Реферат на тему Передача электроэнергии на переменном токе

Содержание:

Введение 3

Глава 1. История развития электроснабжения переменным током 6

Глава 2. Передача электроэнергии на современном этапе 10

Заключение 16

Список использованных источников 17

Введение:

Ни для кого не секрет, что энергетику можно назвать достаточно консервативной отраслью. Если сравнивать скорость развития тепло- и электроэнергетики с прогрессом в информационных технологиях за одинаковые периоды времени, то разница чувствуется особенно резко. Окружающие нас сенсорные дисплеи с ультравысоким разрешением, искусственный интеллект, повсеместный и универсальный доступ к сети Интернет заметно развились с начала этого столетия. Однако опоры линий электропередачи (ЛЭП) до сих пор несут на себе тысячи километров сталеалюминиевыех проводов, перегрузки предотвращаются автоматическими выключателями, не сильно изменившимися за последние 70 лет. Суперпроводники, работающие при комнатной температуре, так и остались артефактами на страницах научных журналов и научно-популярной литературы. Чем же вызвана кажущаяся неповоротливость энергетики? Какие факторы на это влияют?

Электроэнергетические системы во всех странах мира, в том числе и в России, развивались и продолжают развиваться от изолированных локальных систем, питающих местные нагрузки, к мощным энергообъединениям, связывающим концентрированные и распределенные источники электроэнергии и потребителей в сеть переменного тока. На определенном этапе, в силу ряда технико-экономических преимуществ, появились передачи постоянного тока.

Преимущества объединения электроэнергетических систем (ЭЭС), а также необходимость передачи электроэнергии от удаленных источников к центрам электропотребления привели к появлению дальних электропередач (ДЭП).

Объединение энергосистем на параллельную работу объективно обусловлено рядом причин, среди которых главными являются:

1. Возможность взаимного резервирования, что приводит к повышению надежности энергоснабжения. При этом резервная мощность в объединенной энергосистеме (ОЭС) меньше, чем их сумма в разрозненных энергосистемах.

2. Обеспечение транспорта электрической энергии вместо транспорта топлива по железной дороге, нефте- и газопроводам, что в ряде случаев оказывается экономически более оправданным.

3. Суммарная установленная мощность в ОЭС может быть существенно меньше, чем сумма максимумов электропотребления в отдельных ЭЭС.

4. Снижение суммарных затрат на выработку и передачу электроэнергии за счет экономического распределения нагрузки между параллельно работающими электростанциями.

Все начинается с электростанций. И для производителей, и для потребителей электроэнергии экономически выгодно иметь один централизованной источник энергии, а не множество разрозненных. От таких центров питания финансово целесообразно прокладывать ЛЭП к потребителям. Как известно, мощность (а в каждый момент времени по проводам передается именно мощность) равна произведению напряжения на ток. Для получения одной и той же мощности можно либо увеличить ток и снизить напряжение, либо сделать наоборот.

Случай с низким напряжением и высоким током очень неэффективный, при такой стратегии потери электроэнергии на длинных ЛЭП могут составлять 60 и более процентов. Случай с высоким напряжением и низким током гораздо более выгодный. При использовании постоянного тока увеличение уровня напряжения составляет серьезную проблему, а вот с переменным этого добиться очень просто. Трансформаторы – это электрические машины, преобразующие электрическую мощность с низкого напряжения в мощность с высоким напряжением. Чем длиннее ЛЭП, тем под более высоким напряжением находятся ее провода. Кроме того, бесчисленное количество заводов и предприятий используют электродвигатели. Двигатели постоянного тока в сравнении с двигателями переменного тока безусловно проигрывают: их КПД ниже, в них больше трущихся частей, их конструкция сложнее. Поэтому большинство электродвигателей в мире – это двигатели переменного тока.

Значительный прогресс в технологии передачи электрической энергии на большие расстояния был достигнут в середине 80-х годов XIX века с началом использования переменного тока. Было установлено, что получение тока высокого напряжения непосредственно от динамо-машины переменного тока достигается значительно легче, чем от динамо-машины постоянного тока. Кроме того, необходимое высокое напряжение электропередачи можно получать не в самой динамо-машине, а посредством повышающего трансформатора, что значительно проще и эффективнее. При этом в конце электропередачи может быть установлен понижающий трансформатор для обратного понижения напряжения.

Первый опыт электропередачи переменным током был осуществлен Л. Голардом (1850– 1888) в 1884 г. в Турине. В этом опыте были использованы трансформаторы, которые повышали напряжение до 2 кВ. Длина линии составляла 40 км и по ней передавалась мощность 20 кВт. В конце 80-х годов XIX века крупнейшие установки однофазного переменного тока были построены в России и Украине. В Одессе (1887 г.) от сети переменного тока напряжением 2000 В через трансформаторы питались электролампы в Оперном театре и в частных домах. В том же году в Царском Селе (ныне г. Пушкин) под Петербургом началась эксплуатация электростанции постоянного тока. Протяженность воздушной сети была 64 км. В 1890 г. станция и воздушная сеть были реконструированы и переведены на однофазный переменный ток напряжением 2000 В. Царское Село (по свидетельству современников) было первым городом в Европе, который освещался исключительно электричеством.

Заключение:

На данный момент принимается множество решений для модернизации энергосистем, например, привычные провода заменяют на алюминиевые с композитным тросом вместо стального. Это уменьшает провис проводов, увеличивает безопасную зону вокруг ЛЭП и их надежность. В целом же человечество еще не вышло на революционно новые методы производства и передачи электроэнергии.

Пожалуй, можно сказать, что в современном мире электроэнергетика находится на третьем месте после воздуха и воды. Миллионы километров проводов и кабелей смонтированы, огромные генераторы (диаметром до 16 метров) прочно закреплены на земной поверхности, это и объясняет вынужденную неповоротливость и стратегическую важность высоковольтной электроэнергетики.

Фрагмент текста работы:

Глава 1. История развития электроснабжения переменным током

Первая в мире линия электропередачи трехфазного тока была построена в 1881 г. в Германии русским инженером М. О. Доливо-Добровольским.

В 1889 г. в США была построена линия промышленной электропередачи однофазного тока протяженностью 28 км от гидростанции до осветительных установок в г. Портленде. На гидростанции были установлены 19 генераторов, каждый из которых питал 100 ламп по отдельной линейной цепи, так как синхронизация генераторов еще не производилась. Из рис. 11.2 легко понять, насколько неэкономичными при таких условиях оказывались электрические сети, на сооружение которых расходовались колоссальные количества проводниковой меди и изоляторов.