Реферати українською » Физика » Втрати електричної й теплової енергії при транспортуванні


Реферат Втрати електричної й теплової енергії при транспортуванні

Страница 1 из 2 | Следующая страница

     БІЛОРУСЬКА ДЕРЖАВНА ПОЛИТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМІЯ

 

                                           КАФЕДРА "ЮНЕСКО"

                                   РЕФЕРАТ НА ТЕМУ:

Втрати електричної й теплової енергії при транспортуванні

                                                          

                                                                                                    Розробив: студент групи 104311

                                                                                                      

      Сериков Е.С.

                                                                                                      

         Перевірив: Волков Ю.О.

                                Мінськ 2001

 

                                 Втрати електроенергії

Споживачі електроенергії є всюди. Производиться вона в порівняно небагатьох місцях, близьких до джерел паливо- і гідроресурсів. Електроенергію не вдається консервувати більше. Вона має бути спожита відразу після отримання. Тому не виникає необхідність передачі електроенергії великі відстані.

Передача енергії пов'язані з помітними втратами. Річ у тім, що електричний струм нагріває дроти ліній електропередач. Відповідно до законом Джоуля- Ленца енергія, що на нагрівання дротів лінії, визначається формулой:,где R-сопротивление лінії. При дуже великі довжині лінії передача енергії може бути економічно невигідною. Значно знизити опір лінії практично дуже важко. Тому припадати зменшувати силу струму.

     Оскільки потужність струму пропорційна твору сили струму на напруга, то тут для збереження переданої потужності потрібно підвищити напруження як у лінії передачі. Чим довші лінія передачі, тим вигідніше використовувати вищу напруга. Тим більше що генератори змінного струму будують на напруга, які перевищують 16-20кВ.Более високу напругу потребує прийняття складних спеціальних заходів для ізоляції обмоток та інших частин генератора.

     Тому на згадуваній великих електростанціях ставлять що б трансформатори. Трансформатор збільшує навантаження в лінії у стільки ж разу під скільки зменшує силу струму.

     Для прямого використання електроенергії у двигунах електропривода верстатів, в освітлювальної сіті й з метою напруга на кінцях лінії потрібно понизити. Це досягається з допомогою знижувальних трансформаторів.

     Зазвичай зниження напруження і відповідно збільшення сили струму відбуваються у кілька етапів. На кожному з етапів напруга стає менше, а територія, Охватываемая електричної мережею- все ширше.

     При дуже високу напругу між проводами починається коронний розряд, що призводить до втрат енергії. Припустима амплітуда змінного напруги повинна бути такою, щоб за заданої площі поперечного дроти втрати енергії внаслідок коронного розряду були незначні.

     Електричні станції низки районів країни об'єднані високовольтними лініями передач, створюючи загальну електричну мережу, до котрої я приєднано споживачі. Таке об'єднання, зване енергосистемою, дає можливість згладити «пиковые»нагрузки споживання енергії в ранкові і ввечері. Енергосистема забезпечує безперебійність подачі енергії споживачам незалежно від місця їхнього розташування.

                     ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМИ І ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МЕРЕЖІ.

     Електрична частина електростанції включає у собі різноманітне основну перевагу й допоміжне устаткування. До основного устаткуванню, призначеному для і розподілу електроенергії, ставляться:

· Синхронні генератори, що виробляють электроэнергию(на ТЭС-турбогенераторы);

· Збірні шини, призначені для прийому електроенергії від генераторів і розподілу її до споживачів;

· Комунікаційні апарати- вимикачі, призначені для включення і відключення ланцюгів в нормальних і аварійних умовах, і роз'єднувачі, призначені зі зняттям напруженості із знеструмлених частин електроустановок й у створення видимого переривання ланцюга;

· Электроприемники власних нужд(насосы, вентилятори, аварійне електричне висвітлення та т.д.)

     Вспомогательное устаткування призначено до виконання функцій виміру, сигналізації, захисту та автоматики тощо.

     Енергетична система(энергосистема) складається з електричних станцій, електричних мереж, і споживачів електроенергії, соединённых між собою - і пов'язаних спільністю режиму на безупинному процесі виробництва, і розподілу і споживання електричної й теплової енергії при загальному управлінні цим режимом.

     Электроэнергетическая (електрична) система-это сукупність електричних частин електростанцій, електричних мереж, і споживачів електроенергії, пов'язаних спільністю режиму і безперервністю процесу виробництва, і розподілу і споживання електроенергії. Електрична система-часть енергосистеми, крім теплових мереж, і теплових споживачів. Електрична сеть-совокупность електроустановок задля розподілення електричної енергії, що складається з підстанцій, розподільних пристроїв, повітряних і кабельних ліній електропередач. По електричної мережі здійснюється розподіл електроенергії від електростанцій до споживачів. Лінія электропередачи(воздушная чи кабельная)-электроустановка, призначена передачі електроенергії.

     У нашій країні застосовуються стандартні номінальні (междуфазные)напряжения трёхфазного струму частотою 50 Гц буде в діапазоні 6-750кВ,а також напруги 0,66;0,38кВ.Для генераторів застосовують номінальні напруги 3-21кВ.

     Передача електроенергії від електростанцій лініями електропередачі здійснюється за напругах 110-750кВ,т.е.значительно перевищують напруги генераторів. Електричні підстанції застосовуються для перетворення

електроенергії одного напруги в електроенергію іншого напруги. Електрична подстанция-это електроустановка, призначена для перетворення і розподілу електричної енергії. Подстанции складаються з трансформаторів, збірних шин і комутаційних апаратів, і навіть допоміжного устаткування: пристроїв релейного захисту та автоматики, вимірювальних приладів. Подстанции призначені для зв'язку генераторів і споживачів із лініями електропередачі.

     Класифікація електричних мереж може здійснюватися у зв'язку зі струму, номінальному напрузі, виконуваних функцій, характеру споживача, конфігурації схеми сіті й т.д.

     За родом своєї струму різняться мережі перемінного й постійного струму; за напругою: надвисокої напряжения(,высокого напруги ,низького напруги (<1кВ).

За конфігурацією схеми мережі діляться на замкнуті і розімкнуті.

     По виконуваних функцій різняться системотворні, котрі живлять і розподільні мережі. Системообразующие мережі напругою 330-1150кВ здійснюють функції формування об'єднаних енергосистем, які включають потужні електростанції, забезпечували функціонування як єдиного об'єкта управління і водночас передачу електроенергії від потужних електростанцій. І саме здійснюють системні зв'язку, тобто. зв'язок між енергосистемами дуже великі довжини. Таким режимом системоутворюючих мереж управляє диспетчер об'єднаного диспетчерського управления(ОДУ).В ОДУ входить кілька районних енергосистем- районних енергетичних управлінь (РЕУ).

     Питающие мережі призначені передачі електроенергії від підстанцій системоутворюючої сіті й частково від шин 110-220кВ електростанцій центрів питания(ЦП) розподільних мереж- районним підстанцій. Питающие мережі зазвичай замкнуті. Зазвичай, напруга цих мереж 110-220кВ,по мері зростання щільності навантажень, потужності станцій та довжини електричних мереж напруга іноді досягає 330-550Кв.

     Районна підстанція зазвичай мають вищу напруга 110-220кВ і нижчу напруга 6-35кВ.На цієї підстанції встановлюють трансформатори, дозволяють регулювати під навантаженням напруга на шинах нижчого напруги.

     Распределительная мережу варта передавання електроенергії на невеликі відстані від шин нижчого напруги районних підстанцій до промисловим, міським, сільським споживачам. Такі розподільні мережі зазвичай розімкнуті. Розрізняють розподільні мережі високого () і низкого(напряжения. Натомість характером споживача розподільні мережі поділяються на мережі промислового, міського і сільськогосподарського призначення. Переважна поширення розподільних мережах має напруга 10кВ,сети 6кВ застосовуються за наявності на підприємствах значної навантаження електродвигунів з номінальним напругою 6кВ.Напряжение 35кВ широко використовується до створення центрів харчування 6 і 10кВ переважно у сільській місцевості.

     Для електропостачання великих промислових підприємств і у містах здійснюється глибокий введення високої напруги, тобто. спорудження підстанцій з первинним напругою 110-500кВ поблизу центрів навантажень. Мережі внутрішнього електропостачання у містах- це мережі 110кВ,в окремих випадках до них відносяться глибокі введення 220/10кВ.Сети сільськогосподарського призначення до час виконують на напруга 0,4-110кВ.

     Повітряні лінії електропередач (ВЛ) призначені передачі електроенергії на відстань дротами. Основними конструктивними елементами ВЛ є провода(служат передачі электроэнергии),тросы (служать за захистом ВЛ від грозових перенапряжений),опоры(поддерживают дроту й троси на певній высоте),изоляторы(изолируют дроти опоры),линейная арматура(с її допомогою дроти закріплюються на ізоляторах, а ізолятори на опорах).

     Довжина ліній електропередач у Білорусі (1996г.):750кВ-418км,330кВ-3951км,220кВ-2279км,110кВ-16034км.

     Найпоширеніші дроти- алюмінієві, сталеалюминиевые, і навіть з сплавів алюмінію. Силові кабелі складаються з одній або кількох струмопровідних жив, відділених друг від одного й від Землі ізоляцією. Токопроводящие жили- з алюмінію однопроволочные(сечением до 16)или многопроволочные. Кабель з мідними жилами застосовують у вибухонебезпечних приміщеннях.

     Ізоляція виконується з спеціальної просякнутої мінеральним олією кабельної папери, накладываемой як стрічок на токопроводящие жили, і навіть то, можливо гумової чи поліетиленової. Захисні оболонки, накладываемые поверх ізоляції для запобігання його від вологи та повітря, бувають свинцевими, алюмінієвими чи поливинилхлоридными. Для захисту від механічних ушкоджень передбачена броня з сталевих стрічок чи дротів. Між оболонкою і бронею- внутрішні і його зовнішні захисні покрови.

Внутрішній захисний покров(подушка під броней)-джутовая прошарок із хлопчато- паперової просякнутої пряжі або з кабельної сульфатной бумаги.Наружный захисний покрив- з джуту, вкритого антикорозійним складом.

     Істотну частину - у споживання електроенергії становлять втрати у сетях(7-9%).

 

                                  ЕНЕРГЕТИЧНЕ ХОЗЯЙСТВО ПРОМЫШЛЕННЫХ ПІДПРИЄМСТВ І ПОТЕНЦІАЛ ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ.

  

     У промисловості більш 2/3 потенціалу енергозбереження перебуває у сфері споживання найенергоємнішими галузями- хімічної та нафтохімічної, паливної, будівельних матеріалів, лісової, деревообробної і целлюлозно- паперової, харчової та легкої промисловістю.

     Значні резерви економії ПЕР у цих галузях обумовлені недосконалістю технологічних процесів і устаткування, схем енергопостачання, недостатнім впровадженням нових енергозберігаючих і безвідхідних технологій, рівнем утилізації вторинних енергоресурсів, малої одиничної потужністю технологічних ліній і агрегатів, застосуванням неекономічною освітлювальної апаратури, нерегульованого електропривода, неефективною завантаженням енергообладнання, низькою оснащённостью лічильниками, контролю та регулювання технологічних і енергетичних процесів, вадами, закладеними під час проектування та будівництва підприємств і окремих виробництв, низькому рівні експлуатації устаткування, будинків та споруд.

     Машинобудування й металургія. Приблизно третина всього що у машинобудуванні котельно-пічного палива йде потреби ливарного, ковальсько-пресового і термічного виробництва. На технологічні потреби використовується близько половини використаної усією виробництва тепла й близько третини електроенергії. Понад третини електроенергії йде механічну обробку. Основними споживачами енергоресурсів у машинобудуванні є мартенівські печі, вагранки, плавильні печі, тягодутьевые машины(вентиляторы і дымососы), нагрівальні печі, сушарки, прокатні стани, гальваническое устаткування, зварювальні агрегати, пресове господарство.

     Причинами малої ефективність використання палива й енергії в галузях машинобудування є низький технічний рівень пічного господарства, висока металлоемкость виробів, великі відходи металу за його обробці, незначний рівень рекуперації сбросной теплоти, нераціональна структура використовуваних енергоносіїв, значні втрати у теплових і електричних мережах.

     Більше половини резервів економії енергоресурсів може бути реалізований у процесі плавки металів і ливарного виробництва. Інша економія пов'язані з удосконаленням процесів металообробки, зокрема рахунок підвищення рівня її автоматизації, розширення використання менш енергоємних проти металом пластмас та інших конструкційних матеріалів.

     Найбільш великими споживачами палива на галузі є доменне і прокатне виробництво, найбільш енергоємними –феросплавне, гірничорудну, прокатне, электросталеплавильными і кисневе виробництво, самим теплоемким- коксохімічне виробництво.

Основних напрямів енергозбереження у цих галузях є:

· Використання ефективних футеровочных і теплоізоляційних матеріалів а печах, сушарках і теплопроводах;

· Застосування тиристорных перетворювачів частоти у процесах індукційного нагріву металу у ковальському і термічному виробництві;

· Впровадження енергозберігаючих лакофарбових материалов(с зниженою температурою сушіння, водоразбавляемых, з підвищеним сухим залишком);

· Зниження енерговитрат при металлообработке(замена процесів гарячої штампування видушуванням й холодною штампуванням);

· Застосування накочування шестерні замість виготовлення зубофрезерных верстатах;

· Розширення використання методів порошкової металургії;

· Застосування верстатів з ЧПУ(числовым програмным управлением),развитие робототехніки і гнучких виробничих структур;

· Зниження енергоємності лиття рахунок зменшення шлюбу.

     Хімічна і нафтохімічна промисловість. У цих галузях промисловості існує розмаїтість технологічних процесів, у яких споживається чи виділяється дуже багато теплоти. Вугілля, нафта та природний газ використовують як як паливо, і у ролі сировини.

     Основних напрямів енергозбереження у цих галузях є:

· Застосування високоефективних процесів горіння в технологічних печах і аппаратах(установка рекуператоров для підігріву води);

· Використання занурених газових горілок для заміни парового розігріву негорючих рідин;

· Впровадження нову технологію безвідходного екологічно чистого виробництва капролактаму із отриманням теплової енергії як пара і горючих газов(ПО "Азот");

· Підвищення ефективності процесів ректификации(оптимизация технологічного процесу з допомогою теплових насосів, підвищення активності й селективності каталізаторів);

· Удосконалення і укрупнення одиничної потужності агрегатів у виробництві хімічних волокон;

· Зниження втрат палива й сировини в низькотемпературних процесах;

· Перепрофілювання виробництва аміаку на менш енергоємне виробництво метанола(ПО "Азот").

     Великим резервом економії енергоресурсів в нафтохімічної промисловості є утилізація вторинних енергетичних ресурсів, зокрема впровадження котлів-утилізаторів для пара та гарячої води із єдиною метою утилізації тепла высокопотенциальных газових викидів.

     Серед промислових виробництв випуск мінеральних добрив одна із більш енергоємних. Енергетичні витрати в собівартості окремих видів продукції цій галузі становить приблизно третю частину. Підвищення енергетичної ефективності пов'язаний з потребою розробки принципово нових видів устаткування виробництва мінеральних добрив, заснованих на виключно застосуванні сучасних фізичних, фізико-хімічних і фізико-механічних воздействий(акустических, вібраційних, електромагнітних) на технологічні процеси, зокрема тепломассообменных апаратів, фільтрів перемешивающих пристроїв, грануляторов та інших.

     Виробництво будівельних матеріалів.

Виробництво будівельних матеріалів грунтується на вогневих процесах, що з витратою значних кількостей мазуту, газу і коксу, тобто. найцінніших палив. У цьому коефіцієнт корисної використання тих палив у галузі вбирається у 40%.

     Найбільше енергоресурсів всередині галузі будівельних матеріалів споживається під час виробництва цементу. Найбільш енергоємним процесом у виробництві цементу є відпал клинкера(клинкер- обпалена до спечення суміш вапняку і глины-сырья для цемента).При так званому мокрому способі виробництва питома витрата енергоресурсів на відпал клінкеру приблизно 1,5 разу вищу, аніж за сухому способі. Тому важливим напрямом енергозбереження є застосування сухого способу виробництва цементу з перезволоженого сировини.

     У виробництві бетону енергозберігаючими є виробництво та впровадження добавок-ускорителей отвердіння бетону до переходу на малоэнергоемкую технологію виробництва збірного железабетона,а також використання теплогенераторов для тепловлажностной обробки залізобетону в ямных камерах; у виробництві цегли- впровадження методу вакуумированных автоклавів на цегельних заводах, впровадження обпалювальних печей панельних конструкцій в цельнометаллическом корпусі для глиняного цегли.

     Необхідні організація випуску будівельних і ізоляційних матеріалів і конструкцій, знижують тепловтрати через ограждающие конструкції, й розробка і системи заходів із використанню потенціалу місцевих видів палив для випалу стеновой кераміки.

     У скляної промисловості теплової ККД полум'яних стекловаренных печей(основных споживачів палива) вбирається у 20-25%.Наибольшие енергетичні втрати відбуваються через ограждающие конструкції печей(30-40%) і з отходящими газами (30-40%).Главные завдання у сфері енергозбереження в скляної промисловості перебувають у підвищенні ККД стекловаренных печей, заміщення дефіцитних видів органічного палива й в утилізації вторинних теплових ресурсів.

    

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація