Передача электрической энергии на расстояния

Работу выполнила:

Ученица 11 «А» класса

МОБУ СОШ №2

Иванова Виолетта

Рецензент:

Н.М. Кабанова

 

Передача  электрической 

энергии на расстояния.

содержание

 

• Главная задача энергетики;
• ЛЭП (линии электропередач);
• Основная характеристика электропередачи;
• Фактор, ограничивающий пропускную способность;
• Разработка новых электропередач;
• Трансформатор.

Передача электроэнергии от электростанции к потребителям — одна из важнейших задач энергетики.

 

 

Потребители электроэнергии имеются повсюду. Производится же она  в сравнительно немногих местах, близких  к источникам топливо- и гидроресурсов. Электроэнергию не удается консервировать в больших масштабах. Она должна быть потреблена сразу же после получения. Поэтому возникает необходимость  в передаче электроэнергии на большие  расстояния.

 

 

 

Светить всегда, светить везде…

ЛЭП

 

От всех видов энергии электрическая  выгодно отличается тем, что её мощные потоки можно практически мгновенно  передавать на тысячекилометровые расстояния. «Руслами» энергетических рек служат линий электропередачи (ЛЭП) - основные звенья энергосистем.

В настоящее  время сооружаются ЛЭП двух видов: воздушные, которые несут ток  по проводам над поверхностью земли, и подземные, которые передают ток  по силовым кабелям, проложенным, как  правило, в траншеях под землёй.

ЛЭП состоят  из опор - бетонных или металлических, к плечам которых прикрепляются  гирлянды фарфоровых или стеклянных изоляторов. Между опорами протягиваются  медные, алюминиевые или сталеалюминевые  провода, которые подвешиваются  к изоляторам. Опоры ЛЭП шагают через пустыни и тайгу, взбираются высоко в горы, пересекают реки и  горные ущелья.

Изоляторами между проводами служит воздух. Поэтому, чем выше натяжение, тем большее  расстояние должно быть между проводами. ЛЭП проходят и через поля, рядом  с населёнными пунктами. Поэтому  провода должны быть подвешены на безопасной для людей высоте. Свойства воздуха как изолятора зависят  от климата и метеорологических  условий.

Пропускная  способность

 

Одной из основных характеристик электропередачи является её пропускная способность, то есть та наибольшая мощность, которую можно передать по ЛЭП с учётом ограничивающих факторов: предельной мощности по условиям устойчивости, потерь на корону, нагрева проводников и т.д. Мощность, передаваемая по ЛЭП переменного тока, связана с её протяжённостью и напряжениями зависимостью

 

 

 

 

 

где U₁ и U₂ — напряжения в начале и в конце ЛЭП, Z_c — волновое сопротивление ЛЭП, α — коэффициент изменения фазы, характеризующий поворот вектора напряжения вдоль линии на единицу её длины (обусловленный волновым характером распространения электромагнитного поля), l — протяжённость ЛЭП, δ — угол между векторами напряжения в начале и в конце линии, характеризующий режим электропередачи и её устойчивость. Предельная передаваемая мощность достигается при δ = 90°, когда sinδ = 1.

 

Предельная  мощность

 

  В  электропередачах постоянного тока отсутствуют многие факторы, свойственные электропередачам переменного тока и ограничивающие их пропускную способность. Предельная мощность, передаваемая по ЛЭП постоянного тока, имеет большие  значения, чем у аналогичных ЛЭП  переменного тока:

 

 

 

 

 

 где Е_в — напряжение на выходе выпрямителя, R_∑ — суммарное активное сопротивление электропередачи, в которое, кроме сопротивления проводов ЛЭП, входят сопротивления выпрямителя и инвертора. Ограниченность применения электропередач постоянного тока связана главным образом с техническими трудностями создания эффективных недорогих устройств для преобразования переменного тока в постоянный (в начале линии) и постоянного тока в переменный (в конце линии). Электропередачи постоянного тока перспективны для объединения крупных удалённых друг от друга энергосистем. В этом случае отпадает необходимость в обеспечении устойчивости работы этих систем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«Закрытые»  ЛЭП

 

С 60-х  гг. большое внимание уделяется разработке качественно новых электропередач. Таковы, например, «закрытые» электропередачи, выполняемые в виде замкнутых  конструкций, заполненных электроизолирующим газом (например, SF₆), внутри которых располагаются провода высокого напряжения. Перспективны также криогенные (в дальнейшем, возможно, сверхпроводящие) ЛЭП. «Закрытые» и криогенные электропередачи особенно удобны для энергоснабжения потребителей в густонаселённых районах, например на территориях крупных городов. Кроме того, изучается возможность передачи энергии электромагнитными волнами высокой частоты по волноводам.

Силовые электрические  трансформаторы

 

Трансформаторы  находят широкое применение в  промышленности и быту. Силовые электрические  трансформаторы дают возможность передавать переменный ток по линиям электропередачи  на большое расстояние с малыми потерями энергии. Для этого напряжение переменного  тока, вырабатываемого генераторами электростанции, с помощью трансформаторов  повышают до напряжения в несколько  сотен тысяч вольт и посылают по линиям электропередачи в различных  направлениях. В месте потребления  энергии, на расстоянии многих километров от электростанции, это напряжение понижают трансформаторами.

Во время работы мощные трансформаторы сильно нагреваются. Чтобы уменьшить нагрев сердечника и обмоток, трансформаторы помещают в специальные баки с минеральным  маслом. Электрический трансформатор, оборудованный такой системой охлаждения, имеет весьма внушительные размеры: его высота достигает нескольких метров, а масса составляет сотни  тонн. 

 

Кроме таких трансформаторов  существуют и трансформаторы-карлики, работающие в радиоприёмниках, телевизорах, магнитофонах, телефонных аппаратах. С  помощью таких трансформаторов  получают несколько напряжений, питающие разные цепи устройства, производят эстафетную передачу сигналов от одной электрической  цепи в другую, от каскада к каскаду, разделяют электрические цепи.

Трансформированное  высокое напряжение передаётся по линиям электропередачи к месту потребления. Но потребителю не нужно высокое  напряжение. Его необходимо понизить. Достигается это на понижающих подстанциях.

Понижающие подстанции подразделяются на районные, главные  понижающие и местные подстанции. Районные принимают электроэнергию непосредственно от высоковольтных ЛЭП, понижают напряжение и передают её на главные понижающие подстанции, где напряжение понижается до 6,10 или 35 кВ. С главных подстанций электроэнергия подаётся на местные, где напряжение понижается до 500, 380, 220В и распределяется на промышленные предприятия и жилые дома.

Источники

 

• http://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=584130
• http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/119511/Передача

 

СПАСИБО  
ЗА  
ВНИМАНИЕ!