1.1. Загальні відомості про системи електропостачання [1]
У федеральних мережах електроенергія передається по високовольтних лініях у вигляді трифазних систем змінного струму з частотою 50 Гц (в Європі). Висока напруга застосовується з метою мінімізації втрат при передачі. Залежно від використовуваного обладнання, при вході на об'єкт споживача або поблизу конкретної установки здійснюється зниження напруги. Як правило, напруга для промислових споживачів знижується до 400 В, а для домогосподарств, офісів і т.п. - 220 В.
Якість електропостачання та умови використання енергії залежать від різних факторів, включаючи опір електричних мереж, а також вплив деяких видів обладнання на характеристики енергопостачання. В енергетичних системах вкрай бажані стабільність напруги, а також відсутність спотворень форми хвиль.
Житлові райони міст і промислові підприємства забезпечуються електроенергією від систем електропостачання, що включають в себе електричні станції, перетворюючі підстанції, що живлять і зв'язуючі їх лінії електропередачі. Як джерела електричної енергії зазвичай використовуються електричні станції, що виробляють змінний трифазний струм. Вироблення електроенергії у вигляді трифазного змінного струму дозволяє економити електротехнічні матеріали трансформаторів і сполучних проводів. За допомогою електричних мереж, що включають в себе пункти перетворення і розподілу, підводиться електроенергія до споживачів через повітряні і кабельні лінії електропередачі. Обов'язковою рисою електроенергетичних систем є необхідність підтримувати постійний баланс вироблення і споживання електричної енергії. З боку споживача основною вимогою до електричних систем є забезпечення потрібної потужності, технічна надійність і висока ефективність енергозабезпечення при виконанні нормативів якості електричної енергії.
Сучасні енергетичні системи в СРСР були побудовані на підставі наступних передумов.
Поодинокі електростанції не можуть забезпечити безперервну і безперебійну подачу електроенергії споживачам. Об'єднання електричних станцій, що покривають навантаження, в енергосистеми сприяє забезпеченню стійкості електропостачання, підтриманню сталості напруги і частоти змінного струму при зміні споживання потужності і загального числа споживачів. Надійність електропостачання споживачів забезпечується завдяки створенню електричних схем, в яких електричні навантаження можуть покриватися від різних джерел.
Споживачі електроенергії - це підприємства, організації, територіально відокремлені цехи, будівельні майданчики, квартири, у яких приймачі електроенергії підключені до електричної мережі. Приймачем електроенергії (електроприймачем) називають пристрій, в якому відбувається перетворення електричної енергії в інший вид енергії з метою її використання [2].
В електроенергетичній системі розподіл і передача енергії від джерел до споживачів здійснюється за допомогою електричних мереж. Вони включають в себе трансформаторні і перетворювальні підстанції, розподільні пристрої й повітряні або кабельні лінії електропередачі (ЛЕП). Передачу енергії зазвичай здійснюють з підвищенням напруги ЛЕП і його подальшим зниженням у споживача за допомогою трансформаторів.
Найпростіші системи передачі електричної енергії представлені на рис. 1.1 [3]. У разі системи з підвищенням і зниженням напруги (рис.1.1, б) від генератора Г електрична енергія напругою U1 подається на підвищувальний трансформатор Т1. Транспортування електричної енергії здійснюється по лінії електропередачі з активним опором R при напрузі U2 .Трансформатор Т2 знижує напругу до рівня U3. необхідного споживачеві з навантаженням Rн.
Мал. 1.1. Системи передачі електроенергії:
а - без підвищення напруги;
б - з підвищенням і зниженням напруги на трансформаторах [3]
Для цієї системи корисне навантаження Рпол = U / R н, обумовлена опором споживача Rн, залишається постійною. Покажемо ефективність передачі електричної енергії при напрузі U1. і U2.
Корисна потужність, що передається джерелом споживачеві в схемах, представлених на рис. 1.1, а і б, становить Рпол = U1I1 = U2I2. Втрати енергії при напрузі U1. і U2. розрізняються і складають: # 916; Р1 = I R і # 916; Р2 = I R. Ставлення втрат буде визначатися як
Всього по житловому і громадському секторах
Споживання електричної енергії в промисловості визначається твором питомих показників її витрати на одиницю продукції, що випускається на її загальний обсяг. У табл. 1.3 наведені значення усереднених питомих норм споживання електричної енергії в різних виробництвах окремих галузей промисловості. Розрахункові навантаження для окремих видів діяльності визначаються за питомою навантаженні РПР і обсягом випуску продукції Qпр При цьому споживання електричної енергії обчислюється як
Усереднені питомі норми споживання електроенергії в різних виробництвах
окремих галузей промисловості
Питома витрата електроенергії на одиницю продукції, кВт # 8729; ч
Сталь, виплавляється в дугових електропечах
Аміак, що отримується методом конверсії
Штучне волокно віскозне:
Продовження табл. 1.3
Машинобудування (виробництво електротехнічних виробів)
Автомобілі (1 шт.)
Електродвигуни (на 1 кВт)
Електрофарфор (1 т)
Трансформатори (на 1 кВ # 8729; А)
Промисловість будівельних матеріалів
Лісова, паперова і деревообробна промисловість
Бавовняні вироби (1 т):
Примітка. Для металургійної, хімічної, харчової, лісової, паперової та деревообробної промисловості, а також промисловості будівельних матеріалів питома витрата електроенергії дан в розрахунку на випуск 1 т продукції.
Добові графіки навантаження споживачів. Усереднені питомі норми споживання електроенергії в різних сферах діяльності за обсягом продукції, що випускається і загального часу її випуску дозволяють оцінити середні значення використовуваної електричної потужності. У той же час циклічний характер виробничих процесів, змінна робота виробництва і співробітників, зміна погодних і сезонних умов призводять до того, що тимчасові добові графіки споживання електричної енергії нерівномірні і мають один або кілька максимумів. При виробництві електричної енергії необхідно вчасно включити додаткові генеруючі потужності, щоб покрити існуючі максимуми навантажень графіків електроспоживання. При цьому диспетчерські служби оперативного управління в енергосистемі готують резервні генератори і, якщо потрібно, парові котли резерву, щоб вчасно покрити зростаючу навантаження в системі.
Все це враховується в тарифному меню, яке пропонується споживачам. Хоча споживачі можуть самі брати участь у вирівнюванні графіків навантаження, в тому числі і за рахунок створення своїх власних генеруючих потужностей.
Генерація сторінки за: 0.016 сек.