Расход электрической энергии реферат
Обновлено: 05.07.2024
Электрическая энергия широко известна человеку из повседневной жизни. Переход от индустриального общества к "информационной цивилизации"
стал возможен во многом благодаря развитию энергетики и обеспечению удобной передаче и применении видом энергии - электрической энергией.
Файлы: 1 файл
Документ Microsoft Word (2).doc
Использование электрической энергии
Электрическая энергия широко известна человеку из повседневной жизни. Переход от индустриального общества к "информационной цивилизации"
стал возможен во многом благодаря развитию энергетики и обеспечению удобной передаче и применении видом энергии - электрической энергией.
Электрическая энергия — это способность электромагнитного поля производить работу, наиболее совершенный и универсальный вид, сравнительно легко преобразующийся в другие виды энергии.
На сегодняшний день электрическая энергия остается главной составляющей жизни человека. Она дает возможность создавать различные материалы, является одним из главных факторов при разработке новых технологий. Попросту говоря, без освоения различных видов энергии человек не способен полноценно существовать.
Электрическая энергия обладает неоспоримыми преимуществами перед всеми другими видами энергии:
В наше время уровень производства и потребления энергии - один из важнейших показателей развития производственных сил общества. Ведущую при этом роль играет электроэнергия – самая универсальная и удобная для использования форма энергии. Она производится на больших и малых электрических станциях в основном с помощью электромеханических индукционных генераторов.
Существует два основных типа электростанций: тепловые и гидроэлектрические. Различаются эти электростанции двигателями, вращающими роторы генераторов.
Тепловая электростанция (ТЭС), электростанция, вырабатывающая электрическую
энергию в результате преобразования тепловой энергии, выделяющейся при
сжигании органического топлива.
На тепловых электростанциях химическая энергия топлива преобразуется
сначала в механическую, а затем в электрическую. Топливом для такой
электростанции могут служить уголь, торф, газ, горючие сланцы, мазут. Сооружать КЭС выгодно в непосредственной близости от мест добычи топлива. При этом потребители электроэнергии
могут находиться на значительном расстоянии от станции.
Гидроэлектрическая станция (ГЭС), комплекс сооружений и оборудования,
посредством которых энергия потока воды преобразуется в электрическую
энергию. ГЭС состоит из последовательной цепи гидротехнических сооружений,
обеспечивающих необходимую концентрацию потока воды и создание напора, и
энергетического оборудования, преобразующего энергию движущейся под
напором воды в механическую энергию вращения, которая, в свою очередь,
преобразуется в электрическую энергию.
Особое место среди ГЭС занимают гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) и
приливные электростанции (ПЭС).
ПЭС преобразуют энергию морских приливов в электрическую. Электроэнергия
приливных ГЭС в силу некоторых особенностей, связанных с периодичным
характером приливов и отливов, может быть использована в энергосистемах
лишь совместно с энергией регулирующих электростанций, которые восполняют
провалы мощности приливных электростанций в течение суток или месяцев.
Атомная электростанция (АЭС), электростанция, в которой атомная (ядерная)
энергия преобразуется в электрическую. Генератором энергии на АЭС является
атомный реактор. Тепло, которое выделяется в реакторе в результате цепной
реакции деления ядер некоторых тяжёлых элементов, затем так же, как и на
обычных тепловых электростанциях (ТЭС), преобразуется в электроэнергию.
Альтернативные источники энергии:
В последнее время интерес к проблеме использования солнечной энергии резко
возрос, ведь потенциальные возможности энергетики, основанной на
использование непосредственного солнечного излучения, чрезвычайно велики.
Пока еще электрическая энергия, рожденная солнечными лучами, обходится
намного дороже, чем получаемая традиционными способами.
Огромная энергия движущихся воздушных масс. Климатические условия позволяют развивать ветроэнергетику на огромной территории.
Усилиями ученых и инженеров созданы самые разнообразные конструкции современных ветровых установок.
Издавна люди знают о стихийных проявлениях гигантской энергии,
таящейся в недрах земного шара. Энергия Земли пригодна не только для отопления помещений,но и для получения электроэнергии. Уже давно
работают электростанции, использующие горячие подземные источники. Первая
такая электростанция, совсем еще маломощная, была построена в 1904 году в
небольшом итальянском городке Лардерелло.
Электрический ток вырабатывается в генераторах - устройствах, преобразующих энергию того или иного вида в электрическую энергию. К таким устройствам относятся гальванические элементы, электростатические машины, термобатареи.
Электрический ток никогда не получил бы такого широкого применения, если бы его нельзя было преобразовать почти без потерь энергии. Преобразование переменного тока, при котором напряжение увеличивается или уменьшается в несколько раз практически без потери мощности, осуществляется с помощью трансформаторов.
Трансформатор — очень простое устройство, которое позволяет, как повышать,
повышении напряжения уменьшается сила тока, и наоборот. Для сварочных аппаратов требуются понижающие трансформаторы. Для сварки нужны очень сильные токи, и трансформатор сварочного аппарата имеет всего лишь один выходной виток. Вы, наверное, обращали внимание, что сердечник трансформатора изготовляют из тонких листиков стали. Это сделано для того, чтобы не терять энергии при преобразовании напряжения. В листовом материале вихревые токи будут играть меньшую роль, чем в сплошном.
Потребители электроэнергии имеются повсюду. Производится же она в
сравнительно немногих местах, близких к источникам топливных и
гидроресурсов. Поэтому возникает необходимость передачи электроэнергии на
расстояния, достигающие иногда сотен километров.
Но передача электроэнергии на большие расстояния связана с заметными
потерями. Дело в том, что, протекая по линиям электропередачи, ток
нагревает их. При большой длине линии передача энергии может
стать вообще экономически невыгодной. Для уменьшения потерь можно, конечно,
идти по пути уменьшения сопротивления R линии посредством увеличения
площади поперечного сечения проводов. Но для уменьшения R, к примеру, в 100
раз нужно увеличить массу провода также в 100 раз. Ясно, что нельзя
допустить такого большого расходования дорогостоящего цветного металла, не
говоря уже о трудностях закрепления тяжелых проводов на высоких мачтах и т.
п. Поэтому потери энергии в линии снижают другим путем: уменьшением тока в
линии. Например, уменьшение тока в 10 раз уменьшает количество
выделившегося в проводниках тепла в 100 раз, т. е. достигается тот же
эффект, что и от стократного утяжеления провода.
Так как мощность тока пропорциональна произведению силы тока на напряжение,
то для сохранения передаваемой мощности нужно повысить напряжение в линии
передачи. Причем, чем длиннее линия передачи, тем выгоднее использовать
более высокое напряжение. Так, например, в высоковольтной линии передачи
Волжская ГЭС — Москва используют напряжение в 500 кв. Между тем генераторы
переменного тока строят на напряжения, не превышающие 16—20 кв., так как
более высокое напряжение потребовало бы принятия более сложных специальных
мер для изоляции обмоток и других частей генераторов.
Поэтому на крупных электростанциях ставят повышающие трансформаторы.
Трансформатор увеличивает напряжение в линии во столько же раз, во сколько
уменьшает силу тока. Потери мощности при этом невелики.
Для непосредственного использования электроэнергии в двигателях
электропривода станков, в осветительной сети и для других целей напряжение
на концах линии нужно понизить. Это достигается с помощью понижающих
трансформаторов. Причем обычно понижение напряжения и соответственно
увеличение силы тока происходит в несколько этапов. На каждом этапе
напряжение становится все меньше, а территория, охватываемая электрической
сетью, - все шире. Схема передачи и распределения электроэнергии приведена
Электрические станции ряда областей страны соединены высоковольтными
линиями передач, образуя общую электросеть, к которой присоединены
потребители. Такое объединение называется энергосистемой. Энергосистема
обеспечивает бесперебойность подачи энергии потребителям не зависимо от их
Использование электроэнергетики в различных областях науки.
Главным потребителем электроэнергии является промышленность, на долю которой приходится около 70 % производимой энергии. Крупным потребителем является транспорт. Все большее количество железнодорожных линий переводится на электрическую тягу. Почти все деревни и села получают электроэнергию от электростанций для производственных и бытовых нужд. О применении электроэнергии для освещения жилищ и в бытовых электроприборах знает каждый.
Около трети электроэнергии, потребляемой промышленностью, используется для технологических целей( электросварка, электрический нагрев, плавление металлов, электролиз). Современная цивилизация немыслима без широкого использования электроэнергии. Нарушение снабжения электроэнергией большого города при аварии парализует его жизнь.
ХХ век стал веком, когда наука вторгается во все сферы жизни общества: экономику, политику, культуру, образование и т.д. Естественно, что наука непосредственно влияет на развитие энергетики и сферу применения электроэнергии. С одной стороны наука способствует расширению сферы применения электрической энергии и тем самым увеличивает ее потребление, нос другой стороны в эпоху, когда неограниченное использование невозобновляемых энергетических ресурсов несет опасность для будущих поколений, актуальными задачами науки становятся задачи разработки энергосберегающих технологий и внедрение их в жизнь.Около 80% прироста ВВП развитых стран достигается за счет технических инноваций, основная часть которых связана с использованием электроэнергии. Все новое в промышленность, сельское хозяйство и быт приходит к нам благодаря новым разработкам в различных отраслях науки. Большая часть научных разработок начинается с теоретических расчетов. Но если в ХIХ веке эти расчеты производились с помощью пера и бумаги, то в век НТР все теоретические расчеты, отбор анализ научных данных и даже лингвистический разбор литературных произведений делаются с помощью ЭВМ , которые работают на электрической энергии, наиболее удобной для передачи ее на расстояние и использования. Но если первоначально ЭВМ использовались для научных расчетов, то теперь из науки компьютеры пришли в жизнь. Сейчас они используются во всех сферах деятельности человека: для записи их ранения информации, создания архивов, подготовки и редактирования текстов,выполнения чертежных и графических работ, автоматизации производства исельского хозяйства. Электронизация и автоматизация производства - важнейшие последствия "второй промышленной" или "микроэлектронной"революции в экономике развитых стран. Все новые теоретические разработки после расчетов на ЭВМ проверяются экспериментально. И, как правило, на этом этапе исследования проводятся с помощью физических измерений, химических анализов и т.д. Здесь инструменты научных исследований многообразны - многочисленные измерительные приборы, ускорители, электронные микроскопы ,магниторезонансные томографы и т.д. Основная часть этих инструментов экспериментальной науки работают на электрической энергии. Очень бурно развивается наука в области средств связи и коммуникаций. Спутниковая связь используется уже не только как средство международной связи, но и в быту - спутниковые антенны не редкость и в нашем городе. Новые средства связи, например волоконная техника, позволяют значительно снизить потери электроэнергии в процессе передачи сигналов на большие расстояния. Не обошла наука и сферу управления. По мере развития НТР, расширения производственной и непроизводственной сфер деятельности человека, все более важную роль в повышении их эффективности начинает играть управление. До начала "кибернетической" революции существовала только бумажная Информатика, основным средством восприятия которой оставался человеческий мозг, и которая не использовала электроэнергию. "Кибернетическая" революция породила принципиально иную - машинную информатику, соответствующую гигантски возросшим потокам информации, источником энергии для которой служит электроэнергия. Созданы совершенно новые средства получения информации, ее накопления, обработки и передачи, в совокупности образующие сложную информационную структуру. Она включает АСУ (автоматизированные системы управления), информационные банки данных, автоматизированные информационные базы, вычислительные центры, видеотерминалы, копировальные и фото телеграфные аппараты, общегосударственные информационные системы, системы спутниковой и скоростной волокнисто-оптической связи - все это неограниченно расширило сферу использования электроэнергии.
Сущность электрической энергии и способы ее получения. Основные виды электростанций: тепловые, атомные, гидроэлектрические. Источники энергии тепловых электростанций: мазут, горючие сланцы, нефть, угольная пыль. Передача и использование электроэнергии.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | доклад |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 07.02.2017 |
| Размер файла | 449,3 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
на тему: "Производство, передача и потребление электроэнергии"
Дубинина Марина Николаевна
1. Производство электроэнергии
Электроэнергия производится на электрических станциях зачастую при помощи электромеханических индукционных генераторов. Существует 2 основных вида электростанций -- тепловые электростанции (ТЭС) и гидроэлектрические электростанции (ГЭС) -- различающиеся характером двигателей, которые вращают роторы генераторов.
Источником энергии на ТЭС является топливо: мазут, горючие сланцы, нефть, угольная пыль. Роторы электрогенераторов приводятся во вращение при помощи паровых и газовых турбин либо двигателями внутреннего сгорания (ДВС).
Как известно, КПД тепловых двигателей увеличивается с ростом начальной температуры рабочего тела. Поэтому пар, который поступает в турбину, доводят до порядка 550 °С при давлении около 25 МПа. КПД ТЭС достигает 40 %.
На тепловых электростанциях (ТЭЦ) большая часть энергии отработанного пара применяется на промышленных предприятиях и для бытовых нужд. КПД ТЭЦ может достигать 60-70 %.
На ГЭС для вращения роторов генераторов применяют потенциальную энергию воды. Роторы приводятся во вращение гидравлическими турбинами.
Мощность станции зависит от разности уровней воды, которые создаются плотиной (напора), и от массы воды, которая проходит через турбину за 1 секунду (расхода воды).
Часть электроэнергии, которая потребляется в России (примерно 10 %), производится на атомных электростанциях (АЭС).
2. Передача электроэнергии
В основном, этот процесс сопровождается существенными потерями, которые связаны с нагревом проводов линий электропередачи током. Согласно закону Джоуля-Ленца энергия, которая расходуется на нагрев проводов, является пропорциональной квадрату силы тока и сопротивлению линии, так что при большой длине линии передача электроэнергии может стать экономически невыгодной. Поэтому нужно уменьшать силу тока, что при заданной передаваемой мощности приводит к необходимости увеличения напряжения. Чем длиннее линия электропередачи, тем выгоднее применять большие напряжения (на некоторых напряжение достигает 500 кВ). Генераторы переменного тока выдают напряжения, которые не могут быть больше 20 кВ (что связано со свойствами используемых изоляционных материалов).
Поэтому на электростанциях ставят повышающие трансформаторы, которые увеличивают напряжение и во столько же раз уменьшают силу тока. Для подачи потребителям электроэнергии необходимого (низкого) напряжения на концах линии электропередачи ставят трансформаторы понижающие. Понижение напряжения обычно производится поэтапно.
3. Использование электроэнергии
Электрическая энергия используется почти повсеместно. Конечно, большая часть производимой электроэнергии приходится на промышленность. Помимо этого, крупным потребителем будет являться транспорт.
Многие железнодорожные линии уже давно перешли на электрическую тягу. Освещение жилищ, улиц городов, производственные и бытовые нужды сел и деревень - все это тоже является крупным потребителем электроэнергии.
Огромная часть получаемой электроэнергии превращается в механическую энергию. Все механизмы, используемые в промышленности, приводятся в движение за счет электродвигателей. Потребителей электроэнергии достаточно, и находятся они повсюду.
А производится электроэнергия лишь в немногих местах. Возникает вопрос о передаче электроэнергии, причем на большие расстояния. При передаче на большие расстояния, происходит много потерь электроэнергии. Главным образом, это потери на нагрев электропроводов.
По закону Джоуля-Ленца энергия, расходуемая на нагрев, вычисляется по формуле:
электрический энергия атомный тепловой
Так как снизить сопротивление до приемлемого уровня практически невозможно, то приходится уменьшать силу тока. Для этого повышают напряжение. Обычно на станциях стоят повышающие генераторы, а в конце линий передач стоят понижающие трансформаторы. И уже с них энергия расходится по потребителям.
Потребность в электрической энергии постоянно увеличивается. Для того чтобы соответствовать запросам на увеличение потребления есть два пути:
1. Строительство новых электростанций
2. Использование передовых технологий.
Эффективное использование электроэнергии
Первый способ требует затрат большого числа строительных и денежных ресурсов. На строительство одной электростанции тратится несколько лет. К тому же, например, тепловые электростанции потребляют много невозобновляемых природных ресурсов, и наносят вред окружающей природной среде.
Использовать передовые технологии очень верное решение данной проблемы. К тому же необходимо избегать напрасных трат электроэнергии и свести неэффективное использование к минимуму.
Подобные документы
Особенности тепловых и атомных электростанций, гидроэлектростанций. Передача и перераспределение электрической энергии, использование ее в промышленности, быту, транспорте. Осуществление повышение и понижение напряжения с помощью трансформаторов.
презентация [6,3 M], добавлен 12.01.2015
История рождения энергетики. Виды электростанций и их характеристика: тепловая и гидроэлектрическая. Альтернативные источники энергии. Передача электроэнергии и трансформаторы. Особенности использования электроэнергетики в производстве, науке и быту.
презентация [51,7 K], добавлен 18.01.2011
Промышленная и альтернативная энергетика. Преимущества и недостатки гидроэлектростанций, тепловых и атомных электростанций. Получение энергии без использования традиционного ископаемого топлива. Эффективное использование энергии, энергосбережение.
презентация [1,2 M], добавлен 15.05.2016
Производство электрической энергии. Основные виды электростанций. Влияние тепловых и атомных электростанций на окружающую среду. Устройство современных гидроэлектростанций. Достоинство приливных станций. Процентное соотношение видов электростанций.
презентация [11,2 M], добавлен 23.03.2015
Описание процессов получения электроэнергии на тепловых конденсационных электрических станциях, газотурбинных установках и теплоэлектроцентралях. Изучение устройства гидравлических и аккумулирующих электростанций. Геотермальная и ветровая энергетика.
Введение 3
1. Учет электрический энергии 4
1.1 Средства учета электрической энергии 4
1.2 Многотарифный учет 5
2. Учет тепловой энергии и теплоносителя 7
2.1 Метрологические требования к узлам учета тепловой энергии 7
2.2 Процедура создания узлов коммерческого учета 8
3. Учет природного газа 10
3.1 Метрологические требования к узлам учета газа 10
Заключение 13
Список использованной литературы 14
1. Учет электрический энергии
Основной целью учета электроэнергии является получение достоверной информации о производстве, передаче, распределении и потреблении электрической энергии на оптовом и розничном рынках электроэнергии для решения основных технико-экономических задач:
- финансовых расчетов за электроэнергию и мощность между субъектами рынка (сетевыми, энергосбытовыми организациями, потребителями электроэнергии) с учетом ее качества;
- определения и прогнозирования технико-экономических показателей производства, передачи и распределения электроэнергии;
- определения и прогнозирования технико-экономических показателей потребления электроэнергии на предприятиях промышленности, транспорта, сельского хозяйства и др.;
- обеспечения энергосбережения и управления электропотреблением.
1.1 Средства учета электрической энергии
Средство учета электрической энергии (или измерительный комплекс учета) - совокупность устройств, обеспечивающих измерение и учет электроэнергии и соединенных между собой по установленной схеме. Эта совокупность включает в себя измерительные преобразователи тока и напряжения, электросчетчики (активной и реактивной электрической энергии), а также телеметрические датчики, информационно-измерительные системы и их линии связи.
Типы средств измерений и схемы их соединения определяются числом фаз и уровнями тока и напряжения контролируемой электросети в точке измерения.
В общем случае комплект приборов, с помощью которого производится измерение количества электрической энергии, состоит из следующих узлов:
• измерительного преобразователя тока;
• измерительного преобразователя напряжения;
• электросчетчика.
В отдельных случаях измерительные преобразователи из этой схемы могут исключаться.
Использование измерительных преобразователей обусловлено необходимостью приведения высоких уровней тока и напряжения в точке измерения к уровням, соответствующим номинальным величинам тока и напряжения электросчетчика [1].
