Понятие об электроэнергетической системе реферат

Обновлено: 30.06.2024

Целью является — осветить научные, технические и экономические вопросы, которыеэнергетические системы ставят как перед теми, кого они обслуживают, так и перед теми, кто их обслуживает.
В самом деле, если наука должна продолжать свое свободное от противоречий развитие, то эволюция техники тесно связана с экономической активностью. Среди множества возможных технических вариантов выбирают и развивают те, которые способны привести к оптимальному экономическому решению. Прежде такогорода поиск был исключительно искусством и использованием личного опыта человека, занимающегося проблемой энергетики. Сегодня лучшие решения находят с помощью обстоятельных и часто объемных исследований. Техника является не конечной целью, а только средством человеческой деятельности, объединяющим науку и экономику. Это справедливо для производства, передачи и распределения электрической энергии, анализкоторых тесно связан как с научными, так и с экономическими аспектами проблемы; без этого невозможен ни выбор структур и оборудования, ни их конструирование, ни достаточно убедительное планирование развития электрических систем, ни развитие и совершенствование методов их эксплуатации.
Все эти соображения должны быть понятны также и потребителям электроэнергии, которые, как и эксплуатационники,заинтересованы в нормальной работе системы. Это понятие стремится дать каждому подготавливающемуся к будущей деятельности в области энергетики ответы на вопросы, относящиеся к сформулированной выше проблеме.

Основные структуры электроэнергетических систем.

Общие сведения об электрических системах

Составные части системы.
Генераторы электрической энергии по техническим иэкономическим соображениям редко располагают вблизи от потребителей. Для осуществления необходимой связи между ними сооружают линии электропередач (ЛЭП). Линии соединяют между собой в установках, называемых подстанциями.
Подстанции состоят из коммутационной аппаратуры, трансформаторов, измерительных приборов, аппаратуры контроля, регулирования и управления, а также различных вспомогательных приборов, необходимыхдля нормальной работы системы. Все эти аппараты группируют частично в контрольных и измерительных ячейках, связанных между собой системами шин, частично — на контрольных и измерительных щитах, а некоторые из них, предназначенные для наблюдения за работой подстанции, — не распределительном щите подстанций.
Подстанции представляют собой узлы электрической системы, а линии — ее ветви. Ветви образуютфидеры (ответвления) или контуры (петли)

Классификация сетей.
Из многочисленных показателей, позволяющих различать или группировать сети электрических систем, рассмотрим основные четыре:
напряжение ограничивает передаваемые мощности и определяет размеры ЛЭП и оборудования подстанций;
выполняемая функция определяет главным образом количество энергии, мощности, которые система будетполучать или поставлять. Этот показатель существенным образом влияет на выбор напряжения линий и ограничения, накладываемые на их работу;
топология сети определяет способ нормальной эксплуатации системы и возможности резервирования в случае возникновения аварий;
физические свойства принятой системы: в случае переменного тока —число фаз; в случае постоянного тока —число проводов; как в одном, так ив другом — положение нейтрали по отношению к земле. Этот менее существенный с первого взгляда показатель в значительной степени связан с процессами, происходящими в оборудовании системы и потребителя. Заметим, что в тех случаях, когда можно абстрагироваться от конкретной схемы, будем использовать однофазные схемы замещения, которые более просты, чем многофазные.

Основными источниками электрической энергии (источниками электроснабжения) для большинства предприятий связи являются электрические сети энергосистем. Предприятия связи стремятся по возможности располагать в местах, где они могут быть обеспечены наиболее надёжными и дешевыми источниками электроэнергии, каковыми и являются в настоящее время электрические сети энергосистем.

Под энергетической системой (ЭС) понимается совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, соединенных между собой и связанных общностью режимов в непрерывном процессе производства, преобразования, передачи и распределения электрической и тепловой энергии при общем управлении этими режимами.

