Mitä on teho, lämpövoima, sähkövoima ja sähköjärjestelmät

Energia (polttoaineenergiakompleksi) - talouden ala, joka kattaa resurssit, tuotannon, muuntamisen ja erilaisten energiamuotojen käytön.

Energiaa nykyaikaisessa tieteellisessä ymmärryksessä se ymmärretään yleisenä mittana kaikille aineen liikkumismuodoille. Terminen, mekaanisen, sähköisen ja muiden aineen liikkeen muotojen erottaminen.

Energiaa voidaan esittää seuraavilla toisiinsa yhdistetyillä lohkoilla:

1. Luonnonenergiavarat ja kaivosyritykset;

2. Jalostamot ja valmiin polttoaineen kuljetus;

3. Sähkö- ja lämpöenergian tuotanto ja siirto;

4. Energian, raaka-aineiden ja tuotteiden kuluttajat.

Yhteenveto lohkoista:

1) Luonnonvarat jaetaan:

• uusiutuvat (aurinko, biomassa, vesivarat);

• uusiutumattomat (hiili, öljy);

2) Kaivosyritykset (kaivokset, kaivokset, kaasulähteet);

3) polttoaineen käsittelyyritykset (rikastus, tislaus, polttoaineen puhdistus);

4) Polttoaineen kuljetus (rautatiekuljetukset, säiliöalukset);

5) Sähkö- ja lämpöenergian tuotanto (CHP, NPP, HPP);

6) Sähkö- ja lämpöenergian siirto (sähköverkot, putkistot);

7) Energian, lämmön kuluttajat (sähkö ja teollisuusprosessit, lämmitys).

Tärkeimmät energian käyttömuodot ovat lämpö ja sähkö. Energiateollisuutta, joka tutkii lämpö- ja sähköenergian tuotantoa, muuntamista, kuljetusta ja käyttöä, kutsutaan lämpövoimatekniikaksi.

Veden virtausten energia, jota aiemmin käytettiin suoraan mekaanisena energiana, on nyt muutettu vesivoimalaitoksiksi sähköenergiassa. Energiateollisuutta, joka tutkii prosesseja, joissa vesienergiaa muutetaan sähköksi, kutsutaan vesivoima.

Tien avautuminen ydinenergian käytölle loi uuden energia-alan – ydin tai ydinenergia… Ydinprosessien energia muunnetaan lämpö- ja sähköenergiaksi ja käytetään näissä muodoissa.

Liikkuvien ilmamassojen energian käyttöä koskevia kysymyksiä pohditaan tuulivoima. Tuulivoima käytetään pääasiassa mekaanisessa muodossa. Se käsittelee aurinkoenergian käyttöä aurinkoenergia.

Jokaisella energiahaaralla tieteenä on teoreettinen perustansa, joka perustuu tämän alan fyysisten ilmiöiden lakeihin.

Energia, joka on ihmisen toiminnan tärkein alue, kestää pitkään laajamittaiseen kehitykseen.

Energia on pääomavaltainen toimiala. Maan voimalaitosten teho ylittää miljardi kilowattia.

Selkeä ymmärrys eri energiamuotojen yhtenäisyydestä ja vastaavuudesta syntyi vasta 1800-luvun puolivälissä, jolloin oli jo saatu paljon kokemusta joidenkin energiamuotojen muuntamisesta toisiksi:

• luotiin höyrykone, joka muutti lämmön mekaaniseksi energiaksi;

• ensimmäiset sähköenergian lähteet löydettiin - galvaaniset kennot, joissa kemiallinen energia muuttuu suoraan sähköenergiaksi;

• elektrolyysin avulla käänteinen muunnos suoritetaan toistuvasti - sähköenergia kemialliseksi energiaksi;

• luotiin sähkömoottori, jossa sähköenergia muunnetaan mekaaniseksi energiaksi;

• havaittiin ilmiö, jossa sähköenergia muuttuu suoraan lämmöksi.

Vuonna 1831 keksittiin menetelmä mekaanisen energian muuttamiseksi sähköenergiaksi. Luonnollinen johtopäätös valtavasta määrästä kertynyttä tietoa joidenkin energiamuotojen muuntamisesta toiseksi oli löytö energian säilymisen ja muuntamisen laki - yksi fysiikan peruslaeista.

Energian muuntamisen tarve johtuu siitä, että eri prosessit vaativat erilaista energiaa.

Energiamuunnokset eivät rajoitu joidenkin sen muotojen muuntamiseen toisiksi. Lämpöenergiaa käytetään jäähdytysnesteen (höyry, kaasu, vesi) lämpötilan eri arvoissa, sähköenergiaa - vaihto- tai tasavirran muodossa ja eri jännitetasoilla.

Energian muunnos suoritetaan erilaisissa koneissa, laitteissa ja laitteissa, jotka yleensä muodostavat energian teknisen perustan.

Joten kattilalaitoksissa polttoaineiden kemiallinen energia muuttuu lämmöksi, höyryturbiinissa tämä vesihöyryn kuljettama lämpö muunnetaan mekaaniseksi energiaksi, joka sitten sähkögeneraattorissa muunnetaan sähköenergiaksi.

Vesivoimalaitoksissa, vesiturbiineissa ja sähkögeneraattoreissa vesivirtausten energia muunnetaan sähköenergiaksi, sähkömoottoreissa sähköenergia muunnetaan mekaaniseksi energiaksi jne.

Erilaisten energiamuotojen vastaanottamiseen, muuntamiseen, kuljettamiseen ja käyttämiseen suunniteltujen koneiden, laitteiden ja laitteiden luomis- ja käyttömenetelmät perustuvat energian teoreettisten perusteiden asiaankuuluviin osiin ja muodostavat osia sellaisista teknisistä tieteistä kuin lämpötekniikka, sähkötekniikka. suunnittelu, vesirakennus ja tuulitekniikka.

Energia - osa energia-alaa, joka käsittelee suurten sähkömäärien saannin, sen siirtämisen ja jakelun kuluttajille ongelmia, sen kehitys johtuu sähkövoimajärjestelmistä.

Sähköjärjestelmä on joukko toisiinsa kytkettyjä voimalaitoksia, sähkö- ja lämpöjärjestelmiä sekä sähkö- ja lämpöenergian kuluttajia, joita yhdistää sähkön tuotanto-, siirto- ja kulutusprosessin yhtenäisyys.

Sähköjärjestelmä: TPP – sähkön ja lämmön yhteistuotantolaitos, NPP – ydinvoimalaitos, KES – lauhdevoimalaitos, Vesivoimala - vesivoimala, 1-6 — lämpövoimaloiden sähkön kuluttajat

Kaavio lämpölauhdutusvoimalaitoksesta

Sähköjärjestelmä (sähköjärjestelmä, ES) — voimajärjestelmän sähköinen osa.

Sähköjärjestelmän kaavio
Kaavio on esitetty yksirivisenä kuvana, eli yksi viiva tarkoittaa kolmea vaihetta.

Tekninen prosessi sähköjärjestelmässä

Teknologinen prosessi on prosessi, jossa primäärienergialähde (fossiilinen polttoaine, vesivoima, ydinpolttoaine) muunnetaan lopputuotteeksi (sähkö, lämpöenergia). Teknologisen prosessin parametrit ja indikaattorit määräävät tuotannon tehokkuuden.

Tekninen prosessi on esitetty kaavamaisesti kuvassa, josta voidaan nähdä, että energian muuntamisessa on useita vaiheita.

Sähköjärjestelmän teknologisen prosessin kaavio: K - kattila, T - turbiini, G - generaattori, T - muuntaja, voimajohto - voimalinjat

Kattilassa K polttoaineen palamisenergia muunnetaan lämmöksi. Kattila on höyrynkehitin. Turbiinissa lämpöenergia muunnetaan mekaaniseksi energiaksi. Generaattorissa mekaaninen energia muunnetaan sähköenergiaksi. Sähköenergian jännite sen siirtoprosessissa voimalinjaa pitkin asemalta kuluttajalle muunnetaan, mikä varmistaa siirron tehokkuuden.

Teknologisen prosessin tehokkuus riippuu kaikista näistä kytkennöistä, joten kattiloiden, lämpövoimalaitosten turbiinien, vesivoimalaitosten turbiinien, ydinreaktorien, sähkölaitteiden (generaattorit, muuntajat, voimalinjat) toimintaan liittyy monimutkainen järjestelmätehtävä , jne.). On tarpeen valita käyttölaitteiden koostumus, lataus- ja käyttötapa ja noudattaa kaikkia rajoituksia.

Sähköasennus - laitteisto, jossa sähköä tuotetaan, tuotetaan tai kulutetaan, jaetaan. Se voi olla: avoin tai suljettu (sisätiloissa).

Voimalaitos - monimutkainen teknologinen kompleksi, jossa luonnonlähteen energia muunnetaan sähkövirran tai lämmön energiaksi.

On huomattava, että voimalaitokset (erityisesti lämpövoimalat, hiilivoimalat) ovat tärkeimmät energia-alan ympäristön saastumisen lähteet.

Sähköasema – sähkölaitteisto, joka on suunniteltu muuttamaan sähköä jännitteestä toiseen samalla taajuudella.

Voimansiirto (voimalinjat) - rakenne koostuu kohotetuista voimalinjojen sähköasemista ja laskevista sähköasemista (johto-, kaapeli-, tukijärjestelmä), jotka on suunniteltu siirtämään sähköä lähteestä kuluttajalle.

Verkkosähkö - joukko voimalinjoja ja sähköasemia, ts. laitteet, jotka kytkevät virtaa energian kuluttajille.