1.2 Многотарифный учет
В последние годы в связи с многократным увеличением стоимости ТЭР их доля в себестоимости продукции существенно возросла и доходит на многих промышленных предприятиях до 20-30 %, а в таких энергоемких производствах, как, например, электролиз алюминия - до 60 %. Следовательно, для каждого предприятия должен быть установлен экономически целесообразный предел потребления ТЭР на производственные нужды в рамках существующих на предприятии технологий. В связи с этим изменились экономические и технические требования к организации энергоучета, которые связаны с развитием экономических отношений между поставщиками и потребителями, а также прогрессом в области приборного учета и его автоматизации.
Под давлением рынка потребители (промышленные предприятия) начинают осознавать, что в их интересах рассчитываться с поставщиком энергоресурсов не по каким-то условным нормам, договорным величинам или показаниям устаревших и неточных приборов, а на основе современного, высокоточного автоматизированного учета, сводящего к минимуму участие человека на этапах измерения, сбора и обработки данных и обеспечивающего необходимую достоверность, точность и адаптируемость без дополнительных материальных затрат к различным тарифным системам.
Следует отметить, что развитие тарифных систем, гармонизирующих противоречивые интересы поставщиков и потребителей энергоресурсов, является постоянной мировой практикой.
В России эта практика осуществляется с 1996 г. путем введения зонных тарифов на электроэнергию как альтернативы для промышленных предприятий, использовавших двухставочный тариф. Согласно этим тарифам плата устанавливается только за потребленную электроэнергию, но в зависимости от времени суток (например, для ночных часов тариф может иметь коэффициент 0,5 относительно базовой ставки, для дневных или часов полупик- 1,0, а для часов пик (времени максимальной нагрузки энергосистем ы )- 2,0 или другие значения, конкретные для каждой энергосистемы). В Свердловской области возможность использовать зонные тарифы с показателями примерно соответствующими указанным выше была дана большинству промышленных предприятий в соответствии с постановлением Региональной энергетической комиссии 2003 г [2].
По сравнению с одноставочным и двухставочным тарифами зонный точнее аппроксимирует реальный график электропотребления тремя и более параметрами и поэтому позволяет через экономические рычаги влиять на график нагрузки и снижать суммарные энергозатраты как потребителей, так и энергосистемы.
Заключение
Учет топлива, тепловой и электрической энергии имеет исключительно важное значение для развития промышленного производства. Он позволяет создать основу для проведения энергосберегающих мероприятий и внедрения энергоэффективных технологий на промышленных предприятиях.
Без учета энергетических ресурсов невозможно оценить экономический эффект от проведения энергосберегающих мероприятий и от перехода на технологические процессы малой энергоемкости. Сам по себе учет энергетических ресурсов не является энергосберегающим мероприятием, однако его осуществление позволяет выявить резервы энергосбережения. У крупных потребителей энергоресурсов, имеющих в своем составе много различных энергопотребляющих установок, целесообразно осуществлять учет расхода энергии в режиме реального времени с помощью современных информационно-измерительных систем. Для этого приборы учета могут быть объединены в единую информационную сеть.
Данные, полученные при учете энергетических ресурсов, необходимы как энергетическим службам предприятия в целях обеспечения рационального использования ресурсов, так и энергоаудиторским организациям для заполнения энергетического паспорта потребителя, а также для разработки рекомендаций по экономии энергии.
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Преподаватель технологии Веселов А. В.
Определение расхода и стоимости электрической энергии .
В наших квартирах , домах , школе появляется всё большее количество различных электрических приборов – работают телевизоры и компьютеры , закипают чайники , греются фены , электроплиты и обогреватели , светят лампы …
И мы порой даже не задумываемся – СКОЛЬКО СТОИТ НАШ КОМФОРТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ .
Как же в домашних условиях рассчитать стоимость электроэнергии ?
Как определить мощность электроприбора ?
Сколько нужно будет заплатить за электроэнергию при работе лампочки на 20 Вт в течение 50 часов ?
История создания счётчика . ( коротко )
Когда новый продукт – электроэнергию – начали продавать , возникла необходимость определить её стоимость .
Однако было неясно , в каких единицах следует вести учет , и какие принципы измерения были бы наиболее удобными . Вот тогда и появился счетчик .
В 1889 г в Париже на всемирной выставке Элих Томсон получил главный приз за использование в электросчетчике мотора . Однако данный счетчик использовался только для постоянного тока , а после изобретения трансформаторов нужны были уже счетчики для переменного тока
Впоследствии , в поздних 90- х девятнадцатого века , в обиход вошел индукционный электросчетчик , счетчик ватт - часов , наиболее распространенный и в настоящее время
В чем же заключается конструкция и принцип действия электросчётчика ?
Конструкция электросчётчика состоит из : катушки напряжения и тока , счетный механизм ( в виде червячной передачи ), постоянный магнит , алюминиевый диск .
Индукционный счётчик в последние годы претерпел множество изменений и усовершенствований , а к 20 столетию и вовсе были разработаны трёхфазные индукционные счётчики с двумя или тремя системами измерения . Такие счётчики до сих пор производятся и добросовестно выполняют свою работу по учёту электроэнергии .
В настоящее время человек постоянно совершенствует электросчетчики , и на сегодняшний день определенная модель устройства установлена в каждом доме : однотарифные , двухтарифные , однофазные , электронные , дистационные , трёхфазные и т . д .
Счётчик электрической энергии ( электрический счётчик ) - прибор для измерения расхода электроэнергии переменного или постоянного тока . ( измеряется в кВт / ч ).
Расчет расхода и стоимости потребленной электроэнергии .
Способ определения расхода и стоимости электрической энергии ( по счётчику ).
Для подсчета электроэнергии в домашних условиях нужно знать показания счетчика электроэнергии и ее тариф .
Вывод : Чтобы определить стоимость электроэнергии за месяц по счётчику , нужно о пределить текущие и предыдущие показания счётчика , найти количество электрической энергии ( вычесть с текущего предыдущее показание ). Умножить тариф на разницу показаний и найти стоимость электроэнергии . ( С = А * Тариф )
Данный способ мы применяем , используя квитанции на оплату электроэнергии .
Информация к сведению :
Примечания :
1 кВт =1000 Вт ,
1 кВт * ч = 1000 Вт * ч ;
1 кВт =50 лампочек *20 Вт или 1 кВт =100 Вт *10 ч
Пример расчета стоимости потребленной электроэнергии .
Имеется электрическая лампа мощностью 100 Вт . Ежедневно лампа горит в коридоре в течение 6 часов . Рассчитать стоимость электроэнергии за один месяц (30 дней ) при тарифе 3,32 рубля за 1 кВт * ч .
I Введение
II Производство и использование электроэнергии
1. Генерация электроэнергии
1.1 Генератор
2. Использование электроэнергии
III Трансформаторы
1. Назначение
2. Классификация
3. Устройство
4. Характеристики
5. Режимы
5.1 Холостой ход
5.2 Режим короткого замыкания
5.3 Нагрузочный режим
IV Передача электроэнергии
V ГОЭЛРО
1. История
2. Результаты
VI Список использованной литературы
I. Введение
Электроэнергия, один из самых важных видов энергии, играет огромную роль в современном мире. Она является стержнем экономик государств, определяя их положение на международной арене и уровень развития. Огромные суммы денег вкладываются ежегодно в развитие научных отраслей, связанных с электроэнергией.
Электроэнергия является неотъемлемой частью повседневной жизни, поэтому важно владеть информацией об особенностях её производства и использования.
II. Производство и использование электроэнергии
1. Генерация электроэнергии
Генерация электроэнергии – производство электроэнергии посредством преобразования её из других видов энергии с помощью специальных технических устройств.
Для генерации электроэнергии используют:
Электрический генератор – электрическую машину, в которой механическая работа преобразуется в электрическую энергию.
Солнечную батарею или фотоэлемент – электронный прибор, который преобразует энергию электромагнитного излучения, в основном светового диапазона, в электрическую энергию.
Химические источники тока – преобразование части химической энергии в электрическую, посредством химической реакции.
Радиоизотопные источники электроэнергии – устройства, использующие энергию, выделяющуюся при радиоактивном распаде, для нагрева теплоносителя или преобразующие её в электроэнергию.
Электроэнергия вырабатывается на электростанциях: тепловых, гидравлических, атомных, солнечных, геотермальных, ветряных и других.
Практически на всех электростанциях, имеющих промышленное значение, используется следующая схема: энергия первичного энергоносителя с помощью специального устройства преобразовывается вначале в механическую энергию вращательного движения, которая передается в специальную электрическую машину – генератор, где вырабатывается электрический ток.
Основные три вида электростанций: ТЭС, ГЭС, АЭС
Ведущую роль в электроэнергетике многих стран играют тепловые электростанции (ТЭС).
Тепловые электростанции требуют огромного количества органического топлива, запасы же его сокращаются, а стоимость постоянно возрастает из-за все усложняющихся условий добычи и дальности перевозок. Коэффициент использования топлива в них довольно низок (не более 40%), а объемы отходов, загрязняющих окружающую среду, велики.
Экономические, технико-экономические и экологические факторы не позволяют считать тепловые электростанции перспективным способом получения электроэнергии.
Гидроэнергетические установки (ГЭС) являются самыми экономичными. Их КПД достигает 93 %, а стоимость одного кВт•ч в 5 раз дешевле, чем при других способах получения электроэнергии. Они используют неисчерпаемый источник энергии, обслуживаются минимальным количеством работ¬ников, хорошо регулируются. По величине и мощности отдельных гидростанций и агрегатов наша страна занимает ведущее положение в мире.
Но темпы развития сдерживают значительные затраты и сроки строительства, обусловленные удаленностью мест строительства ГЭС от крупных городов, отсутствие дорог, трудные условия строительства, подвержены влиянию сезонности режима рек, водохранилищами затапливаются большие площади ценных приречных земель, крупные водохранилища негативно воздействуют на экологическую ситуацию, мощные ГЭС могут быть построены только в местах наличия соответствующих ресурсов.
Атомные электростанции (АЭС) работают по одному принципу с тепловыми электростанциями, т. е. происходит преобразование тепловой энергии пара в механическую энергию вращения вала турбины, которая приводит в действие генератор, где механическая энергия преобразовывается в электрическую.
Главное достоинство АЭС – небольшое количество используемого топлива (1 кг обогащенного урана заменяет 2,5 тыс. т угля), вследствие чего АЭС могут быть построены в любых энергодефицитных районах. К тому же запасы урана на Земле превышают запасы традици-онного минерального топлива, а при безаварийной работе АЭС незначительно воздействуют на окружающую среду.
Главным недостатком АЭС является возможность аварий с катастрофическими последствиями, для предотвращения которых требуются серьезные меры безопасности. Кроме того, АЭС плохо регулируются (для их полной остановки или включения требуется несколько недель), не разработаны технологии переработки радиоактивных отходов.
Атомная энергетика выросла в одну из ведущих отраслей народного хозяйства и продолжает быстро развиваться, обеспечивая безопасность и экологическую чистоту.
1.1 Генератор
Электрический генератор – это устройство, в котором неэлектрические виды энергии (механическая, химическая, тепловая) преобразуются в электрическую энергию.
Принцип действия генератора основан на явлении электромагнитной индукции, когда в проводнике, двигающемся в магнитном поле и пересекающем его магнитные силовые линии, индуктируется ЭДС Следовательно, такой проводник может нами рассматриваться как источник электрической энергии.
Способ получения индуктированной ЭДС, при котором проводник перемещается в магнитном поле, двигаясь вверх или вниз, очень неудобен при практическом его использовании. Поэтому в генераторах применяется не прямолинейное, а вращательное движение проводника.
Основными частями всякого генератора являются: система магнитов или чаще всего электромагнитов, создающих магнитное поле, и система проводников, пересекающих это магнитное поле.
Генератор переменного тока – электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую энергию переменного тока. Большинство генераторов переменного тока используют вращающееся магнитное поле.
В прямоугольном контуре вращается постоянный магнит
При вращении рамки изменяется магнитный поток через нее, поэтому в ней индуцируется ЭДС. Так как с помощью токосъемника (колец и щеток) рамка соединена с внешней электрической цепью, то в рамке и внешней цепи возникает электрический ток.
При равномерном вращении рамки угол поворота изменяется по закону:
Магнитный поток через рамку также изменяется с течение времени, его зависимость определяется функцией:
где S − площадь рамки.
По закону электромагнитной индукции Фарадея ЭДС индукции, возникающая в рамке равна:
где – амплитуда ЭДС индукции.
Другая величина, которой характеризуется генератор, является сила тока, выражающаяся формулой:
где i — сила тока в любой момент времени, Im – амплитуда силы тока (максимальное по модулю значение силы тока), φc — сдвиг фаз между колебаниями силы тока и напряжения.
Электрическое напряжение на зажимах генератора меняется по синусодальному или косинусоидальному закону:
или
Почти все генераторы, установленные на наших электростанциях, являются генераторами трехфазного тока. По существу, каждый такой генератор представляет собой соединение в одной электрической машине трех генераторов переменного тока, сконструированных таким образом, что индуцированные в них ЭДС сдвинуты друг относительно друга на одну треть периода:
2. Использование электроэнергии
Электроснабжение промышленных предприятий. Промышленные предприятия потребляют 30-70% электроэнергии, вырабатываемой в составе электроэнергетической системы. Значительный разброс промышленного потребления определяется индустриальной развитостью и климатическими условиями различных стран.
Электроснабжение электрифицированного транспорта. Выпрямительные подстанции электротранспорта на постоянном токе (городской, промышленный, междугородний) и понижающие ПС междугороднего электрического транспорта на переменном токе питаются электроэнергией от электрических сетей ЭЭС.
Электроснабжение коммунально-бытовых потребителей. К данной группе ПЭ относится широкий круг зданий, расположенных в жилых районах городов и населенных пунктов. Это – жилые здания, здания административно-управленческого назначения, учебные и научные заведения, магазины, здания здравоохранения, культурно-массового назначения, общественного питания и т.п.
III. Трансформаторы
Трансформатор – статическое электромагнитное устройство, имеющее две или большее число индуктивно-связанных обмоток и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной (первичной) системы переменного тока в другую (вторичную) систему переменного тока.
Схема устройства трансформатора
1 – первичная обмотка трансформатора
2 – магнитопровод
3 – вторичная обмотка трансформатора
Ф – направление магнитного потока
U1 – напряжение на первичной обмотке
U2 – напряжение на вторичной обмотке
Первые трансформаторы с разомкнутым магнитопроводом предложил в 1876 г. П.Н. Яблочков, который применил их для питания электрической "свечи". В 1885 г. венгерские ученые М. Дери, О. Блати, К. Циперновский разработали однофазные промышленные трансформаторы с замкнутым магнитопроводом. В 1889-1891 гг. М.О. Доливо-Добровольский предложил трехфазный трансформатор.
1. Назначение
Трансформаторы широко применяются в различных областях:
Для передачи и распределения электрической энергии
Обычно на электростанциях генераторы переменного тока вырабатывают электрическую энергию при напряжении 6-24 кВ, а передавать электроэнергию на дальние расстояния выгодно при значительно больших напряжениях (110, 220, 330, 400, 500, и 750 кВ). Поэтому на каждой электростанции устанавливают трансформаторы, осуществляющие повышение напряжения.
Распределение электрической энергии между промышленными предприятиями, населёнными пунктами, в городах и сельских местностях, а также внутри промышленных предприятий производится по воздушным и кабельным линиям, при напряжении 220, 110, 35, 20, 10 и 6 кВ. Следовательно, во всех распределительных узлах должны быть установлены трансформаторы, понижающие напряжение до величины 220, 380 и 660 В.
Для обеспечения нужной схемы включения вентилей в преобразовательных устройствах и согласования напряжения на выходе и входе преобразователя (преобразовательные трансформаторы).
Для различных технологических целей: сварки (сварочные трансформаторы), питания электротермических установок (электропечные трансформаторы) и др.
Для питания различных цепей радиоаппаратуры, электронной аппаратуры, устройств связи и автоматики, электробытовых приборов, для разделения электрических цепей различных элементов указанных устройств, для согласования напряжения и пр.
Для включения электроизмерительных приборов и некоторых аппаратов (реле и др.) в электрические цепи высокого напряжения или же в цепи, по которым проходят большие токи, с целью расширения пределов измерения и обеспечения электробезопастности. (измерительные трансформаторы)
2. Классификация
- По назначению: силовые общего(используются в линиях передачи и распределения электроэнергии) и специального применения (печные, выпрямительные, сварочные, радиотрансформаторы).
- По виду охлаждения: с воздушным (сухие трансформаторы) и масляным (масляные трансформаторы) охлаждением.
- По числу фаз на первичной стороне: однофазные и трёхфазные.
- По форме магнитопровода: стержневые, броневые, тороидальные.
- По числу обмоток на фазу: двухобмоточные, трёхобмоточные, многообмоточные (более трёх обмоток).
- По конструкции обмоток: с концентрическими и чередующимися (дисковыми) обмотками.
3. Устройство
Простейший трансформатор (однофазный трансформатор) представляет собой устройство, состоящее из стального сердечника и двух обмоток.
Принцип устройства однофазного двухобмоточного трансформатора
Магнитопровод представляет собой магнитную систему трансформатора, по которой замыкается основной магнитный поток.
При подаче в первичную обмотку переменного напряжения, во вторичной обмотке индуцируется ЭДС той же частоты. Если ко вторичной обмотке подключить некоторый электроприемник, то в ней возникает электрический ток и на вторичных зажимах трансформатора устанавливается напряжение, которое несколько меньше, чем ЭДС и в некоторой относительно малой степени зависит от нагрузки.
Условное обозначение трансформатора:
а) – трансформатор со стальным сердечником, б) – трансформатор с сердечником из феррита
4. Характеристики трансформатора
- Номинальная мощность трансформатора – мощность, на которую он рассчитан.
- Номинальное первичное напряжение – напряжение, на которое рассчитана первичная обмотка трансформатора.
- Номинальное вторичное напряжение – напряжение на зажимах вторичной обмотки, получающееся при холостом ходе трансформатора и номинальном напряжении на зажимах первичной обмотки.
- Номинальные токи, определяются соответствующими номинальными значениями мощности и напряжения.
- Высшее номинальное напряжение трансформатора – наибольшее из номинальных напряжений обмоток трансформатора.
- Низшее номинальное напряжение – наименьшее из номинальных напряжений обмоток трансформатора.
- Среднее номинальное напряжение – номинальное напряжение, являющееся промежуточным между высшим и низшим номинальным напряжением обмоток трансформатора.
5. Режимы
5.1 Холостой ход
Режимом холостого хода – режим работы трансформатора, при котором вторичная обмотка трансформатора разомкнута, а на зажимы первичной обмотки подано переменное напряжение.
В первичной обмотке трансформатора, соединенной с источником переменного тока течёт ток, в результате чего в сердечнике появляется переменный магнитный поток Φ, пронизывающий обе обмотки. Так как Φ одинаков в обеих обмотках трансформатора, то изменение Φ приводит к появлению одинаковой ЭДС индукции в каждом витке первичной и вторичной обмоток. Мгновенное значение ЭДС индукции e в любом витке обмоток одинаково и определяется формулой:
где – амплитуда ЭДС в одном витке.
Амплитуда ЭДС индукции в первичной и вторичной обмотках будет пропорционально числу витков в соответствующей обмотке:
где N1 и N2 – число витков в них.
Падение напряжения на первичной обмотке, как на резисторе, очень мало, по сравнению с ε1, и поэтому для действующих значений напряжения в первичной U1 и вторичной U2 обмотках будет справедливо следующее выражение:
K – коэффициент трансформации. При K>1 трансформатор понижающий, а при K
Читайте также: