در موارد نادری از نیروگاه های نیروگاهی خود تامین می کنند. تامین برق و توزیع انرژی در داخل شرکت از نیروگاه های خود عمدتاً در ولتاژهای ژنراتور 6 و 10 کیلو ولت انجام می شود.

طرح منبع تغذیه و توزیع انرژی به فاصله بین شرکت و منبع برق، مصرف برق، موقعیت سرزمینی بارها، الزامات تامین برق مطمئن و بدون وقفه به گیرنده های برق و همچنین تعداد نقاط دریافت و توزیع در شرکت، پروژه.

وجود بارهای بزرگ متمرکز در مناطق خاصی از شرکت های صنعتی و در مناطق خاصی از شهرهای بزرگ، ورود بوشینگ های عمیق ولتاژ بالا* را به سیستم منبع تغذیه تسریع می کند. به لطف این، شبکه های توزیع کابل به طور قابل توجهی کاهش می یابد و محصولات کابلی ذخیره می شوند. نفوذهای عمیق معمولاً با خطوط هوایی برای ولتاژهای 35، 110، 220 و 330 کیلو ولت ساخته می شوند.

* ورودی عمیق- این یک فاضلاب فشار قوی از سیستم قدرت مستقیم به مرکز بار است.

شبکه‌های الکتریکی به دو دسته غیر زائد تقسیم می‌شوند، زمانی که گیرنده‌های الکتریکی انرژی الکتریکی را از یک منبع تغذیه دریافت می‌کنند و زمانی که برق از دو یا چند منبع برق تامین می‌شود، شبکه‌های برق اضافی. تولید، انتقال و توزیع انرژی الکتریکی با تلفات در تمام عناصر شبکه همراه است. کابل و خطوط هوایی، ترانسفورماتورها، دستگاه های فشار قوی و غیره.

مجموع تلفات انرژی الکتریکی، با احتساب هزینه های مورد نیاز خود، تا 10 درصد می رسد که بیشترین تلفات آن در شبکه های تامین از مراکز برق تا نقاط توزیع رخ می دهد.

برای کاهش تلفات انرژی الکتریکی و شناسایی بخش‌ها و عناصر شبکه با بیشترین تلفات، اندازه‌گیری‌ها، محاسبات و ارزیابی‌هایی از ساخت و بهره‌برداری منطقی شبکه انجام می‌شود. بر اساس این داده‌ها، اقداماتی برای کاهش تلفات انرژی الکتریکی انجام می‌شود که عمدتاً به سوئیچ کردن شبکه به ولتاژ بالاتر (در صورت امکان اقتصادی)، خاموش کردن ترانسفورماتورهای با بار سبک در دوره‌های حداقل بار خلاصه می‌شود.

§ 3. مصرف کنندگان برق

ویژگی های اصلی مصرف کنندگان انرژی الکتریکی عبارتند از: بار طراحی، حالت عملیات نصب، قابلیت اطمینان منبع تغذیه. بر اساس بار محاسبه شده و حالت کار مصرف کننده، توان ترانسفورماتورهای تغذیه و مقاطع کابل و خطوط هوایی تعیین می شود.

برای اطمینان از قابلیت اطمینان منبع تغذیه، گیرنده های برق به سه دسته تقسیم می شوند.
دسته اول شامل گیرنده های الکتریکی است که خرابی منبع تغذیه آنها خطری برای زندگی انسان، آسیب قابل توجهی به اقتصاد ملی، آسیب به تجهیزات، نقص انبوه محصولات، اختلال در یک فرآیند پیچیده تکنولوژیکی، اختلال در حالت کار به همراه دارد. از امکانات بسیار مهم (کوره های انفجار و اجاق باز، برخی از کارگاه های شرکت های شیمیایی، راه آهن برقی، مترو).