Электрическая часть энергосистемы — это совокупность электрических станций, электроустановок и электрических сетей энергосистемы. Электрическая часть энергосистемы и питающиеся от нее приемники электрической энергии, объединенные общностью процесса производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии, составляют понятие электроэнергетической системы.

Электрической сетью называется совокупность электроустановок для передачи и распределения энергии, состоящая из подстанций, распределительных устройств, воздушных и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории.

На электростанциях, входящих в состав ЭС, вырабатывается электрическая энергия трехфазного переменного тока промышленной частоты 50 Гц с практически синусоидальной формой кривой напряжения. С целью уменьшения потерь электрической энергии ее транспортировка от генерирующих станций до места потребления осуществляется по линиям электропередачи (ЛЭП) при высоких уровнях напряжения (110. 750 кВ). Предприятия связи, являющиеся для ЭС потребителями электрической энергии, подключаются к ней чаще всего с помощью собственных понижающих трансформаторных подстанций. Качество электрической энергии в точках общего присоединения потребителей к ЭС зависит не только от энергоснабжающей организации, но и от самих потребителей. В общем случае под потребителем электроэнергии понимается электроприемник или группа электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещенных на определенной территории.

На рисунке показан фрагмент ЭС. Кольцевая районная сеть с напряжением 110 кВ получает электроэнергию как от гидроэлектростанции (через повышающую подстанцию, линию электропередачи 220 кВ и понижающую подстанцию), так и от тепловой электростанции через линию электропередачи 110 кВ и повышающую подстанцию. Кроме того, эта районная сеть получает электроэнергию от районной теплоцентрали (ТЭЦ), снабжающей потребителей электрической и тепловой энергией. ТЭЦ включается в районную сеть через повышающую подстанцию.

От районной сети 110 кВ через понижающую подстанцию питается районная сеть 35 кВ, от которой, в свою очередь, через понижающую подстанцию питаются местные сети 10 или 6 кВ.

Предприятия связи могут получать электроэнергию как от местной сети 10 или 6 кВ, так и от районной сети 35 кВ через собственные понижающие трансформаторные подстанции (ТП). Собственные ТП преобразуют с помощью трехфазных трансформаторов, входящих в их состав, электрическую энергию трехфазного переменного тока относительно высокого уровня (6,10 или 35 кВ) в электрическую энергию трехфазного переменного тока с напряжением 0, 4/0, 23 кВ (в числителе дроби указывается действующее значение линейного напряжения, а в знаменателе — действующее значение фазного напряжения).

Используемая литература: Электропитание устройств и систем телекоммуникаций:
Учебное пособие для вузов / В. М. Бушуев, В. А. Демянский,
Л. Ф. Захаров и др. — М.: Горячая линия—Телеком, 2009. —
384 с.: ил.

энергетические режимы электрических станций и электроэнергетических систем

Понятия об энергетической системе ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Рис. 1.1. Отраслевая структура большой энергетической системы.

Любые задачи по развитию или эксплуатации систем и их объектов должны решаться с учетом этих связей. В настоящей работе рассматриваются в основном электроэнергетические системы. Электроэнергетическая система включает электрическую и энергетическую. Дадим их определения.

Электроэнергетическая система — это совокупность электрических станций, подстанций и потребителей электроэнергии, связанных между собой электрическими сетями.

Энергетическая система — это совокупность электрических станций, подстанций, потребителей электрической и тепловой энергии, связанных между собой электрическими и тепловыми сетями.

Современные крупные электростанции работают обычно не изолированно, а совместно, образуя систему. В отдельных случаях, особенно для объектов малой и нетрадиционной энергетики возможна и изолированная работа станций на своего потребителя.

На размеры и связи энергетических объектов с потребителями влияют не только технические характеристики, но и хозяйственные отношения. В масштабах одной энергетической системы могут выделяться локальные подсистемы, которые определяются видом рынка, формами собственности, договорными отношениями. Однако и при этом электрические связи между локальными подсистемами остаются. При любых формах собственности в энергетике большая часть станций будет работать в единой энергосистеме. И только отдельные станции будут работать изолированно на своих потребителей.

Работа в энергосистеме создает ряд технических и экономических преимуществ. Увеличивается использование установленной мощности, режим станций становится более равномерным, уменьшается зависимость станций от случайных колебаний нагрузки. Режим мощностей, электроэнергии, частота, напряжение меняются в лучшую сторону. Создаются более благоприятные условия по использованию энергоресурсов, особенно в тех случаях, когда в системе имеются ГЭС. Улучшаются условия проведения ремонтов. Повышается надежность энергоснабжения. Особо необходимо отметить, что при объединении улучшаются технико-экономические показатели электростанций и снижаются их издержки, а эго очень важно для ценовой стратегии ("https://referat.bookap.info", 21).

Недостатком крупных объединений является сложность управления такими объектами. Нужны комплексы средств и систем управления, которые позволили бы управлять системой как единым целым.

Уникальным примером преимуществ объединения станций в систему служит единая энергосистема СССР, включающая 11 объединенных энергосистем. Мощное территориальное объединение обеспечило большие преимущества при функционировании энергосистемы, но особенно при ее развитии. Мощности ЕЭС СССР наращивались в основном за счет крупных электростанций с уникальными параметрами. Мощность энергоблоков КЭС достигла 800 МВт, мощность ядерных реакторов — 1000 МВт, мощности электростанций, работающих на органическом топливе, увеличились до 6400 МВт, мощности АЭС до 6000…7000 МВт, мощности ГЭС до 4000…6000 МВт. Укрупнение мощности агрегатов и станций, как известно, сопровождается снижением удельных капиталовложений на единицу мощности. Без ЕЭС не могло быть и речи о создании таких крупных электростанций. Не было бы Волжско-Камского каскада ГЭС и Ангаро-Енисейского каскада, не было бы BJI с напряжением 500 КВ и выше.

Высокая эффективность объединения была обусловлена и тем, что территория СССР включала шесть часовых поясов и простиралась от западных границ до Дальнего Востока (отмстим, что ЕЭС на Востоке простиралась только до Забайкалья) и от Северного Урала до Черного и Каспийского морей. При этом в объединении ярко проявлялся широтный эффект. За счет широтного эффекта совмещенный максимум нагрузки снизился на 8… 10 млн кВт, что составило 5…8% установленных мощностей. Повысилась надежность, и это привело к снижению резерва еще на 4…5 млн кВт. В сумме установленные мощности станций ЕЭС снизились на 10… 12%. Этим перечислением не исчерпываются все преимущества создания ЕЭС. По оценкам суммарная экономия капитальных затрат составляла к 1980 году 2 млрд руб, а ежегодные эксплуатационные издержки снизились на 700 млн руб. Этих средств было достаточно для строительства двух-трех электростанций.

Приведенный пример показывает, что работа электростанций в объединении всегда выгоднее, чем изолированная. Выигрывают экономика и энергетика страны, энергетика отдельных регионов, потребители, население.

Единая электроэнергетическая система России — ЕЭС России имела в 2002 г. следующие масштабы (цифры даются с округлением).

Начало развития электрических систем в нашей стране было положено планом ГОЭЛРО - планом электрификации России. Его идеи привели к созданию объединенных энергетических систем, в том числе и единой энергетической системы (ЕЭС). Задачу проектирования электрических систем следует рассматривать как задачу развития единой энергетической системы России. При проектировании электрических систем важно учитывать интересы и специфику административных и экономических районов. Поэтому проектирование ЕЭС России должно основываться на учете развития энергосистем и их объединений.

В соответствии с основными положениями Энергетической программы на длительную перспективу в ближайшие два десятилетия намечено завершение формирования ЕЭС страны, сооружение магистральных линий электропередачи напряжением 1150 кВ постоянного тока.

Создание мощных электрических систем обусловлено их большими технико-экономическими преимуществами. С увеличением их мощности появляется возможность сооружения более крупных электрических станций с более экономичными агрегатами, повышается надежность электроснабжения потребителей, более полно и рационально используется оборудование.

Формирование электрических систем осуществляется с помощью электрических сетей, которые выполняют функции передачи энергии и электроснабжения потребителей.

Курсовой проект по дисциплине “Электрические системы и сети” выполняют на четвертом курсе студенты, обучающиеся электроэнергетическим специальностям. Этот проект должен развить у студента навыки практического использования знаний, которые он получил при изучении курса “Электрические системы и сети”. Следующий за теоретическим изучением курса учебный проект завершает работу над этой важной для каждого электроэнергетика дисциплиной. Первые шаги в области проектирования убеждают студента, что полученные знания, умение проводить различные расчеты сетей недостаточны для выполнения проекта. Расчетные задачи решаются по определенным формулам по известной методике на основе необходимых исходных данных. Задачи, которые поставлены в проекте электрической сети, в большинстве случаев не имеют однозначного решения. Выбор наиболее удачного варианта электрической сети производится не только путем теоретических расчетов, но и на основе различных соображений, производственного опыта. Выполнение курсового проекта и дает возможность студенту получить некоторый опыт, развивать проектное мышление, и только после нескольких лет молодой инженер становится полноценным специалистом в области проектирования электрических сетей.

Любой проект электрической сети состоит из двух следующих основных разделов:

1) выбор наиболее рациональных вариантов схем электрической сети и электроснабжения потребителей;

2) сопоставление этих вариантов по различным показателям;

4) расчет характерных режимов работы электрической сети;

5) решение вопросов связанных с регулированием напряжения;

6) определение технико-экономических показателей электрической сети.

Следует учитывать, что к электрической сети предъявляются определенные технико-экономические требования, с учетом которых и производится выбор наиболее приемлемого варианта .

Экономические требования сводятся к достижению по мере возможности наименьшей стоимости передачи электрической энергии по сети, поэтому следует стремится к снижению капитальных затрат на строительство сети. Необходимо также принимать меры к уменьшению ежегодных расходов на эксплуатацию электрической сети. Одновременный учет капитальных вложений и эксплуатационных расходов может быть произведен с помощью метода приведенных затрат. В связи с этим оценка экономичности варианта электрической сети производится по приведенным затратам.

Выбор наиболее приемлемого варианта , удовлетворяющего технико-экономическим требованиям, - это один из основных вопросов при проектировании любого инженерного сооружения, в том числе и электрической сети.

Содержание проекта во многом зависит от вида сети, ее назначения. В учебном проекте в большинстве случаев решаются вопросы электроснабжения района с промышленной и сельской нагрузками от электрической станции или районной подстанции энергосистемы. При реальном проектировании сетей и линий электропередачи рассматривается более обширный круг вопросов.
В частности сюда входят:

1) изыскание трасс и линий электрической сети;

2) разработка схемы сети;

3) выбор номинальных напряжений;

4) расчеты сечений проводов;

5) определение числа и мощности силовых трансформаторов на подстанциях, питающихся от проектируемой сети;

6) электрический расчет сети в основных нормальных и аварийных режимах;

7) выбор способов регулирования напряжения, определение места установки и мощности устройств для регулирования напряжения;

8) расчет конструктивных параметров проводов, опор и фундаментов воздушных линий;

9) определение технико-экономических показателей электрической сети;

10) организация эксплуатации проектируемой работы.

В процессе реального проектирования решают также и ряд других важных вопросов. К ним относятся разработка мероприятий по снижению потерь мощности и энергии в сети, релейная защита, расчет заземляющих устройств подстанций и опор линий, средств по грозозащите линий и подстанций.

1. Характеристика электрифицируемого района и потребителей электроэнергии.

Главной задачей этого раздела является максимально полный подбор исходного материала для дальнейшего проектирования. Исходные данные к курсовому проекту сведены в таблицу 1.1.

Читайте также: