Τι είναι η ισχύς, η θερμική ενέργεια, η ηλεκτρική ενέργεια και τα ηλεκτρικά συστήματα

Ενέργεια (σύμπλεγμα ενέργειας καυσίμου) — ένας τομέας της οικονομίας που καλύπτει πόρους, παραγωγή, μετασχηματισμό και χρήση διαφόρων τύπων ενέργειας.

Ενέργεια στη σύγχρονη επιστημονική κατανόηση, νοείται ως ένα γενικό μέτρο για όλες τις μορφές κίνησης της ύλης. Διαφοροποίηση της θερμικής, μηχανικής, ηλεκτρικής και άλλων μορφών κίνησης της ύλης.

Η ενέργεια μπορεί να αναπαρασταθεί από τα ακόλουθα διασυνδεδεμένα μπλοκ:

1. Φυσικοί ενεργειακοί πόροι και επιχειρήσεις εξόρυξης.

2. Διυλιστήρια και μεταφορά τελικών καυσίμων.

3. Παραγωγή και μεταφορά ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας.

4. Καταναλωτές ενέργειας, πρώτων υλών και προϊόντων.

Περίληψη μπλοκ:

1) Οι φυσικοί πόροι χωρίζονται σε:

• ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ηλιακή, βιομάζα, υδατικοί πόροι).

• μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (άνθρακας, πετρέλαιο).

2) Μεταλλευτικές επιχειρήσεις (ορυχεία, ορυχεία, πηγάδια αερίου).

3) επιχειρήσεις επεξεργασίας καυσίμων (εμπλουτισμός, απόσταξη, καθαρισμός καυσίμων).

4) Μεταφορά καυσίμων (σιδηροδρομικές μεταφορές, βυτιοφόρα).

5) Παραγωγή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας (CHP, NPP, HPP).

6) Μεταφορά ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας (ηλεκτρικά δίκτυα, αγωγοί).

7) Καταναλωτές ενέργειας, θερμότητας (ηλεκτρισμός και βιομηχανικές διεργασίες, θέρμανση).

Οι κύριες μορφές με τις οποίες χρησιμοποιείται η ενέργεια σήμερα είναι η θερμότητα και ο ηλεκτρισμός. Οι ενεργειακές βιομηχανίες που μελετούν την παραγωγή, τον μετασχηματισμό, τη μεταφορά και τη χρήση θερμικής και ηλεκτρικής ενέργειας ονομάζονται μηχανική θερμικής ενέργειας, αντίστοιχα.

Η ενέργεια των ροών του νερού, που προηγουμένως χρησιμοποιήθηκε απευθείας με τη μορφή μηχανικής ενέργειας, είναι τώρα μετατραπεί σε υδροηλεκτρικούς σταθμούς στην ηλεκτρική ενέργεια. Η βιομηχανία ενέργειας που μελετά τις διαδικασίες μετατροπής της ενέργειας του νερού σε ηλεκτρική ονομάζεται υδροηλεκτρική ενέργεια.

Το άνοιγμα του δρόμου προς τη χρήση της πυρηνικής ενέργειας δημιούργησε έναν νέο κλάδο ενέργειας— πυρηνική ή πυρηνική ενέργεια… Η ενέργεια των πυρηνικών διεργασιών μετατρέπεται σε θερμική και ηλεκτρική ενέργεια και χρησιμοποιείται σε αυτές τις μορφές.

Εξετάζονται ερωτήσεις σχετικά με τη χρήση της ενέργειας των κινούμενων μαζών αέρα αιολική ενέργεια. Αιολική ενέργεια χρησιμοποιείται κυρίως σε μηχανική μορφή. Ασχολείται με τη χρήση της ηλιακής ενέργειας ηλιακή ενέργεια.

Κάθε ένας από τους κλάδους της ενέργειας ως επιστήμη έχει τη θεωρητική του βάση που βασίζεται στους νόμους των φυσικών φαινομένων σε αυτόν τον τομέα.

Η ενέργεια, ως ο σημαντικότερος τομέας της ανθρώπινης δραστηριότητας, χρειάζεται πολύ χρόνο για ανάπτυξη μεγάλης κλίμακας.

Η ενέργεια είναι βιομηχανία έντασης κεφαλαίου. Η ισχύς των σταθμών παραγωγής ενέργειας της Γης ξεπερνά το ένα δισεκατομμύριο κιλοβάτ.

Μια σαφής κατανόηση της ενότητας και της ισοδυναμίας των διαφορετικών μορφών ενέργειας διαμορφώθηκε μόλις στα μέσα του δέκατου ένατου αιώνα, όταν είχε ήδη αποκτηθεί μεγάλη εμπειρία στη μετατροπή ορισμένων μορφών ενέργειας σε άλλες:

• δημιουργήθηκε μια ατμομηχανή που μετέτρεπε τη θερμότητα σε μηχανική ενέργεια.

• ανακαλύφθηκαν οι πρώτες πηγές ηλεκτρικής ενέργειας — οι γαλβανικές κυψέλες, στις οποίες λαμβάνει χώρα η άμεση μετατροπή της χημικής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια.

• Μέσω ηλεκτρόλυσης, πραγματοποιείται επανειλημμένα η αντίστροφη μετατροπή — ηλεκτρική ενέργεια σε χημική ενέργεια.

• δημιουργήθηκε ένας ηλεκτροκινητήρας στον οποίο η ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια.

• ανακαλύφθηκε το φαινόμενο της άμεσης μετατροπής της ηλεκτρικής ενέργειας σε θερμότητα.

Το 1831 ανακαλύφθηκε μια μέθοδος μετατροπής της μηχανικής ενέργειας σε ηλεκτρική. Το φυσικό συμπέρασμα του τεράστιου όγκου συσσωρευμένων δεδομένων σχετικά με τη μετατροπή ορισμένων μορφών ενέργειας σε άλλες ήταν η ανακάλυψη ο νόμος της διατήρησης και του μετασχηματισμού της ενέργειας — ένας από τους βασικούς νόμους της φυσικής.

Η ανάγκη για μετατροπή ενέργειας οφείλεται στο γεγονός ότι διαφορετικές διαδικασίες απαιτούν διαφορετικές μορφές ενέργειας.

Οι μετασχηματισμοί ενέργειας δεν περιορίζονται στο μετασχηματισμό ορισμένων από τις μορφές της σε άλλες. Η θερμική ενέργεια χρησιμοποιείται σε διαφορετικές τιμές της θερμοκρασίας του ψυκτικού υγρού (ατμός, αέριο, νερό), ηλεκτρική ενέργεια — με τη μορφή εναλλασσόμενου ή συνεχούς ρεύματος και σε διαφορετικά επίπεδα τάσης.

Ο μετασχηματισμός της ενέργειας πραγματοποιείται σε διάφορες μηχανές, συσκευές και συσκευές, γενικά, που αποτελούν την τεχνική βάση της ενέργειας.

Έτσι στα λεβητοστάσια η χημική ενέργεια των καυσίμων μετατρέπεται σε θερμότητα, σε έναν ατμοστρόβιλο αυτή η θερμότητα που μεταφέρεται από τους υδρατμούς μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια η οποία στη συνέχεια σε ηλεκτρική γεννήτρια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια.

Σε υδροηλεκτρικούς σταθμούς, σε υδροστρόβιλους και ηλεκτρικές γεννήτριες, η ενέργεια των ροών του νερού μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια, στους ηλεκτροκινητήρες η ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια κ.λπ.

Οι μέθοδοι δημιουργίας και χρήσης διαφόρων μηχανών, συσκευών, συσκευών που έχουν σχεδιαστεί για λήψη, μετασχηματισμό, μεταφορά και χρήση διαφόρων μορφών ενέργειας βασίζονται στις σχετικές ενότητες των θεωρητικών θεμελίων της ενέργειας και αποτελούν τομείς τεχνικών επιστημών όπως η θερμική μηχανική, η ηλεκτρική μηχανική, υδραυλική μηχανική και αιολική μηχανική.

Ενέργεια - ένα μέρος του ενεργειακού τομέα που αντιμετωπίζει τα προβλήματα απόκτησης μεγάλων ποσοτήτων ηλεκτρικής ενέργειας, μετάδοσης από απόσταση και διανομής στους καταναλωτές, η ανάπτυξή του οφείλεται στα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας.

Ένα ηλεκτρικό σύστημα είναι ένα σύνολο διασυνδεδεμένων σταθμών παραγωγής ενέργειας, ηλεκτρικών και θερμικών συστημάτων, καθώς και καταναλωτών ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας, ενωμένοι από την ενότητα της διαδικασίας παραγωγής, μεταφοράς και κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας.

Ηλεκτρικό σύστημα: TPP — σταθμός συνδυασμένης παραγωγής θερμότητας και ηλεκτροπαραγωγής, NPP — πυρηνικός σταθμός ηλεκτροπαραγωγής, KES — μονάδα παραγωγής ενέργειας συμπύκνωσης, Υδροηλεκτρικό εργοστάσιο - υδροηλεκτρικό εργοστάσιο, 1-6 — καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας από θερμοηλεκτρικούς σταθμούς

Σχήμα μονάδας θερμικής συμπύκνωσης ηλεκτροπαραγωγής

Ηλεκτρικό σύστημα (ηλεκτρικό σύστημα, ES) — το ηλεκτρικό μέρος του συστήματος ισχύος.

Διάγραμμα ηλεκτρικού συστήματος
Το διάγραμμα εμφανίζεται σε μια εικόνα μονής γραμμής, δηλαδή, μια γραμμή σημαίνει τρεις φάσεις.

Τεχνολογική διαδικασία στο σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας

Η τεχνολογική διαδικασία είναι η διαδικασία μετατροπής του πρωτογενούς ενεργειακού πόρου (ορυκτά καύσιμα, υδροηλεκτρική ενέργεια, πυρηνικά καύσιμα) σε τελικό προϊόν (ηλεκτρισμός, θερμική ενέργεια). Οι παράμετροι και οι δείκτες της τεχνολογικής διαδικασίας καθορίζουν την αποδοτικότητα της παραγωγής.

Η τεχνολογική διαδικασία φαίνεται σχηματικά στο σχήμα, από το οποίο φαίνεται ότι υπάρχουν διάφορα στάδια μετατροπής ενέργειας.

Σχέδιο της τεχνολογικής διαδικασίας στο σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας: K — λέβητας, T — στρόβιλος, G — γεννήτρια, T — μετασχηματιστής, γραμμή ηλεκτρικής ενέργειας — γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας

Στο λέβητα Κ η ενέργεια καύσης του καυσίμου μετατρέπεται σε θερμότητα. Ο λέβητας είναι μια γεννήτρια ατμού. Σε έναν στρόβιλο, η θερμική ενέργεια μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια. Στη γεννήτρια, η μηχανική ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια. Η τάση της ηλεκτρικής ενέργειας κατά τη διαδικασία μετάδοσής της κατά μήκος της γραμμής ισχύος από τον σταθμό στον καταναλωτή μετατρέπεται, γεγονός που εξασφαλίζει την απόδοση της μετάδοσης.

Η αποτελεσματικότητα της τεχνολογικής διαδικασίας εξαρτάται από όλες αυτές τις συνδέσεις.Επομένως, υπάρχει ένα συγκρότημα καθηκόντων καθεστώτος που σχετίζονται με τη λειτουργία λεβήτων, στροβίλων θερμοηλεκτρικών σταθμών, στροβίλων υδροηλεκτρικών σταθμών, πυρηνικών αντιδραστήρων, ηλεκτρικού εξοπλισμού (γεννήτριες, μετασχηματιστές, γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας , και τα λοιπά.). Είναι απαραίτητο να επιλέξετε τη σύνθεση του επιχειρησιακού εξοπλισμού, τον τρόπο φόρτισης και χρήσης του και να τηρήσετε όλους τους περιορισμούς.

Ηλεκτρική εγκατάσταση - εγκατάσταση στην οποία παράγεται, παράγεται ή καταναλώνεται, διανέμεται ηλεκτρική ενέργεια. Μπορεί να είναι: ανοιχτό ή κλειστό (εσωτερικό).

Σταθμός ηλεκτροπαραγωγής — ένα σύνθετο τεχνολογικό συγκρότημα στο οποίο η ενέργεια μιας φυσικής πηγής μετατρέπεται σε ενέργεια ηλεκτρικού ρεύματος ή θερμότητας.

Πρέπει να σημειωθεί ότι οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής (ιδιαίτερα οι θερμικοί, με καύση άνθρακα) είναι οι κύριες πηγές περιβαλλοντικής ρύπανσης από τον ενεργειακό τομέα.

Ηλεκτρικός υποσταθμός — ηλεκτρική εγκατάσταση σχεδιασμένη για τη μετατροπή ηλεκτρικής ενέργειας από μια τάση σε άλλη με την ίδια συχνότητα.

Μετάδοση ισχύος (γραμμές ρεύματος) — η δομή αποτελείται από υπερυψωμένους υποσταθμούς γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας και κατερχόμενους υποσταθμούς (σύστημα καλωδίων, καλωδίων, στηρίγματα) που έχουν σχεδιαστεί για τη μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας από την πηγή στον καταναλωτή.

Ηλεκτρική ενέργεια δικτύου — ένα σύνολο γραμμών και υποσταθμών ηλεκτρικής ενέργειας, δηλ. συσκευές που συνδέουν το ρεύμα σε καταναλωτές ενέργειας.