دسته دوم شامل گیرنده های الکتریکی است که قطع برق آنها با کمبود انبوه محصولات، از کار افتادن مکانیسم های کار و حمل و نقل صنعتی، اختلال در عملکرد عادی تعداد قابل توجهی از شرکت های شهری (کارخانه های پوشاک و کفش) همراه است. و حمل و نقل الکتریکی

دسته سوم شامل گیرنده های الکتریکی است که در دسته اول و دوم قرار نمی گیرند.
وقفه در منبع تغذیه گیرنده های برق دسته اول فقط برای دوره ورودی خودکار برق اضطراری دسته دوم مجاز است - برای مدت زمان مورد نیاز برای روشن کردن برق پشتیبان توسط پرسنل وظیفه یا توسط یک تیم عملیاتی در محل، و برای گیرنده های دسته سوم - برای مدت زمان لازم برای تعمیر یا جایگزینی عنصر آسیب دیده سیستم منبع تغذیه، اما نه بیشتر از یک روز.

مطابق با الزامات مشخص شده برای قابلیت اطمینان منبع تغذیه، منبع تغذیه گیرنده های برق دسته اول و دوم از دو منبع مستقل و سوم - از یک خط تغذیه بدون افزونگی اجباری انجام می شود.

تامین برق بنگاه های صنعتی و شهرها از طریق تابلو و پست ها در نزدیکترین فاصله ممکن به مصرف کنندگان انجام می شود.

دستگاه توزیع (RU)یک تاسیسات الکتریکی است که در خدمت دریافت و توزیع انرژی الکتریکی است و شامل وسایل کلیدزنی، شین‌ها و شینه‌های اتصال، وسایل کمکی (کمپرسور، باتری و غیره) و همچنین وسایل حفاظتی، اتوماسیون و ابزار اندازه‌گیری است. چرخ دنده ها در نوع باز (OSU)، زمانی که تجهیزات اصلی در هوای آزاد قرار دارند، و بسته (CLD)، زمانی که تجهیزات در یک ساختمان قرار دارند، ساخته می شوند.

تاسیسات الکتریکی مورد استفاده برای تبدیل و توزیع انرژی الکتریکی و متشکل از ترانسفورماتورها یا سایر مبدل های انرژی، تابلو برق، وسایل کنترل و سازه های کمکی نامیده می شود. پستبسته به غلبه یک یا عملکرد دیگری از پست ها، آنها را ترانسفورماتور (TP) یا مبدل می نامند.

تابلو برقی که برای دریافت و توزیع انرژی الکتریکی در یک ولتاژ بدون تبدیل و تبدیل طراحی شده و بخشی از یک پست نیست نامیده می شود. نقطه توزیع(RP).

برنج. 2. مدار قدرت شعاعی دو مرحله ای: TsRP -پست توزیع مرکزی، TP1, RP2 -پست های توزیع، TP1, TP 2 پست ترانسفورماتور

برای توزیع انرژی الکتریکی در ولتاژهای 6 و 10 کیلوولت در شرکت ها و شهرها از دو نوع مدار استفاده می شود: شعاعی (شکل 2) و اصلی (شکل 3). این طرح ها دارای انواع مختلفی هستند که عمدتاً بر اساس دسته گیرنده های الکتریکی، موقعیت سرزمینی و قدرت پست ها و نقاط جمع آوری انرژی تعیین می شوند. کیفیت انرژی الکتریکی با ثبات فرکانس و ولتاژ ثابت در بین مصرف کنندگان در استانداردهای تعیین شده مشخص می شود. فرکانس توسط نیروگاه ها برای کل سیستم قدرت به عنوان یک کل تنظیم می شود.

برنج. 3. مدارهای ستون فقرات: آ- تک با عرضه یک طرفه، b - حلقه؛ RP- پست توزیع، TP1 - TP5- پست های ترانسفورماتور

سطح ولتاژ بسته به پیکربندی شبکه با نزدیک شدن به مصرف کننده، شرایط بارگذاری تجهیزات و مصرف انرژی الکتریکی توسط مصرف کنندگان تغییر می کند. ولتاژ نامی مصرف کنندگان در جداول نشان داده شده است.

