Что входит в электроэнергетические системы
Перейти к содержимому

Что входит в электроэнергетические системы

  • автор:

Что такое энергетика, теплоэнергетика, электроэнергетика и электрические системы

Энергия в современном научном представлении понимается как общая мера всех форм движения материи. Различают тепловую, механическую, электрическую и другие формы движения материи.

Электроэнергетика

Энергетику можно представить следующими взаимосвязанными блоками:

1. Природные энергетические ресурсы и добывающие предприятия;

2. Перерабатывающие предприятия и транспортировка готового топлива;

3. Выработка и передача электрической и тепловой энергии;

4. Потребители энергии, сырья и продукции.

Краткое содержание блоков:

1) Природные ресурсы делятся на:

  • возобновляемые (солнце, биомасса, гидроресурсы);
  • не возобновляемые (уголь, нефть);

2) Добывающие предприятия (шахты, рудники, газовые вышки);

3) Топливно-перерабатывающие предприятия (обогащение, перегонка, очистка топлива);

4) Транспортировка топлива (железная дорога, танкеры);

5) Выработка электрической и тепловой энергии (ТЭЦ, АЭС, ГЭС);

6) Передача электрической и тепловой энергии (электрические сети, рубопроводы);

7) Потребители энергии, тепла (силовые и промышленные процессы, отопление).

Основными формами, в которых применяется в настоящее время энергия, являются тепло и электричество. Отрасли энергетики, изучающие получение, преобразование, транспортировку и применение тепловой и электрической энергии называются, соответственно, теплоэнергетикой и электроэнергетикой.

Энергия водных потоков, использовавшаяся прежде непосредственно в форме механической энергии, в настоящее время преобразуется на гидроэлектростанциях в энергию электрическую. Отрасль энергетики, изучающая процессы преобразования водной энергии в электрическую, называется гидроэнергетикой.

Открытие путей к использованию энергии атомного ядра создало новую отрасль энергетики — атомную или ядерную энергетику. Энергия ядерных процессов преобразуется в тепловую и электрическую и в этих формах используется.

Вопросами использования энергии перемещающихся масс воздуха занимается ветроэнергетика. Энергия ветра используется в основном в механической форме. Вопросами использования энергии солнца занимается солнечная энергетика.

Каждая из отраслей энергетики как науки имеет свою теоретическую основу, базирующуюся на законах физических явлений в данной области.

Энергетика, как важнейшая сфера человеческой деятельности, требует весьма длительного времени для крупномасштабного развития.

Энергетика капиталоемкая отрасль. Мощность электростанций на Земле превышает миллиард киловатт.

Электроэнергетика была основной движущей силой растущей мировой экономики с начала двадцатого века до настоящего времени. Корреляция между потреблением и доступностью электроэнергии и уровнем жизни сильна, и она продолжает оставаться важнейшим элементом в развивающихся экономиках по всему миру.

В то время как мандат электроэнергетики в двадцатом веке заключался в обеспечении любого количества потребителей энергии, необходимого в любом месте, в любое время и по доступной цене, задача, которую мы вступаем во второе десятилетие двадцать первого века, становится гораздо более сложной, требуя не только надежного, но и более эффективного электроснабжения со все более разнообразными потребительскими требованиями.

Энергетика (топливный энергетический комплекс)

Отчетливое понимание единства и эквивалентности разных форм энергии сложилось только к середине девятнадцатого столетия, когда уже был накоплен большой опыт преобразования одних форм энергии в другие:

  • создана паровая машина, преобразовывающая тепло в механическую энергию ;
  • открыты первые источники электрической энергии — гальванические элементы, в которых осуществлялось непосредственное преобразование химической энергии в электрическую;
  • путем электролиза многократно осуществлено обратное преобразование — электрической энергии в химическую ;
  • создан электрический двигатель, в котором электрическая энергия преобразовывалась в механическую;
  • открыто явление непосредственного преобразования электрической энергии в тепло.

В 1831 году открыт способ превращения механической энергии в электрическую. Естественным завершением огромного объема накопленных данных по преобразованию одних форм энергии в другие явилось открытие закона сохранения и превращения энергии — одного из основных законов физики.

Потребность в преобразованиях энергии вызывается тем, что в разных процессах необходима различная форма энергии.

Преобразования энергии не исчерпываются превращением одних ее форм в другие. Тепловая энергия применяется при разных значениях температуры теплоносителя (пар, газ, вода), электрическая — в виде переменного или постоянного тока и при разных уровнях напряжения.

Преобразования энергии осуществляются в разных машинах, аппаратах и устройствах, в целом составляющих техническую основу энергетики.

Так, в котельных установках химическая энергия топлив преобразуется в тепло , в паровой турбине это тепло, носителем которого является водяной пар, преобразуется в механическую энергию, которая затем в электрическом генераторе преобразуется в энергию электрическую .

Н а гидроэлектростанциях в гидротурбинах и электрогенераторах энергия водных потоков преобразуется в электрическую , в электрических двигателях электрическая энергия преобразуется в механическую и т. д.

Способы создания и использования разных машин, аппаратов, устройств, предназначенных для получения, преобразования, транспортировки и применения разных форм энергии, базируются на соответствующих разделах теоретических основ энергетики и составляют разделы таких технических наук, как теплотехника, электротехника, гидротехника, ветротехника.

Электроэнергетика — часть энергетики, занятая проблемами получения больших количеств электроэнергии, передача ее на расстояние и распределение между потребителями, развитие ее идет за счет электроэнергетических систем.

Электроэнергетическая система — это совокупность взаимосвязанных электрических станций, электрических и тепловых систем, а также потребителей электрической и тепловой энергии, объединяющиеся единством процесса производства, передачи и потребления электроэнергии.

Электроэнергетическая система

Электроэнергетическая система: ТЭЦ — теплоэлектроцентраль, АЭС — атомная электростанция, КЭС — конденсационная электростанция, ГЭС — гидроэлектростанция, 1-6 — потребители электроэнергии ТЭЦ

Схема тепловой конденсационной электростанции

Электрическая система (электросистема, ЭС) — электрическая часть электроэнергетической системы.

ТЭЦ и электрическая система

Схема электрической системы

Схема электрической системы
Схема приведена в однолинейном изображении, т. е. под одной линией имеются в виду три фазы.

Технологический процесс в энергосистеме

Технологический процесс – это процесс преобразования первичного энергетического ресурса (органического топлива, гидроэнергии, ядерного топлива) в конечную продукцию (электрическую энергию, тепловую энергию). Параметры и показатели технологического процесса определяют эффективность производства.

Схематично технологический процесс показан на рисунке, откуда видно, что имеется несколько этапов преобразования энергии.

Схема технологического процесса в энергосистеме: К – котел, Т – турбина, Г – генератор, Т – трансформатор, ЛЭП – линии электропередачи

В котле К энергия горения топлива преобразуется в тепловую. Котел – это парогенератор. В турбине тепловая энергия преобразуется в механическую. В генераторе механическая энергия преобразуется в электрическую. Напряжение электрической энергии в процессе ее передачи по ЛЭП от станции к потребителю трансформируется, что обеспечивает экономичность передачи.

Эффективность технологического процесса зависит от всех этих звеньев. Следовательно, имеется комплекс режимных задач, связанных с работой котлов, турбин ТЭС, турбин ГЭС, ядерных реакторов, электрического оборудования (генераторов, трансформаторов, ЛЭП и др.). Необходимо выбирать состав работающего оборудования, режим его загрузки и использования, соблюдать все ограничения.

Объединенные энергосистемы

Резерв энергетических мощностей в объединенных энергосистемах может быть меньшим, чем суммарный резерв, требующийся для изолированно работающих энергосистем. Наконец, может быть уменьшен общий размер установленной мощности из-за несовпадения максимумов нагрузки в отдельных энергосистемах.

Осуществление указанной важнейшей для разлития энергетики задачи по объединению энергосистем дает не только ряд экономических преимуществ, но, что особенно важно, обеспечивает значительное повышение надежности электроснабжения.

Электроустановка — установка в которой производится, образуется или потребляется, распределяется электроэнергия. Может быть: открытая или закрытая (в помещении).

Электрическая станция — сложный технологический комплекс на котором энергия природного источника преобразуется в энергию электрического тока или тепла.

Необходимо отметить, что электростанции (особенно тепловые, работающие на угле) являются основными источниками загрязнения окружающей среды энергетикой.

ТЭЦ

Электроподстанция — электроустановка, предназначенная для преобразования электроэнергии одного напряжения в другую при той же частоте.

Электропередача (ЛЭП) — сооружение состоят из повышенных подстанций ЛЭП и понизительных подстанций (система проводов, кабелей, опор), предназначенных для передачи электроэнергии от источника к потребителю.

Электрические сети — совокупность ЛЭП и подстанций, т.е. устройства, соединяющие источник питания с потребителями энергии.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Online Electric

Ваша реклама здесь! Мы предоставляем уникальную возможность достичь целевой аудитории, которая заинтересована в Ваших продуктах и услугах. Разместите рекламу здесь и сейчас! Пишите: online-electric@mail.ru Звоните: +7 911 502 22 29

Доступ к сервисам «Онлайн Электрик» без регистрации ограничен. Войдите в систему или зарегистрируйтесь.

Консультант по электроснабжению
Не нашли нужный онлайн-расчет по электроэнергетике? Свяжитесь с нами!
Бот Яша

Бот Яша подскажет как найти нужный онлайн расчет или базу данных на сайте «Онлайн Электрик».
Написать боту.

Общие сведения об энергетических системах

Электроснабжение промышленных, коммунально-бытовых и других потребителей производится от электрических станций (ЭС), вырабатывающих электроэнергию. Электрические станции могут находиться, как вблизи электропотребителей (ЭП), так и удалены на значительные расстояния. В обоих случаях передача и распределение электрической энергии осуществляется по проводам линий электропередачи. С помощью современных автоматических средств управления постоянно поддерживается равновесие между объемами вырабатываемой и потребляемой электрической энергии. Тепловые электростанции выгодно располагать вблизи залежей топлива. Гидроэлектростанции также редко располагаются у крупных центров нагрузки. Крупные электрические станции связываются с центрами нагрузок линиями электропередачи (ЛЭП). Передачу электроэнергии на большие расстояния осуществляют на повышенном напряжении. Для этого между электрической станцией и потребителями сооружаются повышающие и понижающие (преобразовательные) подстанции (ПС). Исключение могут представлять отдельные промышленные электрические станции небольшой мощности или теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). ТЭЦ могут быть и крупными, но располагаются они вблизи потребителей, т.к. передача пара и горячей воды обычно осуществляется на относительно небольшие расстояния. Совокупность электростанций, линий электропередач, подстанций и тепловых сетей, связанных в одно целое общностью режима и непрерывностью процесса производства и распределения электрической и тепловой энергии называется энергетической системой (энергосистемой) (рис.1). Электроэнергетический режим энергосистемы – единый процесс производства, преобразования, передачи и потребления электрической энергии в энергосистеме и состояние объектов электроэнергетики и энергопринимающих установок потребителей электрической энергии (включая схемы электрических соединений объектов электроэнергетики). Рис. 1 – Структура энергетической системы Часть энергетической системы, состоящая из генераторов, распределительных устройств, повышающих и понижающих подстанций, линий энергетической сети и приемников электроэнергии, называется электроэнергетической системой (рис. 2). Электрическими сетями называются части электроэнергетической системы, состоящие из подстанций и линий электропередачи постоянного и переменного тока различных напряжений. Электрическая сеть служит для передачи и распределения электрической энергии от места ее производства к местам потребления. Рис. 2 – Структура электроэнергетической системы Важными характерными свойствами электроэнергетических систем (ЭЭС) являются: одновременность процессов производства, распределения и потребления электрической энергии (выработка электрической энергии жестко определяется ее потреблением и наоборот). Преобразование и передача энергии происходит с потерями энергии во всех элементах ЭЭС. Необходимо своевременно развивать ЭЭС, ее рост должен опережать рост потребления энергии. Отдельные энергетические системы связываются между собой электрическими сетями в объединенную энергетическую систему. Объединенная энергетическая система (ОЭС) — совокупность нескольких энергетических систем, объединенных общим режимом работы, имеющая общее диспетчерское управление как высшую ступень управления по отношению к диспетчерским управлениям входящих в нее энергосистем [13]. Каждая объединенная энергосистема по географическому признаку включает в себя до 20 энергосистем. На рис. 3 изображена структура ОЭС Центра. Рис. 3 – Структура объединенной энергосистемы Центра К 1990 г. в состав энергосистемы С ССР вх одили 11 энергообъединений страны. Современная структура энергосистемы Российской Федерации, изображенная на рис. 4, объединяет 7 энергосистем, образующих Единую энергосистему страны. В соответствии с [13], Единая энергетическая система (ЕЭС) – это совокупность производственных и иных имущественных объектов электроэнергетики, связанных единым процессом производства (в том числе производства в режиме комбинированной выработки электрической и тепловой энергии) и передачи электрической энергии в условиях централизованного оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике. Рис. 4 – Структура Единой энергосистемы РФ В составе Единой энергетической системы России выделяют шесть объединенных энергосистем, седьмая — энергосистема Востока — работает изолированно от Единой энергетической системы. Основной частью ЕЭС является единая национальная энергетическая сеть, включающая в себя систему магистральных линий электропередачи, объединяющих большинство регионов страны, и представляющая собой один из элементов гарантии целостности государства.

Веб-сервис «Онлайн Электрик»

Пополните баланс в личном кабинете, чтобы получить доступ ко всем сервисам «Онлайн Электрик» без ограничений.

Электроэнергетические системы и их структура

Цель лекции: показать роль электроэнергетической системы в народном хозяйстве и тенденции ее развития, дать основные понятия и определения.

        1. Топливно-энергетический комплекс.
        2. Основные определения и характеристики подсистем энергетической системы.
        3. Современное состояние электроэнергетики, перспективы ее развития.

Топливно — энергетический комплекс Система углеснабжения Система газоснабжения Система нефтеснабжения Система ядерной энергетики Энергетическая система Энергоресурсы Источники электрической и тепловой энергии Электрические сети Тепловые сети Потребители электрической энергии Потребители теплоты Техническая основа современной электроэнергетики: 440 тепловых и гидравлических электростанций мощностью соответственно 132,1 и 43,8 млн. кВт и 9 атомных электростанций мощностью 22,1 млн. кВт. линии электропередачи всех классов напряжения протяженностью 2,67 млн. км, в т.ч. напряжением свыше 220 кВ – 150,7 тыс. км. Энергетическая система состоит из электростанций, электрических сетей и потребителей электроэнергии, соединенных между собой и связанных общностью режима в непрерывном процессе производства, распределения и потребления электрической и тепловой энергии, при общем управлении этим режимом. Электроэнергетическая система – это часть энергетической системы, за исключением тепловых сетей и тепловых потребителей – совокупность электрических частей электростанций, электрических сетей и электроприемников, работающих по согласованному режиму при его общем управлении. Электростанция – производит или генерирует электроэнергию, а теплофикационная электростанция – электрическую и тепловую энергию. По виду первичного источника энергии, преобразуемого в электрическую или тепловую энергию, различают станции: тепловые (ТЭС), атомные (АЭС), гидравлические (ГЭС). ТЭС делятся на конденсационные электростанции (КЭС), государственные районные электростанции (ГРЭС), теплофикационные (ТЭЦ) – вырабатывающие и электроэнергию и тепло. электростанции, относящиеся к нетрадиционным источникам энергии: гидроаккумулирующие, дизельные, солнечные, геотермальные, приливные, ветроэлектростанции, биоэлектростанции. Электрическая сеть – совокупность электроустановок, предназначенных для передачи и распределения электроэнергии от электростанций к потребителям. Эл. сеть состоит из воздушных и кабельных линий электропередачи, подстанций, РУ и переключательных пунктов. Линия электропередачи – это электроустановка, предназначенная для передачи электроэнергии, т.е. система проводов, соединительной арматуры, опор, изоляторов, траверс, кабелей, каналов и т.д. При передаче электроэнергии напряжением выше 1 кВ линия называется высоковольтной, при передаче электроэнергии напряжением до 1 кВ – низковольтной. Стандартные номинальные (междуфазные напряжения трехфазного тока частотой 50 Гц) напряжения: 3,6,10,20,35,110,150,220,330,500,750,1150 кВ. Подстанция– это электроустановка, предназначенная для преобразования и распределения электроэнергии, она состоит из силовых трансформаторов, сборных шин, коммутационных аппаратов и вспомогательного оборудования – устройств РЗА, измерительных приборов. ПС предназначены для связи генераторов и потребителей электроэнергии с ЛЭП и для связи отдельных частей электроэнергетической системы. Особенности электроэнергетических систем: Одновременность процессов производства, распределения и потребления электроэнергии; Быстрота протекания переходных процессов; Связь работы энергосистем со всеми отраслями народного хозяйства. Единая электроэнергетическая система (ЕЭС) РФ представляет собой объединение электростанций и подстанций электрическими сетями различных напряжений. ЕЭС РФ является технологически единым объектом, функционирование которого подчиняется соответствующим физическим законам. ЕЭС Генерирующие компании ОЭС Федеральная сетевая компания РЭС Распределительные сетевые компании ЦДУ СО-ЦДУ ОДУ СО-ОДУ ДУ СО-РДУ Организационно-производственная структура электроэнергетики: генерирующие компании федерального значения, например РусГидро; ТГК (например, Дальневосточная генерирующая компания); сетевые компании: ФСК (Федеральная сетевая компания); сетевые распределительные компании (например, ДРСК – Дальневосточная распределительная сетевая компания); энергосбытовые компании, например ДЭК – Дальневосточная энергетическая компания; оптовые и розничные рынки. Технологическое и диспетчерское управление осуществляется СО-ЦДУ РФ (системный оператор – центрального диспетчерского управления РФ) через СО-ОДУ и СО-РДУ. Тенденции и направления развития электроэнергетики РФ: — рост генерирующих мощностей и изменение технологической структуры генерирующих мощностей; — внедрение распределенной генерации; — развитие системообразующих сетей и усиление межсистемных связей; — интеграция энергообъединений; — либерализация; — ориентация на высокоэффективные технологии; — обеспечение надежного энергоснабжения потребителей; — развитие рыночных принципов функционирования; — повышение эффективности производства, передачи и потребления электроэнергии; — создание условий для привлечения инвестиций в электроэнергетику; — развитие системы диспетчерского управления ЕЭС в иных условиях; — глобализация ЭЭС; — диверсификация энергоустановок; — децентрализация электроснабжения; — модернизация электроустановок.

Электроэнергетические системы и сети

Направление 140400 по профилю «Электроэнергетические системы и сети» относится к области техники, связанной с преобразованием, передачей и распределением электроэнергии, законами построения электроэнергетических систем и управления их режимами, в целях обеспечения качества, надежности, экономичности электроснабжения потребителей.

Основные виды деятельности выпускника:

Объектами профессиональной деятельности специалистов являются электроэнергетические системы и сети, различные по назначению и номинальным напряжениям, где они работают в области проектирования, монтажа, наладки и эксплуатации высоковольтных подстанций и электрических сетей, а также в области научно-исследовательской деятельности. Выпускник по профилю «Электроэнергетические системы и сети» приобретает следующие компетенции:

  • способность к монтажу, регулировке, испытаниям и сдаче в эксплуатацию электроэнергетического оборудования;
  • способность к наладке, и опытной проверке электроэнергетического оборудования;
  • способность к проверке технического состояния и остаточного ресурса электроэнергетического оборудования и организации профилактических осмотров и текущего ремонта;
  • готовность к составлению заявок на электроэнергетическое оборудование, запасные части и подготовке технической документации на ремонт;
  • рассчитывать режимы работы электроэнергетических установок различного назначения, определять состав оборудования и его параметры, схемы электроэнергетических объектов;
  • использовать технические средства для измерения основных параметров электроэнергетических систем и происходящих в них процессов;
  • использовать нормативные документы по технике безопасности, эксплуатации, стандартизации и сертификации электроэнергетических объектов;
  • контролировать режимы работы оборудования объектов электроэнергетики;
  • осуществлять оперативные изменения электрических схем, режимов работы энергообъектов;
  • составлять и оформлять оперативную документацию, предусмотренную правилами эксплуатации оборудования и организации работы;
  • участвовать в работе над проектами электроэнергетических систем и отдельных их компонентов;
  • готовность к организационно-управленческой работе с малыми коллективами;

Основные специальные дисциплины

  • Передача и распределение электроэнергии
  • Электроэнергетические системы и сети
  • Электромеханические переходные процессы
  • Применение ЭВМ в энергетике
  • Изоляция и перенапряжения
  • Автоматизированные системы диспетчерского управления в электроэнергетических системах
  • Дальние электропередачи сверхвысокого напряжения
  • Релейная защита и противоаварийная автоматика
  • Монтаж и наладка электрооборудования энергосистем.

Возможные сферы деятельности выпускников

Выпускник может работать в следующих должностях:

  • электромонтер;
  • монтажник;
  • наладчик;
  • мастер;
  • старший мастер;
  • дежурный инженер;
  • диспетчер;
  • инспектор по техническому надзору;
  • энергетик.

Стартовая заработная плата молодого специалиста в электроэнергетической отрасли составляет 20 000 рублей.

Примеры трудоустройства выпускников

Выпускники направления 140400 по профилю «Электроэнергетические системы и сети» работают в следующих организациях:

  • Федеральная сетевая компания ЕЭС (Межсистемные электрические сети Волги);
  • Волжская межрегиональная сетевая компания;
  • Системный оператор ЕЭС (Объединенной диспетчерское управление Средней Волги);
  • Русгидро (Жигулевская гидроэлектростанция);
  • Волжская территориальная генерирующая компания (Самарская ТЭЦ);
  • Ростехнадзор, службы главного энергетика нефтегазодобывающих компаний (Газпром, Роснефть, ТНК-BP);
  • проектные организации;
  • монтажные и пусконаладочные организации;
  • ЗАО «Электрощит-Самара».

Компании с которыми сотрудничает кафедра, связь с предприятиями, где проходит практика

Производственная, технологическая и преддипломная практика проходит в следующих организациях:

  • производственные отделения Волжской межрегиональной сетевой компании;
  • Федеральная сетевая компания;
  • Системный оператор ЕЭС;
  • Волжская территориальная генерирующая компания;
  • Поволжский инжиниринговый центр.

Кафедра «Автоматизированные электроэнергетические системы»

Калькулятор ЕГЭ —> Образовательные программы —> Образовательные программы —> Правила приема Проходной балл —> Стоимость обучения Вступительные испытания Медицинский осмотр —> Учет индивидуальных достижений поступающих —> Прием по целевой квоте —> Прием по особой квоте —> Минимальные баллы Общежития —> Основные даты Форма заявления абитуриента —> Договоры об оказании платных образовательных услуг Документы почтой —> Приказы о зачислении Организационные собрания —> Тестирование по английскому языку —>

Мы используем файлы cookies для улучшения работы сайта и большего удобства его использования. Продолжая пользоваться сайтом, вы подтверждаете, что были проинформированы об использовании файлов cookies и согласны с нашими правилами обработки персональных данных. Вы можете отключить файлы cookies в настройках Вашего браузера.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *