Источники энергии электросетей

Лекция 3. АНАЛИЗ ОПАСНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

Источники энергии электросетей

Источниками энергии электросетей являются электростанции. Носителями энергии могут быть движущийся поток воды, ветер, теплота при сгорании угля, газа, дизельного топлива, атомная энергия, солнечная и др. Значительную долю электроэнергии в энергетике получают с помощью генераторов, преобразующих энергию движущейся воды, ветра, тепла, солнца и т. п. в электрическую энергию.

Наибольшее распространение получили трехфазные системы, благодаря ряду преимуществ: экономии материалов проводов лини электропередачи, простоты и экономичности двигателей и электромашинных генераторов, возможности иметь два разных по величине напряжения (линейное и фазное).

В качестве упрощенного примера первичного источника электроэнергии рассмотрим трехфазный электромашинный генератор переменного тока (см. рис. 1). Ротор соединен с турбиной (на рис. 1 не показана), которую вращает поток воды, пара, ветра или дизель. Существуют гидро-, турбо- и дизельные генераторы, которые используются, соответственно, на гидро-, тепловых, атомных, ветровых или дизельных электростанциях. В странах СНГ примерно 80% электроэнергии вырабатывается с помощью турбогенератов, приводимых в движение горячим паром (ТЭС, АЭС). Примерно 15% электроэнергии вырабатывается с помощью гидрогенераторов, приводимых в движение потоком воды (ГЭС). Остальная часть электроэнергии вырабатывается с помощью ветровых, дизельных и других электростанций. Доля ветровых электростанций в последние годы существенно возрастает.

Ротор представляет собой постоянный магнит. При его вращении в статоре возникает бегущее магнитное поле. В соответствии с законом электромагнитной индукции оно возбуждает в обмотках 1, 2, 3 переменные ЭДС.

Рисунок 1 - Трехфазный электромашинный генератор переменного тока (упрощенный)

Поскольку обмотки 1, 2, 3 расположены вокруг одной оси и смещены одна относительно дугой на 120 , напряжения фаз также смещены на (см. рис. 2).

А б

Рисунок 2 - Схема трехфазной сети (а) и зависимость напряжений фаз от времени (б)

Напряжение между нейтралью (нулевым проводом) и одним из фазных проводов называется фазным. Напряжение между фазными провоми (между линиями) называется линейным.

Часто при анализе состояния электросети пользуются векторной диаграммой, см. рис. 3.На ней фазные напряжения () обозначены: ; ; . Линейные напряжения () обозначены: ; ; . В нормальном режиме работы потенциал земли совпадает с потенциалом нейтрали («» и «0»).

Рисунок 3 – Векторная диаграмма напряжений для трехфазной сети

Из равностороннего треугольника вытекает, что линейное напряжение больше фазного в раз, и поэтому является более опасным!

От электростанций энергия распространяется через линии электропередачи (ЛЭП) на значительные расстояния. С целью уменьшения потерь используется высокое напряжение. На подстанциях оно понижается до рабочего напряжения, предназначенного для работы оборудования и подается потребителю с помощью электросетей. Существуют трехфазные сети переменного тока с различными стандартными значениями линейных и фазных напряжений (220/127 В; 380/220 В; 660/380 и др.).

Электрической сетью называется совокупность электроустановок для передачи и распространения электроэнергии, состоящая из подстанций, распределительных устройств, токопроводов, воздушных (ВЛ) и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории.

В дальнейшем мы будем рассматривать электросети, так как электробезопасность в производственных условиях и в быту зависит главным образом от них. Электростанции и линии электропередачи нами рассматриваться не будут.

Электроустановками называется совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных для производства, преобразования, трансформации, передачи электроэнергии и преобразования ее в другой вид энергии.

Дата добавления: 2015-07-10