ولتاژ شبکه های الکتریکی و تجهیزات الکتریکی استاندارد شده است (جدول 1). برای جبران افت ولتاژ در شبکه ها، ولتاژ نامی ژنراتورها و سیم پیچ های ثانویه ترانسفورماتورها 5 درصد بیشتر از ولتاژ نامی گیرنده های الکتریکی در نظر گرفته می شود.

جدول 1. ولتاژ نامی (تا 1000 ولت) شبکه های الکتریکی و منابع انرژی و گیرنده های متصل به آنها

ولتاژ در جریان مستقیم، V		ولتاژ در جریان متناوب، V
منابع و مبدل ها	شبکه ها و گیرنده ها	تک فاز	سه فاز	تک فاز	سه فاز
		منابع و مبدل ها		شبکه ها و گیرنده ها

توجه داشته باشید. ولتاژ نامی (بیش از 1000 ولت) شبکه های الکتریکی و گیرنده ها، ژنراتورها و جبران کننده های سنکرون و همچنین بالاترین ولتاژ عملیاتی تجهیزات الکتریکی در GOST 23366-78 آورده شده است.

قوانین نصب الکتریکی سطوح ولتاژ و روش تنظیم آنها را تعیین می کند. انحراف ولتاژ در پایانه های موتورهای الکتریکی از ولتاژ اسمی، به عنوان یک قاعده، بیش از 15 ± مجاز نیست. افت ولتاژ برای دورترین لامپ های روشنایی داخلی شرکت های صنعتی و ساختمان های عمومی نمی تواند بیش از 2.5 باشد. %, و افزایش بیش از 5٪ ارزش اسمی نیست.

کنترل سوالات
1. نام نیروگاه ها را بر اساس انواع حامل های انرژی که استفاده می کنند ذکر کنید.
2. مزیت های فنی و اقتصادی احداث نیروگاه های حرارتی، نیروگاه های برق آبی و نیروگاه های هسته ای چیست؟
3. سیستم قدرت از چه عناصری تشکیل شده است؟
4 چه چیزی در شبکه برق گنجانده شده است؟
5. RU، TP، RP به چه چیزی گفته می شود؟
6. تایپ عمیق چیست؟
7- کدام عناصر شبکه الکتریکی بیشترین تلفات انرژی الکتریکی را دارند؟
8. مصرف کنندگان انرژی الکتریکی به چه دسته هایی تقسیم می شوند؟

به سختی می توان اهمیت برق را دست بالا گرفت. بلکه ناخودآگاه آن را دست کم می گیریم. از این گذشته، تقریباً تمام تجهیزات اطراف ما با برق کار می کنند. نیازی به صحبت در مورد نورپردازی اولیه نیست. اما ما عملا علاقه ای به تولید برق نداریم. برق از کجا می آید و چگونه ذخیره می شود (و به طور کلی آیا امکان صرفه جویی وجود دارد)؟ واقعاً هزینه تولید برق چقدر است؟ و چقدر برای محیط زیست بی خطر است؟

اهمیت اقتصادی

ما از مدرسه می دانیم که منبع تغذیه یکی از عوامل اصلی در دستیابی به بهره وری بالای نیروی کار است. نیروی الکتریکی هسته اصلی تمام فعالیت های انسانی است. هیچ صنعتی وجود ندارد که بتواند بدون آن کار کند.

توسعه این صنعت نشان دهنده رقابت پذیری بالای دولت است، مشخصه نرخ رشد تولید کالاها و خدمات است و تقریباً همیشه به یک بخش مشکل ساز اقتصاد تبدیل می شود. هزینه تولید برق اغلب مستلزم سرمایه گذاری اولیه قابل توجهی است که طی سالیان متمادی هزینه آن را پرداخت خواهد کرد. روسیه با وجود تمام منابعش از این قاعده مستثنی نیست. به هر حال، صنایع انرژی بر سهم قابل توجهی از اقتصاد را تشکیل می دهند.

آمار به ما می گوید که در سال 2014، تولید برق روسیه هنوز به سطح شوروی در سال 1990 نرسیده است. در مقایسه با چین و ایالات متحده آمریکا، فدراسیون روسیه - به ترتیب - 5 و 4 برابر کمتر برق تولید می کند. چرا این اتفاق می افتد؟ کارشناسان می گویند که این واضح است: بالاترین هزینه های غیر تولید.

چه کسی برق مصرف می کند

البته پاسخ واضح است: هر شخص. اما اکنون ما به مقیاس های صنعتی علاقه مندیم، یعنی صنایعی که در درجه اول به برق نیاز دارند. سهم اصلی به صنعت می رسد - حدود 36٪. مجتمع سوخت و انرژی (18%) و بخش مسکونی (کمی بیش از 15%). 31 درصد باقیمانده برق تولید شده از بخش های غیر تولیدی، حمل و نقل ریلی و تلفات شبکه تامین می شود.

باید در نظر داشت که ساختار مصرف بسته به منطقه به طور قابل توجهی متفاوت است. بنابراین، در سیبری، بیش از 60 درصد برق در واقع توسط صنعت و مجموعه سوخت و انرژی استفاده می شود. اما در بخش اروپایی کشور که تعداد بیشتری شهرک در آن قرار دارد، قدرتمندترین مصرف کننده بخش مسکونی است.

نیروگاه ها ستون فقرات این صنعت هستند

تولید برق در روسیه توسط تقریبا 600 نیروگاه تامین می شود. توان هر کدام بیش از 5 مگاوات است. ظرفیت کل نیروگاه ها 218 گیگاوات است. چگونه برق بگیریم؟ انواع زیر از نیروگاه ها در روسیه استفاده می شود:

• حرارتی (سهم آنها در کل تولید حدود 68.5٪ است).
• هیدرولیک (20.3%)؛
• اتمی (تقریبا 11٪)؛
• جایگزین (0.2٪).

وقتی صحبت از منابع جایگزین برق می شود، تصاویر عاشقانه ای از توربین های بادی و پنل های خورشیدی به ذهن متبادر می شود. با این حال، در شرایط و مکان های خاص، اینها سودآورترین انواع تولید برق هستند.

نیروگاه های حرارتی

از لحاظ تاریخی، نیروگاه های حرارتی (TPP) جایگاه عمده ای را در فرآیند تولید به خود اختصاص داده اند. در قلمرو روسیه، نیروگاه های حرارتی تولید برق بر اساس معیارهای زیر طبقه بندی می شوند:

• منبع انرژی - سوخت فسیلی، انرژی زمین گرمایی یا خورشیدی؛
• نوع انرژی تولید شده - گرمایش، تراکم.

شاخص مهم دیگر میزان مشارکت در پوشش برنامه بار الکتریکی است. در اینجا ما نیروگاه های حرارتی پایه را با حداقل زمان عملیاتی 5000 ساعت در سال برجسته می کنیم. نیمه اوج (به آنها قابل مانور نیز گفته می شود) - 3000-4000 ساعت در سال. پیک (فقط در ساعات اوج بار استفاده می شود) - 1500-2000 ساعت در سال.

فناوری تولید انرژی از سوخت

البته عمدتاً تولید، انتقال و استفاده از برق توسط مصرف کنندگان از طریق نیروگاه های حرارتی که با سوخت های فسیلی کار می کنند، صورت می گیرد. آنها با تکنولوژی تولید متمایز می شوند:

• توربین بخار؛
• دیزل؛
• توربین گازی؛
• گاز بخار

واحدهای توربین بخار رایج ترین هستند. آنها بر روی انواع سوخت، از جمله نه تنها زغال سنگ و گاز، بلکه نفت کوره، ذغال سنگ نارس، شیل، هیزم و ضایعات چوب و همچنین محصولات فرآوری شده کار می کنند.

سوخت آلی

بیشترین حجم تولید برق در نیروگاه دولتی منطقه سورگوت-2 رخ می دهد که نه تنها در فدراسیون روسیه بلکه در کل قاره اوراسیا قدرتمندترین است. این گاز با استفاده از گاز طبیعی تا 5600 مگاوات برق تولید می کند. و در بین آنهایی که از زغال سنگ استفاده می کنند، Reftinskaya GRES دارای بیشترین قدرت - 3800 مگاوات است. بیش از 3000 مگاوات نیز می تواند توسط Kostroma و Surgutskaya GRES-1 تولید شود. لازم به ذکر است که علامت اختصاری GRES از زمان اتحاد جماهیر شوروی تغییر نکرده است. مخفف State District Power Plant است.

در جریان اصلاح صنعت، تولید و توزیع برق در نیروگاه های حرارتی باید با تجهیز فنی مجدد نیروگاه های موجود و بازسازی آنها همراه باشد. همچنین از جمله وظایف اولویت دار ساخت ظرفیت های جدید تولید انرژی است.

برق از منابع تجدید پذیر

برق به دست آمده با کمک نیروگاه های برق آبی یک عنصر ضروری برای ثبات سیستم انرژی یکپارچه دولت است. این نیروگاه های برق آبی هستند که می توانند حجم تولید برق را در عرض چند ساعت افزایش دهند.

پتانسیل بزرگ انرژی آبی روسیه در این واقعیت نهفته است که تقریباً 9 درصد از ذخایر آب جهان در خاک این کشور قرار دارد. این دومین جایگاه در جهان از نظر در دسترس بودن منابع آبی است. کشورهایی مانند برزیل، کانادا و ایالات متحده عقب مانده اند. تولید برق در جهان از طریق نیروگاه های برق آبی با این واقعیت که مطلوب ترین مکان ها برای ساخت آنها به طور قابل توجهی از مناطق پرجمعیت یا شرکت های صنعتی حذف شده اند، تا حدودی پیچیده است.

با این وجود، به لطف برق تولید شده در نیروگاه های برق آبی، کشور موفق به صرفه جویی در حدود 50 میلیون تن سوخت می شود. اگر امکان استفاده از پتانسیل کامل انرژی آبی وجود داشت، روسیه می توانست تا 250 میلیون تن صرفه جویی کند. و این یک سرمایه گذاری جدی در اکولوژی کشور و ظرفیت انعطاف پذیر سیستم انرژی است.

نیروگاه های برق آبی

ساخت نیروگاه های برق آبی بسیاری از مسائل غیر مرتبط با تولید انرژی را حل می کند. این شامل ایجاد سیستم های آبرسانی و فاضلاب برای کل مناطق و ساخت شبکه های آبیاری که برای کشاورزی بسیار ضروری است و کنترل سیلاب و غیره است. مردم.

تولید، انتقال و توزیع برق در حال حاضر توسط 102 نیروگاه برق آبی انجام می شود که ظرفیت واحد آنها بیش از 100 مگاوات است. ظرفیت کل تاسیسات هیدرولیک روسیه به 46 گیگاوات نزدیک می شود.

کشورهای تولید کننده برق مرتباً رتبه بندی خود را تهیه می کنند. بنابراین، روسیه اکنون رتبه پنجم را در تولید برق از منابع تجدیدپذیر در جهان دارد. مهمترین اشیاء را باید نیروگاه برق آبی Zeya در نظر گرفت (این نه تنها اولین مورد ساخته شده در خاور دور است، بلکه بسیار قدرتمند است - 1330 مگاوات)، آبشار نیروگاه های Volga-Kama (کل تولید و انتقال). برق بیش از 10.5 گیگاوات است، نیروگاه برق آبی Bureyskaya (2010 مگاوات) و غیره. همچنین می خواهم به نیروگاه های برق آبی قفقاز اشاره کنم. از میان چندین ده مورد فعال در این منطقه، نیروگاه برق آبی کشخاتو جدید (که قبلاً راه اندازی شده است) با ظرفیت بیش از 65 مگاوات بیش از همه برجسته است.

نیروگاه های برق آبی زمین گرمایی کامچاتکا نیز شایسته توجه ویژه هستند. اینها ایستگاه های بسیار قدرتمند و متحرک هستند.

قدرتمندترین نیروگاه های برق آبی

همانطور که قبلا ذکر شد، تولید و استفاده از برق به دلیل دور بودن مصرف کنندگان اصلی با مشکل مواجه می شود. با این حال، دولت مشغول توسعه این صنعت است. نه تنها نیروگاه های برق آبی موجود در حال بازسازی هستند، بلکه نیروگاه های جدید نیز در حال ساخت هستند. آنها باید بر رودخانه های کوهستانی قفقاز، رودخانه های پرآب اورال و همچنین منابع شبه جزیره کولا و کامچاتکا تسلط داشته باشند. در میان قدرتمندترین آنها، چندین نیروگاه برق آبی را ذکر می کنیم.

سایانو-شوشنسکایا به نام. PS Neporozhniy در سال 1985 بر روی رودخانه Yenisei ساخته شد. ظرفیت فعلی آن به دلیل بازسازی و تعمیرات پس از حادثه 2009 هنوز به 6000 مگاوات برآورد شده نرسیده است.

تولید و مصرف برق در نیروگاه برق آبی کراسنویارسک برای کارخانه ذوب آلومینیوم کراسنویارسک طراحی شده است. این تنها "مشتری" نیروگاه برق آبی است که در سال 1972 راه اندازی شد. ظرفیت طراحی آن 6000 مگاوات است. نیروگاه برق آبی کراسنویارسک تنها ایستگاهی است که بالابر کشتی روی آن نصب شده است. ناوبری منظم در رودخانه Yenisei را تضمین می کند.

نیروگاه برق آبی براتسک در سال 1967 به بهره برداری رسید. سد آن رودخانه آنگارا را در نزدیکی شهر براتسک مسدود می کند. مانند نیروگاه برق آبی کراسنویارسک، ایستگاه برق آبی براتسک نیازهای کارخانه ذوب آلومینیوم براتسک را تامین می کند. تمام 4500 مگاوات برق به او می رسد. و شاعر یوتوشنکو شعری را به این ایستگاه برق آبی تقدیم کرد.

یکی دیگر از نیروگاه های برق آبی در رودخانه آنگارا - Ust-Ilimskaya (با ظرفیت کمی بیش از 3800 مگاوات) واقع شده است. ساخت آن در سال 1963 آغاز شد و در سال 1979 به پایان رسید. در همان زمان، تولید برق ارزان قیمت برای مصرف کنندگان اصلی آغاز شد: کارخانه های ذوب آلومینیوم ایرکوتسک و براتسک، کارخانه هواپیماسازی ایرکوتسک.

نیروگاه برق آبی Volzhskaya در شمال ولگوگراد واقع شده است. ظرفیت آن تقریبا 2600 مگاوات است. این بزرگترین نیروگاه برق آبی اروپا از سال 1961 شروع به کار کرده است. نه چندان دور از تولیاتی، قدیمی ترین نیروگاه برق آبی بزرگ، Zhigulevskaya، کار می کند. در سال 1957 به بهره برداری رسید. ظرفیت نیروگاه برق آبی 2330 مگاوات برق مورد نیاز بخش مرکزی روسیه، اورال و ولگای میانه را پوشش می دهد.

اما تولید برق لازم برای نیازهای خاور دور توسط نیروگاه Bureyskaya تامین می شود. می توان گفت که هنوز کاملاً "جوان" است - راه اندازی فقط در سال 2002 انجام شد. ظرفیت نصب شده این نیروگاه برق آبی 2010 مگاوات برق است.

نیروگاه های برق آبی دریایی آزمایشی

خلیج های متعدد اقیانوسی و دریایی نیز دارای پتانسیل آبی هستند. از این گذشته ، اختلاف ارتفاع در هنگام جزر و مد در بیشتر آنها بیش از 10 متر است. این بدان معنی است که می توان مقادیر زیادی انرژی تولید کرد. در سال 1968 ایستگاه آزمایشی جزر و مد کیسلوگوبسکایا افتتاح شد. توان آن 1.7 مگاوات است.

اتم صلح آمیز

انرژی هسته ای روسیه یک فناوری چرخه کامل است: از استخراج سنگ معدن اورانیوم تا تولید برق. امروز این کشور دارای 33 واحد نیرو در 10 نیروگاه هسته ای است. مجموع ظرفیت نصب شده کمی بیش از 23 مگاوات است.

بیشترین میزان برق تولید شده توسط نیروگاه هسته ای در سال 2011 بوده است. این رقم 173 میلیارد کیلووات ساعت بود. سرانه تولید برق از نیروگاه های هسته ای نسبت به سال قبل 1.5 درصد افزایش داشته است.

البته اولویت در توسعه انرژی هسته ای ایمنی عملیاتی است. اما نیروگاه های هسته ای نیز نقش بسزایی در مبارزه با گرمایش جهانی دارند. کارشناسان محیط زیست به طور مداوم در مورد این صحبت می کنند و تأکید می کنند که تنها در روسیه می توان انتشار دی اکسید کربن در جو را تا 210 میلیون تن در سال کاهش داد.

انرژی هسته ای عمدتاً در شمال غرب و در بخش اروپایی روسیه توسعه یافته است. در سال 2012، تمام نیروگاه های هسته ای حدود 17 درصد از کل برق تولید شده را تولید کردند.

نیروگاه های هسته ای در روسیه

بزرگترین نیروگاه هسته ای روسیه در منطقه ساراتوف واقع شده است. ظرفیت سالانه نیروگاه بالاکوو 30 میلیارد کیلووات در ساعت برق است. در NPP Beloyarsk (منطقه Sverdlovsk)، تنها واحد 3 در حال حاضر در حال فعالیت است. اما این به ما اجازه می دهد تا آن را یکی از قدرتمندترین ها بنامیم. 600 مگاوات برق به لطف یک راکتور نوترونی سریع به دست می آید. شایان ذکر است که این اولین واحد نیروگاه نوترونی سریع در جهان بود که برای تولید برق در مقیاس صنعتی نصب شد.

نیروگاه هسته ای بیلیبینو در چوکوتکا نصب شده است که 12 مگاوات برق تولید می کند. و NPP کالینین را می توان به تازگی ساخته شده در نظر گرفت. اولین واحد آن در سال 1984 و آخرین (چهارمین) تنها در سال 2010 به بهره برداری رسید. ظرفیت کل واحدهای برق 1000 مگاوات است. در سال 2001، نیروگاه روستوف ساخته و مورد بهره برداری قرار گرفت. از زمان اتصال نیروگاه دوم - در سال 2010 - ظرفیت نصب شده آن از 1000 مگاوات فراتر رفته و ضریب استفاده از ظرفیت 92.4 درصد بوده است.

انرژی باد

پتانسیل اقتصادی انرژی بادی روسیه 260 میلیارد کیلووات ساعت در سال برآورد شده است. این تقریباً 30 درصد کل برق تولیدی امروز است. ظرفیت تمامی توربین های بادی فعال در کشور 16.5 مگاوات انرژی است.

به ویژه برای توسعه این صنعت مناطقی مانند سواحل اقیانوسی، کوهپایه ها و مناطق کوهستانی اورال و قفقاز مناسب است.