Электрическая станция как основной генерирующий элемент энергосистемы. Виды электрических станций
Электроста́нция — электрическая станция, совокупность установок, оборудования и аппаратуры, используемых непосредственно для производства электрической энергии, а также необходимые для этого сооружения и здания, расположенные на определённой территории.
Большинство электростанций, будь то гидроэлектростанции, тепловые (АЭС, ТЭС и прочие) или ветроэлектростанции, используют для своей работы энергию вращения вала генератора.
Электрические станции подразделяются на:
1) Тепловые – они вырабатывают практически 70 прооцентов электрической энергии.
- конденсационные (КЭС). Условие строительства КЭС – это наличие источника водоснабжения. Они работают в свободном режиме.
- теплофикационные (ТЭЦ). Здесь топливом является мазут, газ уголь, торф. В большинстве случаев они предназначены для снабжения электроэнергией и теплом больших промышленных предприятий и городов. Они более экономичные.
2) Атомные электростанции (АЭС) используют энергию ядерных реакций. В качестве топлива здесь используют изотоп урана - 235.
3) Гидроэлектростанция (ГЭС) Вместо двигателя на ГЭС используют гидротурбины, они приводят во вращение синхронные генераторы. Мощность гидрогенератора пропорционально набору воды и её расходу.
4) Гидроаккумулирующая электростанция (ГАЭС) Имеет 2 водных бассейна верхний, нижний. В часы минимальной нагрузки, генераторы переводят в двигательный режим, а турбины в насосный режим и происходит перекачка воды из нижнего бассейна в верхний. В период максимума нагрузки при дефиците электрической мощности, генераторы вырабатывают электрическую энергию.
5) Нетрадиционные типы электростанций:
- Ветряная электростанция основана на использовании энергии ветра.
На ветростанциях используются 2 вида генераторов:
А) Сихронный вентильный генератор;
Б) Генератор на постоянных магнитах.
- станции с магнитогидродинамическими генераторами (МГД – генераторы). Принцип действия МГД основан на законе электромагнитной индукции. Проводником в генераторе является поток ионизированного газа (плазма), магнитное поле создаётся мощными электромагнитами.
- Энергию солнца можно использовать либо путём прямого получения электрической энергии через фотоэлементы, либо путём использования теплового излучения солнца сфокусированного зеркалами на парогенераторе.
- Геотермальные электростанции используют энергию подземных термальных вод (напр. для районов Камчатки, где температура пород на глубине 4 км достигает 600°С). С помощью буровых скважин, в расположенные недра, может быть направлена вода, которая превратится в пар, и будет вращать турбины, вырабатывающие электрическую энергию.
Схемы главных электрических соединений электрических станций. Основные требования.
Главная схема электрических соединений станции - это совокупность основного оборудования (генераторов, трансформаторов, линий), сборных шин, коммутационной аппаратуры со всеми выполненными соединениями. Выбор главной схемы является определяющим при проектировании электрической части станции, так как он определяет полный состав элементов и связей между ними. На чертеже главные схемы изображаются в однолинейном исполнении при отключённом положении всех элементов установки. В некоторых случаях допускается изображать отдельные элементы в рабочем положении. При проектировании и эксплуатации электростанции используют различные виды схем.
При проектировании электроустановки до разработки главной схемы составляется структурная схема выдачи электроэнергии, на которой показываются основные функциональные части электроустановки (распределительные устройства, трансформаторы, генераторы и связи между ними).
Рисунок 8.1. Структурная схема ЭС
На этапе эксплуатации используют - упрощённую принципиальную схему (рисунок 8.2).
Рисунок 8.2. Упрощенная принципиальная схема участка главной схемы ЭС.
Все потребители, согласно ПУЭ разделяют на три категории:
Электроприёмники 1 категории - электроприёмники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, расстройство сложного технологического процесса.
Электроприемники 2 категории - электроприёмники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям механизированного и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности большого количества жителей.
Электроприёмники 3 категории - все остальные электроприёмники, непопадающие в 1 и 2 категории.
Из сложного комплекса предъявляемых условий, влияющих на выбор главной схемы, можно выделить основные требования к схемам:
- надёжность электроснабжения потребителей;
- приспособленность к проведению ремонтных работ;
- оперативная гибкость электрической схемы;
- экономическая целесообразность.
