Энергетика. Схемы выдачи электроэнергии на электростанциях и подстанциях. Преимущества объединения электростанций в систему

ЭНЕРГЕТИКА

1.1 ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ

Среди отраслей народного хозяйства энергетика занимает одно из ведущих мест. Уровень развития энергетики отражает достигнутый технико-экономический потенциал страны. Энергетика обеспечивает теплом и энергией промышленные предприятия, организации, сельское хозяйство, транспорт, коммунально-бытовые нужды городов, посёлков.

Электрификацией называется применение электрической энергии в промышленности, сельском хозяйстве, для бытовых и культурных целей населения.

Производство и потребление электроэнергии непрерывно растёт. Потребление электроэнергии в мире в 1999 году составило 9×10³ ТВт×ч  (млрд. кВт×ч) и составило 1850 кВт×ч на душу населения земли. Общая мощность установленная мощность всех электростанций превысила 1,8 млрд. кВт.

Потребление электроэнергии распределяется следующим образом:

·  Промышленность –57%;

·  Транспорт и строительство – 8,8%;

·  Коммунальное хозяйство – 11,7%;

·  Сельское хозяйство – 7%;

·  Собственные нужды электростанций, потери в сетях и прочее – 15,5%.

Производство электроэнергии осуществляется на электростанциях, объединённых в энергосистемы. Централизация производства электроэнергии в России превышает 95%. Энергосистемы связаны между собой линиями электропередачи (ЛЭП) и образуют объединённые энергосистемы (ОЭС), которые в свою очередь объединяются в Единую энергетическую систему (ЕЭС), которая связывает всю Европейскую часть России, включая Урал и ОЭС Сибири.

Значительная часть электроэнергии вырабатывается промышленными электростанциями, которые связаны с районными энергосистемами и в основном отпускают электроэнергию и теплоту промышленным предприятиям и расположенным вблизи их потребителям (ТЭЦ КМК, ТЭЦ ЗСМК, Кузнецкая ТЭЦ).

Энергосистема – это совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, установок потребителей тепла и электроэнергии, связанных общностью режимов производства, распределения и потребления электроэнергии и тепла. Часть энергосистемы, включающая в себя электростанции, электрические сети и установки потребителей электроэнергии составляют электрическую систему.

Упрощенная принципиальная электрическая схема энергосистемы приведена на рисунке 1. Основу энергосистемы составляют крупные электростанции КЭС, ГЭС, ТЭЦ.  Межсистемные связи выполнены на напряжении 500 кВ, распределение электроэнергии в энергосистеме на напряжении 35, 110, 220 кВ. Местные распределительные сети на напряжении 6 и 10 кВ.

Рисунок 1 – Принципиальная электрическая схема энергосистемы

Принципы создания энергосистемы были заложены планом ГОЭЛРО. ЕЭС включает в себя объединённые энергосистемы (ОЭС) Сибири, Европейской части страны, которая охватывает ОЭС Северо-Запада, Северного Кавказа, Закавказья. В восточных районах созданы ОЭС Средней Азии, Дальнего Востока. Энергосистемы на Западе страны работают параллельно с энергосистемами некоторых стран Восточной Европы, образовав энергосистему МИР.

Объединение энергосистем даёт значительный эффект за счёт возможности использования общей установленной мощности электростанций для обеспечения сдвинутых максимумов нагрузки. 

Для обеспечения руководства работой энергосистем создана единая система диспетчерского управления, основными задачами которой являются:

·  Оперативное планирование и регулирование режима работы энергосистем в целях полного удовлетворения потребности в электрической энергии и тепле;

·  обеспечение бесперебойного питания потребителей и надёжной работы энергосистем;

·  предупреждение и ликвидация аварийных режимов;

·  обеспечение необходимого качества электроэнергии;

·  обеспечение максимальной экономичности работы энергосистем и рационального расходования энергоресурсов.

Существуют ЦДУ ЕЭС, находящееся в Москве, территориальные диспетчерские центры Центра, Урала, Сибири, районные центры (Мосэнерго, Ленэнерго,  Кузбассэнерго), местные (ЮЭС), диспетчерские пункты предприятий. 

Электростанцией называют предприятия или установки, предназначенные для производства электроэнергии. По особенностям технологического процесса преобразования энергии и виду используемого энергетического ресурса электростанции подразделяют на тепловые (ТЭС), атомные (АЭС), гидроэлектростанции (ГЭС), гидроаккумулирующие (ГАЭС), газотурбинные (ГТУЭС), геотермальные (ГТЭС),  дизельные (ДЭС), ветровые электростанции (ВЭС) и др.

Тепловые электростанции (ТЭС) подразделяются на конденсационные (КЭС) и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). Крупные КЭС, обслуживающие потребителей значительных районов страны,  получили название государственных районных электростанций (ГРЭС).

Тепловые конденсационные электростанции (КЭС) строят по возможности ближе к местам добычи топлива и удобным для водоснабжения. Их выполняют из ряда блочных агрегатов: котёл – турбогенератор – повышающий трансформатор. Принципиальная схема КЭС приведена на рисунке 2. 

Рисунок 2 - Технологическая схема КЭС

1-  склад топлива и система топливоподачи;

2-  система топливоприготовления;

3-  парогенератор;

4-  турбина;

5-  конденсатор;

6-  питательный насос;

7-  конденсатный насос;

8-  питательный насос;

9-  горелки парогенератора;

10-  вентилятор;

11-  дымосос;

12-  воздухоподогреватель;

13-  водяной экономайзер;

14-  подогреватель низкого давления;

15-  деаэратор;

16-  подогреватель высокого давления.

Экономайзер – теплообменник для предварительного подогрева воды, подаваемой в паровой котёл, за счёт теплоты отходящих газов.