Виробництво, розподіл та споживання електричної та теплової енергії
. для студентів ВНЗ електротехнічних спеціальностей та інженерів
Виробництво, розподіл та споживання електричної та теплової енергії
Виробництво (генерація), розподіл та споживання електричної та теплової енергії: електростанція виробляє (або генерує) електричну енергію, а теплофікаційна електростанція – електричну та теплову енергію. За видом первинного джерела енергії, що перетворюється на електричну або теплову енергію, електростанції діляться на теплові (ТЕС), атомні (АЕС) та гідравлічні (ГЕС). На ТЕС первинне джерело енергії – органічне паливо (вугілля, газ, нафта), на АЕС – урановий концентрат, на ГЕС – вода (гідроресурси). ТЕС діляться на конденсаційні теплові станції (конденсаційні електростанції — КЕС або державні районні електростанції — ДРЕС), що виробляють лише електроенергію, та теплофікаційні (ТЕЦ), що виробляють і електроенергію, і тепло.
Крім ТЕС, АЕС та ГЕС існують й інші види електростанцій (гідроакумулюючі, дизельні, сонячні, геотермальні, приливні та вітроелектростанції). Проте їхня потужність невелика.
Електрична частина електростанції включає різноманітне основне і допоміжне обладнання. До основного обладнання, призначеного для виробництва та розподілу електроенергії, належать: синхронні генератори, що виробляють електроенергію (на ТЕС – турбогенератори); збірні шини, призначені для прийому електроенергії від генераторів та розподілу її до споживачів; комутаційні апарати - вимикачі, призначені для включення та відключення ланцюгів у нормальних та аварійних умовах, та роз'єднувачі, призначені для зняттянапруги з знеструмлених частин електроустановок і створення видимого розриву ланцюга (роз'єднувачі, зазвичай, не призначені для розриву робочого струму установки); електроприймачі власних потреб (насоси, вентилятори, аварійне електричне освітлення тощо). Допоміжне обладнання призначене для виконання функцій вимірювання, сигналізації, захисту та автоматики тощо.
Енергетична система(енергосистема) складається з електричних станцій, електричних мереж та споживачів електроенергії, з'єднаних між собою та пов'язаних спільністю режиму в безперервному процесі виробництва, розподілу та споживання електричної та теплової енергії, при загальному керування цим режимом.
Електроенергетична (електрична) система - це сукупність електричних частин електростанцій, електричних мереж та споживачів електроенергії, пов'язаних спільністю режиму та безперервністю процесу виробництва, розподілу та споживання електроенергії. Електрична система - це частина енергосистеми, за винятком теплових мереж та теплових споживачів. Електрична мережа – це сукупність електроустановок для розподілу електричної енергії, що складається з підстанцій, розподільчих пристроїв, повітряних та кабельних ліній електропередач. По електромережі здійснюється розподіл електроенергії від електростанцій до споживачів. Лінія електропередач (повітряна або кабельна) — електроустановка, призначена для передачі електроенергії.
У нас в країні застосовуються стандартні номінальні (міжфазні) напруги трифазного струму частотою 50 Гц в діапазоні 6-1150 кВ, а також напруги 0,66; 0,38 (0,22) кВ.
Напруга 0,22 кВ не рекомендується для мереж, що знову проектуються. Для генераторів застосовуютьномінальні напруги 3-21 кВ.
Передача електроенергії від електростанцій по лініях електропередачі здійснюється при напругах 110-1150 кВ, тобто значно перевищують напруги генераторів. Електричні підстанції застосовуються для перетворення електроенергії однієї напруги на електроенергію іншої напруги. Електрична підстанція - це електроустановка, призначена для перетворення та розподілу електричної енергії. Підстанції складаються з трансформаторів, збірних шин та комутаційних апаратів, а також допоміжного обладнання: пристроїв релейного захисту та автоматики, вимірювальних приладів. Підстанції призначені для зв'язку генераторів та споживачів з лініями електропередачі (підвищує та знижує підстанції П1 та П2), а також для зв'язку окремих частин електричної системи.