Передача электроэнергии на расстояния - Физика и энергетика реферат

Главная

Физика и энергетика
Передача электроэнергии на расстояния

Характеристика электрического тока от его получения до поставки потребителю. Новые виды генераторов и трансформаторов. Анализ физико-механических процессов производства стали в электропечах. Генерирование электрической энергии. Линии электропередачи.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Министерство общего и профессионального образования
Нижнетагильский профессиональный лицей «Металлург»
Передача электроэнергии на расстояния
Исполнитель: Бахтер Николай и Борисов Ярослав
Руководитель: преподаватель физики Реддих Людмила Владимировна
Глава 2. Генерирование электрической энергии
2.3 Плазменный генератор - плазмотрон
4.1 Производство стали в электрических печах
4.2 Характерные приёмники электрической энергии
Электросетевой комплекс Свердловской области, в том числе и Нижнетагильский энергоузел, на пороге больших преобразований. Во избежание энергокризиса на Среднем Урале правительством Свердловской области были разработаны и приняты основные направления развития электроэнергетики на ближайшие десять лет. Речь идёт прежде всего о строительстве новой генерации, то есть электростанций, вырабатывающих электроэнергию, и о дальнейшем развитии электросетевого комплекса - строительстве и реконструкции подстанции, трансформаторных пунктов и линий электропередачи самого разного напряжения. Ещё в прошлом году у нас была свёрстана и утверждена долгосрочная - до 2012 года, инвестиционная программа - с указанием конкретных объектов электроэнергетики, подлежащих реконструкции, и тех, которые необходимо построить.
До 2001 года в тагильском регионе дефицита энергомощности не было. Но затем наши промышленные предприятия после многих лет кризиса пошли, что называется, в гору, активно начал развиваться средний и малый бизнес, и потребление электроэнергии выросло в разы. На сегодня дефицит энергомощностей составляет по Нижнему Тагилу свыше 51 мегаватта. Это… почти две Вагонки. Но сравнение с Вагонкой условное. На самом деле проблемы дефицита энергомощностей на данное время более всего актуально для центральной части Нижнего Тагила. Построенная сорок лет тому назад подстанция «Красный Камень», от которой, собственно, и зависит энергоснабжение центра города, морально и физически давно устарела и работает на пределе своих возможностей. Новым потребителям приходится, к сожалению, отказывать в подключении к энергосети.
Нижнему Тагилу необходима новая подстанция - ПС «Приречная» напряжением 110/35/6 кВ. по предварительной оценке величина капиталовложений в строительство «Приречной» составит около 300 миллионов рублей. В плане инвестиционной программы Свердловэнерго по Нижнему Тагилу также реконструкция подстанции «Союзная», строительство подстанции «Алтайская» на Вагонке и переключательного пункта «Демидовский» в районе Гальянки, который позволит кардинально улучшить систему энергоснабжения города в целом. Главное событие этого года - подстанция «Старатель», в реконструкцию которой Свердловэнерго вложило 60 миллионов рублей. Ещё одно, тоже значимое, событие 2007 года - ввод нового, второго трансформатора на подстанции «Гальянка».
Началом строительства ЛЭП Черноисточинск - Белогорье напряжением 110 кВ и общей протяжённостью почти 18 километров. Этот объект то же входит в инвестпрограмму Свердловэнерго. Ввод в эксплуатацию новой высоковольтной линии электропередачи позволит сделать более надёжным энергоснабжение не только не только горнолыжного комплекса «Гора Белая», но и всей прилегающей территории - посёлков Уралец, Висим, Висимо-Уткинск и других населённых пунктов. Скажу больше: проектом «Белогорье» предусмотрено ещё строительство новой подстанции «Белогорье» в посёлке Уралец и реконструкция всего сетевого комплекса Уральца, а это не менее 20 километров сетей напряжением 0,4-6 кВ.
Целью нашего реферата мы решили поставить вопрос о передаче электроэнергии не только на расстоянии, но и использовании её как необходимого компонента в сталеваренье, так как наша профессия неразлучно связана с этим электросталеплавильным процессом.
Для достижения данной цели мы решили поставить перед собой несколько важнейших задач: 1) изучить дополнительную литературу, связанную с передачей электроэнергии и электрометаллургией; 2) познакомиться с новыми видами генераторов и трансформаторов; 3) рассмотреть электрический ток от его получения до поставки потребителю; 4) рассмотреть физико-механические процессы производства стали в электропечах.
Первоначально люди не умели сталь и для изготовления различных орудий труда применяли материалы самородного происхождения (медь, золото и метеоритное железо). Однако этих способов было недостаточно для нужд человека. Часто люди искали возможность получить металл из руды, встречающейся на поверхности земли.
И вот на рубеже второго и первого тысячелетий до нашей эры зародился первый этап металлургии. Человечество перешло к прямому получению железа из руды путём его восстановления в примитивных горнах. Поскольку в этом процессе применялось «сырое» дутьё (не подогретый воздух), способ получил название сыродутного.
Второй этап производства стали (XIV-XVIII вв.) характеризовался усовершенствованием горнов, ростом объёма сыродутных печей. Появление водяного колеса и применение его для привода кузнечных мехов позволили интенсифицировать дутьё, повысить температуру в горне печи и ускорить протекание химических реакций.
Третьим этапом явилось изготовление более совершенного и производительного способа получения малоуглеродистого железа в тестообразном состоянии - так называемого пудлингового процесса - процесса передела чугуна в железо на поду пламенной отражательной (пудлинговой) печи.
Четвёртый этап (конец XIX и середина XX в.) характеризуется внедрением в производство четырёх способов получения стали - бессемеровского, томасовского, мартеновского, конвертерного и электросталеплавильного, о котором, кстати, мы бы и хотели рассказать в своём реферате, как пример использования электроэнергии подручным сталевара.
Соединим проводами электрическую лампочку с электрической батарейкой. Провода, нить лампочки образовали замкнутый контур - электрическую цепь. В этой цепи течёт электрический ток, который разогревает до свечения нить лампы. Что же такое электрический ток? Это направленное движение заряженных частиц.
В батарейке происходят химические реакции, в результате которых на выводе, помеченном значком «-» (минус), накапливаются электроны - частицы вещества, имеющие самый маленький заряд. Металл, из которого сделаны провода и нить лампочки, состоит из атомов, образующих кристаллическую решётку. Сквозь эту решётку могут свободно проходить электроны. Поток электронов по проводникам (так называют вещества, пропускающие электрический ток) от одного вывода батарейки к другому - это и есть электрический ток. Чем больше электронов пройдёт через проводник, тем больше сила электрического тока. Измеряют силу тока в амперах (А). Если по проводнику течёт ток силой в 1 А, то через сечение проводника каждую секунду пролетает 6,24*1018 электронов. Такое количество электронов несёт заряд в 1 Кл (кулон).
Электрический ток в цепи, образованной проводами, нитью лампы и батарейкой, можно сравнить с потоком жидкости, двигающейся по трубам водопровода. Соединительные провода - это участки трубы с большим сечением, нить лампочки - тонкая трубка, а батарейка - насос, создающий напор. Чем больше напор, тем больше поток жидкости. Батарейка в электрической цепи создаёт напряжение (напор). Чем больше напряжение, тем больше ток в цепи. Напряжение измеряют в вольтах (В). чтобы пропустить через лампочку карманного фонаря ток, который заставил бы светиться её нить, необходимо напряжение 3-4 В. В квартиры домов электрическая энергия подводится под напряжением 127 или 220 В, а по линиям электропередачи (ЛЭП) ток передаётся под напряжением в сотни киловольт (кВ). Электрическая энергия, которая выделяется в 1 с (мощность), равна произведению силы тока на напряжение. Мощность при силе тока 1 А и напряжении 1 В равна 1 ватту (Вт).
Не все вещества свободно пропускают электрический ток, например, стекло, фарфор, резина почти не пропускают электрического тока. Такие вещества называют изоляторами, или диэлектриками. Резиной изолируют проводники, из стекла и фарфора изготавливают изоляторы для высоковольтных ЛЭП. Однако даже металлы оказывают сопротивление электрическому току. Электроны при движении «расталкивают» атомы, из которых состоит металл, заставляют их быстрее двигаться - нагревают проводник. Нагрев проводников электрическим током впервые исследовали русский учёный Э. Х. Ленц и английский физик Д. Джоуль. Свойство электрического тока нагревать проводники широко используется в технике. Электрический ток накаляет нити электрических ламп и электронагревательных приборов, плавит сталь в электропечах.
В 1820 г. датский физик Г.-Х. Эрстед обнаружил, что вблизи проводника с током отклоняется магнитная стрелка. Так было открыто замечательное свойство электрического тока создавать магнитное поле. Это явление подробно исследовал французский учёный А. Ампер. Он установил, что два параллельных провода, по которым течёт ток в одинаковом направлении, притягиваются друг к другу, а если направления токов противоположны, провода отталкиваются. Ампер объяснил это явление взаимодействием магнитных полей, которое создают токи. Эффект взаимодействия проводов с током и магнитных полей используется в электродвигателях, в электрических реле и во многих электроизмерительных приборах.
Ещё одно свойство электрического тока можно обнаружить, если пропустить ток через электролит - раствор соли, кислоты или щёлочи. В электролитах молекулы вещества расщеплены на ионы - частицы молекул с положительными или отрицательными зарядами. Ток в электролите - это движение ионов. Чтобы пропустить ток через электролит, в него опускают две металлические пластины, соединённые с источником тока. Положительные ионы движутся к электроду, соединённому с отрицательным зажимом. Ионы создают на электродах. Этот процесс называют электролизом. С помощью электролиза можно из солей выделять чистые металлы, хромировать и никелировать различные предметы, производить сложнейшую обработку изделий, которую невозможно делать на простых металлорежущих станках, разделять воду на её составные части - водород и кислород.
В ваннах для электролиза, в лампочке, подключённой к батарейке карманного фонаря, ток течёт всё время в одном направлении и сила тока не изменяется. Такой ток называется постоянным током. Однако в технике чаще используется переменный ток, направление и сила которого периодически изменяются. Время полного цикла изменения направления тока называется периодом, а число периодов в 1 с - частотой переменного тока. Промышленный ток, который приводит в движение станки, освещает улицы и квартиры, изменяется с частотой 50 периодов в 1 с. Переменный ток можно легко трансформировать - повышать и понижать его напряжение с помощью трансформаторов.
С изобретением телеграфа и телефона электрический ток применяется для передачи информации. Вначале по проводам предавали длинные и короткие импульсы постоянного тока, соответствующие точкам и тире азбуки Морзе. Такие импульсы тока, или пульсирующий ток, но с более сложной системой кодирования информации применяются в современных электронных вычислительных машинах (ЭВМ) для передачи чисел, команд и слов от одного устройства машины к другому.
Переменный ток тоже можно использовать для передачи информации. Информацию переменным током можно передавать, изменяя определённым образом амплитуду колебаний тока. Такое кодирование информации называется амплитудной модуляцией (АМ). Можно также изменять частоту колебаний переменного тока так, чтобы некоторому изменению частоты соответствовала определённая информация. Такое кодирование называется частотной модуляцией (ЧМ). В радиоприёмниках есть каналы АМ и ЧМ, которые «расшифровывают» - превращают в звук - амплитудно или частотно модулированные колебания радиоволн, принимаемых антенной.
В наше время электрический ток нашёл применение во всех сферах человеческой деятельности. Привод станков и машин, системы автоматического контроля и управления, многочисленные приборы исследовательских лабораторий и бытовые приборы немыслимы без применения электрического тока. Современный телефон и телеграф, радио и телевидение, электронные вычислительные машины от карманных калькуляторов до машин, управляющих полётами космических кораблей, - это все устройства, в основу которых положены сложнейшие цепи электрического тока.
Глава 2 . Генерирование электрической энергии
Электрическая энергия обладает неоспоримыми преимуществами перед всеми другими видами энергии. Её можно передавать по проводам на огромные расстояния со сравнительно малыми потерями и удобно распределять между потребителями. Главное же в том, что эту энергию с помощью достаточно простых устройств легко превратить в любые другие формы: механическую, внутреннюю (нагревание тел), энергию света и т.д.
Переменный ток имеет то преимущество перед постоянным, что напряжение и силу тока можно в очень широких пределах преобразовывать (трансформировать) почти без потерь энергии. Такие преобразования необходимы во многих электро- и радиотехнических устройствах. Но особенно большая необходимость в трансформации напряжения и тока возникает при передаче электроэнергии на большие расстояния.
Электрический ток вырабатывается в генераторах - устройствах, преобразующих энергию того или иного вида в электрическую энергию. К генераторам относятся гальванические элементы, электростатические машины, термобатареи, солнечные батареи и т.п. Исследуются возможности создания принципиально новых типов генераторов. Например, разрабатываются так называемые топливные энергии, в которых энергия, освобождающаяся в результате реакции водорода с кислородом, непосредственно превращается в электрическую. Ведутся успешные работы по созданию магнитогидродинамических генераторов (МГД-генераторы). В МГД-генераторах происходит прямое превращение механической энергии струи раскалённого ионизированного газа (плазмы), движущейся в магнитном поле, в электрическую энергию.
Область применения каждого из перечисленных видов генераторов электроэнергии определяется их характеристиками. Так, электростатические машины создают высокую разность потенциалов, но не способны создать в цепи сколько-нибудь значительную силу тока. Гальванические элементы могут дать большой ток, но продолжительность их действия не велика.
Преобладающую роль в наше время играют электромеханические индукционные генераторы переменного тока. В этих генераторах механическая энергия превращается в электрическую. Их действие основано на явлении электромагнитной индукции. Такие генераторы имеют сравнительно простое устройство и позволяют получать большие токи при достаточно высоком напряжении.
В дальнейшем, говоря о генераторах, мы будем иметь в виду именно индукционные электромеханические генераторы.
В настоящее время имеется много различных типов индукционных генераторов. Но все они состоят из одних и тех же основных частей. Это, во-первых, электромагнит или постоянный магнит, создающий магнитное поле, и, во-вторых, обмотка, в которой индуцируется переменная ЭДС (в рассмотренной модели генератора это вращающаяся рамка). Так как ЭДС, наводимые в последовательно соединённых витках, складываются, то амплитуда ЭДС индукции в рамке пропорциональна числу витков в ней. Она пропорциональна также амплитуде переменного магнитного потока Фm = BS через каждый виток.
Для получения большого магнитного потока в генераторах применяют специальную магнитную систему, состоящую из двух сердечников, сделанных из электротехнической стали. Обмотки, создающие магнитное поле, размещены в пазах одного из сердечников, а обмотки, в которых индуцируется ЭДС, - в пазах другого. Один из сердечников (обычно внутренний) вместе со своей обмоткой вращается вокруг горизонтальной или вертикальной оси. Поэтому он называется ротором (или якорем). Неподвижный сердечник с его обмоткой называют статором (или индуктором). Зазор между сердечниками статора и ротора делают как можно меньшим. Этим обеспечивают наибольшее значение потока магнитной индукции.
Так как стальные сердечники являются проводниками, то при работе генератора в них индуцируются паразитные вихревые потоки. Эти токи бесполезно нагревают сердечники. Соответствующие потери энергии ведут к уменьшению КПД генератора. Для ослабления вихревых токов и уменьшения потерь энергии сердечники генераторов набирают из отдельных тонких изолированных друг от друга стальных пластин.
В изображённой на рисунке 19 модели генератора вращается проволочная рамка, которая является ротором (правда, без железного сердечника). Магнитное поле создаёт неподвижный постоянный магнит. Разумеется, можно было бы поступить и наоборот - вращать магнит, а рамку оставить неподвижной.
В больших промышленных генераторах вращается именно электромагнит, который является ротором, в то время как обмотки, в которых наводится ЭДС, уложены в пазах статора и остаются неподвижными. Дело в том, что подводить ток к ротору или отводить его из обмотки ротора во внешнюю цепь приходится при помощи скользящих контактов. Для этого ротор снабжается контактными кольцами, присоединёнными к концам его обмотки. Неподвижные пластины - щётки - прижаты к кольцам и осуществляют связь обмотки ротора с внешней цепью. Сила тока в обмотках электромагнита, создающего магнитное поле, значительно меньше силы тока, отдаваемого генератором во внешнюю цепь. Поэтому генерированный ток удобнее снимать с неподвижных обмоток, а через скользящие контакты подводить сравнительно слабый ток к вращающемуся электромагниту. Этот ток вырабатывается отдельным генератором постоянного тока (возбудителем), расположенным на том же валу.
В маломощных генераторах магнитное поле создаётся вращающимся постоянным магнитом. В таком случае кольца и щётки вообще не нужны.
Появление ЭДС в неподвижных обмотках статора объясняется возникновением в них вихревого электрического поля, порождённого изменением магнитного потока при вращении ротора.
Если в однородном магнитном поле вращается плоская рамка, то период генерируемой ЭДС равен периоду вращения рамки. Это не всегда удобно. Например, для получения переменного тока с частотой 50 Гц рамка должна в однородном магнитном поле совершить 50 об/с, т.е. 3000 об/мин. Такая же частота вращения потребуется и в случае вращения двухполюсного постоянного магнита или двухполюсного электромагнита. Действительно, период изменения магнитного потока, пронизывающего витки обмотки статора, должен быть равен 1/50 с. Для этого каждый из полюсов ротора должен проходить мимо витков 50 раз в секунду. Скорость вращения можно уменьшить, если использовать в качестве ротора электромагнит, имеющий 2, 3, 4 … пар полюсов. Тогда период генерируемого тока будет соответствовать времени, необходимому для поворота ротора соответственно на 1/2, 1/3, 1/4 … доли окружности. Следовательно, ротор можно вращать в 2, 3, 4 … раза медленнее. Это важно, когда генератор приводится во вращение тихоходными двигателями, например гидравлическими турбинами. Так, роторы генераторов Угличской ГЭС на Волге делают 62,5 об/мин и имеют 48 пар полюсов.
Основу современной энергетики составляют теплоэлектростанции (ТЭС). Действие ТЭС основано на преобразовании тепловой энергии, выделяющейся при сжигании органического топлива, сначала в механическую энергию вращения вала паровой или газовой турбины, а затем с помощью электрогенератора в электрическую энергию. В результате такого двойного преобразования много энергии теряется впустую - выделяется в виде тепла в воздух, расходуется на нагрев оборудования и т.д.
А нельзя ли уменьшить эти непроизвольные расходы энергии, сократить процесс преобразования энергии, исключить промежуточные стадии преобразования энергии? Оказывается, можно. Одной из энергетических установок, преобразующих энергию движущейся электропроводной жидкости или газа непосредственно в электрическую, является магнитогидродинамический генератор, или сокращённо МГД-генератор.
Так же как и в обычных электрогенераторах, в МГД-генераторе основан на явлении электромагнитной индукции: в проводнике, пересекающем силовые линии магнитного поля, возникает электрический ток. В МГД-генераторе таким проводником является так называемое рабочее тело - жидкость, газ или жидкий металл, обладающие высокой электрической проводимостью. Обычно в МГД-генераторах используется раскалённый ионизированный газ, или плазма. При движении плазмы поперёк магнитного поля в ней возникают противоположно направленные потоки носителей зарядов - свободных электронов и положительных ионов.
Состоит МГД-генератор из канала, по которому движется плазма, электромагнита для создания магнитного поля и электродов, удавливающих носители зарядов. В результате между противоположно расположенными электродами возникает разность потенциалов, которая вызывает в подключенной к ним внешней цепи электрический ток. Таким образом, в МГД-генераторе осуществляется преобразование энергии движущейся плазмы непосредственно в электроэнергию, без каких-либо промежуточных преобразований.
Основное преимущество МГД-генератора по сравнению с обычными электромагнитными генераторами - отсутствие в нём движущихся механических узлов и деталей, таких, например, как в турбо- или гидрогенераторе. Это обстоятельство позволяет существенно повысить начальную температуру рабочего тела, а, следовательно, и коэффициент полезного действия генератора.
Первый экспериментальный МГД-генератор мощностью всего в 11,5 кВт был построен в 1959 г. в США. В 1965 г. в СССР был исследован первый советский МГД-генератор, а в 1971 г. состоялся пуск опытно-промышленной установки - своеобразной электростанции с МГД-генератором мощностью 25 МВт. Такие энергетические установки могут применяться, например, как резервные или аварийные источники электроэнергии, а также в качестве источников электропитания таких устройств, которые требуют значительного потребления электроэнергии за короткий промежуток времени.
2 .3 Плазменный генератор - плазмотрон
Если твёрдое вещество сильно нагреть, оно превратится в жидкость. Если поднять температуру ещё выше - жидкость испарится и превратится в газ.
Но что произойдёт, если продолжать увеличивать температуру? Атомы вещества начнут терять свои электроны, превращаясь в положительные ионы. Вместо газа образуется газообразная смесь, состоящая из свободно движущихся электронов, ионов и нейтральных атомов. Она называется плазмой.
В наше время плазма находит широкое применение в самых разных областях науки и техники: для термической обработки металлов, нанесение на них различных покрытий, плавки и других металлургических операций. В последнее время плазму стали широко использовать химики. Они выяснили, что в струе плазмы сильно увеличивается скорость и эффективность многих химических реакций. Например, вводя в струю водородной плазмы метан, можно превратить его в очень ценный ацетилен. Или расположить пары нефти на ряд органических соединений - этилен, пропилен и другие, которые служат в дальнейшем важным сырьём для получения различных полимерных материалов.
Схема плазменного генератора - плазмотрона
Как создать плазму? Для этой цели и служит плазмотрон, или плазменный генератор.
Если поместить в сосуд с газом металлические электроды и приложить к ним высокое напряжение, произойдёт электрический разряд. В газе всегда имеются свободные электроны. Под действием электрического тока они разгоняют и, сталкиваясь с нейтральными атомами газа, выбивают из них электроны и образуют электрически заряженные частицы - ионы, т.е. ионизируют атомы. Освободившиеся электроны тоже ускоряются электрическим полем и ионизируют новые атомы, ещё увеличивая количество свободных электронов и ионов. Процесс развивается лавинообразно, атомы вещества очень быстро ионизируются и вещество превращается в плазму.
Этот процесс происходит в дуговом плазмотроне. Высокое напряжение создаётся в нём между катодом и анодом, в качестве которого может служить, например, металл, который нужно обработать с помощью плазмы. В пространство разрядной камеры подаётся плазмообразующее вещество чаще всего газ - воздух, азот, аргон, водород, метан, кислород и т.д. Под действием высокого напряжения в газе возникает разряд, и между катодом и анодом образуется плазменная дуга. Чтобы избежать перегрева стенок разрядной камеры, их охлаждают водой. Устройства такого типа называют плазмотронами с внешней плазменной дугой. Применяются они для резки, сварки, расплавления металлов и др.
Несколько иначе устроен плазмотрон для создания плазменной струи. Плазмообразующий газ с большой скоростью продувается через систему спиральных каналов и «поджигается» в пространстве между катодом и стенками разрядной камеры, которые являются анодом. Плазма, закрученная благодаря спиральным каналам в плотную струю, выбрасывается из сопла, причём её скорость может достигать от 1 до 10000 м/с. «Отжать» плазму от стенок камеры и сделать её струю более плотной помогает магнитное поле, которое создаётся катушкой индуктивности. Температура струи плазмы на выходе из сопла - от 3000 до 25000 К.
Вглядитесь ещё раз в этот рисунок. Не напоминает ли он вам что-то хорошо известное?
Конечно, это реактивный двигатель. Силу тяги в реактивном двигателе создаёт струя горячих газов, выбрасываемых с большой скоростью из сопла. Чем больше скорость, тем больше сила тяги. А чем хуже плазма? Скорость у струи вполне подходящая - до 10 км/с. А с помощью специальных электрических полей плазму можно ускорить ещё больше - до 100 км/с. Это примерно в 100 раз больше скорости газов в существующих реактивных двигателях. Значит, и тяга у плазменных или электрореактивных двигателей может быть больше, и расход топлива можно будет намного уменьшить. Первые образцы плазменных двигателей уже испытаны в космосе.
Глава 3 . Передача электроэнергии
От всех видов энергии электрическая выгодно отличается тем, что её мощные потоки можно практически мгновенно передавать на тысячекилометровые расстояния. «Руслами» энергетических рек служат линий электропередачи (ЛЭП) - основные звенья энергосистем.
В настоящее время сооружаются ЛЭП двух видов: воздушные, которые несут ток по проводам над поверхностью земли, и подземные, которые передают ток по силовым кабелям, проложенным, как правило, в траншеях под землёй.
ЛЭП состоят из опор - бетонных или металлических, к плечам которых прикрепляются гирлянды фарфоровых или стеклянных изоляторов. Между опорами протягиваются медные, алюминиевые или сталеалюминевые провода, которые подвешиваются к изоляторам. Опоры ЛЭП шагают через пустыни и тайгу, взбираются высоко в горы, пересекают реки и горные ущелья.
Изоляторами между проводами служит воздух. Поэтому, чем выше натяжение, тем большее расстояние должно быть между проводами. ЛЭП проходят и через поля, рядом с населёнными пунктами. Поэтому провода должны быть подвешены на безопасной для людей высоте. Свойства воздуха как изолятора зависят от климата и метеорологических условий. Строители ЛЭП должны учитывать силу господствующих ветров, перепады летних и зимних температур и многое другое. Вот почему строительство каждой новой ЛЭП требует серьёзной работы изыскателей наилучшей трассы, научных исследований, моделирования, сложнейших инженерных расчётов и ещё высокого мастерства строителей.
Одновременное создание мощных электрических станций и электрических сетей было предусмотрено ещё в плане ГОЭРЛО. При передаче электроэнергии по проводам на расстояние неизбежны потери энергии, ведь, проходя по проводам, электрический ток их нагревает. Поэтому передавать ток низкого напряжения, 127 - 220 В, каким он поступает в наши квартиры, на расстояние более 2 км невыгодно. Чтобы снизить потери в проводах, напряжение электрического тока, перед тем как подавать на линию, повышают на электрических повышающих подстанциях. С увеличением мощности электрических станций, расширением территорий, охваченных электрификацией, напряжение переменного тока на передающих линиях последовательно увеличивается до 220, 380, 500 и 750 кВ. Для объединения энергосистем Сибири, Северного Казахстана и Урала построена ЛЭП напряжением 1150 кВ. Подобных линий нет ни в одной стране мира: высота опор до 45 м (высота 15-этажного дома), расстояние между проводами каждой из трёх фаз - 23 м.
Однако провода, находящиеся под высоким напряжением, опасны для жизни, и вести их в дома, на фабрики и заводы нельзя. Вот почему, прежде чем передавать электроэнергию потребителю, ток высокого напряжения понижают на понижающих подстанциях.
Схема передачи переменного тока такова. Ток низкого напряжения, вырабатываемый генератором, подаётся на трансформатор повышающей подстанций, преобразуется в нём в ток высокого напряжения, далее по линии электропередачи поступает к месту потребления энергии, здесь преобразуется трансформатором в ток низкого напряжения, после чего поступает к потребителям.
Наша страна - родоначальник и другого типа линий электропередачи - линий постоянного тока. Передавать по ЛЭП постоянный ток выгоднее, чем переменный, так как если длина линии превышает 1,5-2 тыс. км, то потери электроэнергии при передаче постоянного тока будут меньше. Перед тем как ввести ток в дома потребителей, его снова преобразуют в переменный.
Чтобы ввести ток высокого напряжения в города и распределить его по электрическим понижающим подстанциям, под землёй прокладывают кабельные линии электропередачи. Специалисты считают, что в будущем воздушные линии электропередачи вообще уступят место кабельным. У воздушных линий есть недостаток: вокруг высоковольтных проводов создаётся электрическое поле, превосходящее магнитное поле Земли. А это неблагоприятно сказывается на организме человека. Ещё большую опасность это может представлять в будущем, когда напряжение и сила тока, передаваемые по ЛЭП, ещё более возрастут. Уже сейчас, чтобы избежать нежелательных последствий, вокруг ЛЭП приходится создавать «полосы отчуждения», где запрещено что-либо строить.
Испытана кабельная линия, моделирующая будущие сверхпроводящие линии электропередачи. Внутри металлической трубы, покрытой несколькими слоями самой совершенной тепловой изоляции, проложена медная жила, состоящая из многих проводников, каждый из которых покрыт плёнкой из ниобия. Внутри трубы поддерживается настоящий космический холод - температура 4,2 К. При такой температуре потери электроэнергии из-за сопротивления отсутствуют.
Для передачи
Передача электроэнергии на расстояния реферат. Физика и энергетика.
Контрольная Работа На Тему Екологічне Право України
Реферат по теме Малые инновационные предприятия
Реферат по теме Подготовительная стадия разработки бизнес-плана
Реферат На Тему Противопожарное Страхование
Отчет По Практике Приорбанк 2022
Реферат по теме Совет Европы
Доклад: Радиационная безопасность АЭС
Контрольная работа по теме Безопасность предприятий в сфере коммерции
Курсовая работа по теме Бухгалтерская отчетность организации
Поверка электронно-счетных частотомеров. Поверка универсальных электронно-лучевых осциллографов
Отчет По Практике На Тему Исследование Реализации Районной Целевой Программы "Обеспечение Жильем Молодых Семей В Азовском Районе" На 2007-2010 Годы
Анализ Техники Крученой Подачи Реферат
Курсовая работа: Выбор оптимального порядка выполнения проектов в логистике на основе индексного метода Гиттинса
Реферат по теме Российский экономический кризис 1998 года
Реферат по теме Аналіз виробництва продукції, робіт і послуг
Реферат по теме Адольф Гитлер: особенности личностного становления
Контрольная работа по теме Сучасні методики оцінювання персоналу
Контрольные Работы По Химии 11 Класс Беларусь
Эссе по теме Психология – наука XX века
Сочинение По Рассказу Васюткино
Теоретичні основи конфліктологічної компетентності вчителя - Психология курсовая работа
Забезпеченість населення доступом до мережі Інтернет як індикатор розвитку інформаційного простору Херсонської області - Программирование, компьютеры и кибернетика статья
Сенат в истории российского государства (1711-1917 гг.) - Государство и право курсовая работа