Основы современной электроэнергетики. Курс лекций для менеджеров энергетических компаний Под общей редакцией. Энергоснабжение курс лекций

Лекции по "Электрическим сетям" — курс лекций

Лекция 1. Общие сведения об энергетических системах

 Электроснабжение промышленных, коммунальных и других потребителей  производится от электрических  станций, вырабатывающих электроэнергию. Электрические станции могут находиться вблизи потребителей либо удалены на значительные расстояния. В обоих случаях передача и распределение электрической энергии осуществляется по проводам электрических линий. Накапливать электрическую энергию в больших количествах сегодня практически нельзя, поэтому с помощью современных автоматических средств управления постоянно поддерживается равновесие между вырабатываемой и потребляемой электрической энергией.

Когда потребители удалены от электрических станций, передачу электроэнергии осуществляют на повышенном напряжении. Тогда между электрической станцией и потребителями сооружаются повышающие и понижающие (преобразовательные) подстанции.

        Гидроэлектростанции (сооружаемые  на створах рек) редко располагаются  у крупных центров нагрузки. Тепловые  электростанции выгодно располагать вблизи залежей топлива. Крупные электрические станции связываются с центрами нагрузок линиями электропередачи (ЛЭП) высокого напряжения. 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).

Часть энергетической системы, состоящая  из генераторов, распределительных устройств, повысительных и понизительных подстанций, линии энергетической сети и приемников электроэнергии, называется электроэнергетической системы (ЭЭС).

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.

Важными характерными свойствами 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 и это объединение их называется объединенной энергетической системой (ОЭС).

ОЭС могут охватывать значительные территории и даже всю страну.

Преимущества ОЭС:

1. Уменьшение величины суммарного резерва мощности.
2. Наилучшее использование мощности ГЭС одной или нескольких электроэнергетических систем и повышения их экономичности.
3. Снижение суммарного максимума нагрузки объединяемых электроэнергетических систем.
4. Взаимопомощь систем в случае неодинаковых сезонных изменений мощности электрических станций и в частности ГЭС.
5. Облегчение работы систем при ремонтах и авариях.

       В настоящее время применяются стандартные номинальные (междуфазные) напряжения трехфазного тока частот 50 Гц в диапазоне 6-1150 кВ, а также напряжения 0,66; 0,38(0,22) кВ.

Стандартные “U” для сетей и приемников электрической энергии:(3), 6,10,20,35,110,(150),220,330,550,750,1150 кВ

(Напряжения 0,22; 3; 150 не рекомендуется для вновь проектируемых сетей). Для генераторов применяют Uном 3-21 кВ.

Передача электрической энергии от электрических станций по ЛЭП чаще всего осуществляется на напряжениях 110-1150 кВ, т.е. значительно превышающих напряжения генераторов.

      Классификация электрических сетей

           Классификация электрических сетей может осуществляться:

• По роду тока
• По номинальному напряжению
• Конфигурации схемы сети
• По выполняемым функциям
• По характеру потребителя
• По конструктивному выполнению

        По роду тока различают сети переменного и постоянного тока:

ЛЭП постоянного тока применяются  для дальнего транспорта электрической  энергии и связи электрических  сетей с разными номинальными частотами или с различными подходами  к регулированию при одной номинальной частоте (вставки линии постоянного тока или нулевой длины). В России ЛЭП постоянного тока почти не используется (Волгоград-Донбасс на 800 кВ, 376 км).

Для связи с другими странами применяют вставки из линий постоянного  тока. За рубежом в разных странах существует несколько десятков ЛЭП постоянного тока, среди которых самой мощной является Итайпу-Сан Паулу (Бразилия) с номинальным напряжением 1200 кВ, длиной 783 км и пропускной способностью 6,3 млн кВт.

ЛЭП переменного трехфазного тока используется повсеместно. В России такая линия впервые была построена в 1922 г. (110кВ). Рост номинального напряжения ЛЭП напряжением переменного тока шел примерно с интервалом 15 лет. Первые экспериментальные участки ЛЭП-1150 кВ были построены в 1985 г.

Каждая сеть характеризуется  номинальным напряжением. Различают номинальные напряжения ЛЭП, генераторов, трансформаторов и электроприемников.

Номинальное напряжение генераторов  по условию компенсации потерь напряжения в сети принимают на 5% выше номинального сетевого напряжения. Номинальные напряжения обмоток трансформатора принимают равными номинальному напряжению сети или на 5% выше в зависимости от вида трансформатора и напряжения сети.

По величине номинального напряжения сети подразделяются:

1. на сети низкого напряжения (НН) – до 1000 кВ;
2. среднего напряжения (СН) – 3…35 кВ;
3. высокого напряжения (ВН) – 110…220 кВ;
4. сверхвысокого напряжения (СВН) – 330-750 кВ;
5. ультравысокого напряжения (УВН) – свыше 1000 кВ.

По конфигурации электрические  сети различают:

1. Разомкнутые;

2. Разомкнутые резервированные;

3. Замкнутые.

Разомкнутыми называют такие сети, которые питаются от одного пункта и передают электрическую энергию  к потребителю только в одного направлении. Разомкнутые сети бывают магистральными, радиальными и радиально-магистральными (разветвленными). В разомкнутых резервированных сетях при нарушении питания по одной из ЛЭП вручную или автоматически включается резервная перемычка, по которой восстанавливается электроснабжение отключенных потребителей. Замкнутыми называют сети, питающие потребителей по меньшей мере с двух сторон.

 

Виды схем: а- магистраль; б- линия  с равномерно распределенной нагрузкой; в- радиальная схема; г- радиально-магистральная  схема.

Магистралью называется линия с промежуточными отборами мощности вдоль линии. В предельном случае с увеличением числа нагрузок получается линия с равномерно распределенной нагрузкой, т.е. плотность нагрузки на единицу длины одинакова для любого участка. Радиальные линии исходят из одной точки сети.

Замкнутыми сетями называются сети, имеющие контуры (циклы), образованные ЛЭП и трансформаторами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примеры замкнутых электрических  сетей:

а- сеть одного напряжения; б- сеть двух напряжений.

К замкнутым сетям относятся также сети, имеющие несколько источников питания. Одной из таких схем является так называемая линия с двухсторонним питанием.

Пример замкнутых электрических  сетей, имеющих несколько источников питания:

По выполняемым функциям различают:

1. Системообразующие сети;
2. Питающие сети;
3. Распределительные сети.

Системообразующие сети напряжением 330-1150 кВ осуществляют функции формирования объединенных энергосистем, объединяя мощные электрические станции и обеспечивая их функционирование как единого объекта управления и одновременно обеспечивают передачу электрической энергии от мощных электрических станций. Эти сети осуществляют системные связи, т.е. связи очень большой длины между энергосистемами. Их  режимом управляет диспетчер объединенного диспетчерского управления (ОДУ). В ОДУ входят несколько районных энергосистем – районных энергетических управлений (РЭУ).

Питающие сети предназначены для передачи электрической энергии от ПС системообразующей сети и частично от шин 110-220 кВ электрических станций к центрам питания (ЦП) распределительных сетей – районным ПС.

Питающие сети обычно замкнутые. Напряжение этих сетей ранее было 110-220 кВ. По мере роста нагрузок, мощности электрических  станций и протяженности электрических  сетей увеличивается напряжением сетей. В последнее время напряжение питающих сетей иногда бывает 330-500 кВ. Сети 110-220 кВ обычно административно подчиняются РЭУ. Их режимом управляет диспетчер РЭУ.

Распределительная сеть предназначена для передачи электрической энергии на небольшие расстояния от шин низшего “U” районных ПС к промышленным, городским, сельским потребителям. Такие распределительные сети обычно разомкнутые или работают в разомкнутом режиме.

Различают распределительные сети высокого (Uном>1кВ) и низкого (U<1кВ) напряжения.

По месту расположения и характеру потребителя различают сети:

1. Промышленные;
2. Городские;
3. Сельские;
4. Электрифицированных железных дорог;
5. Магистральных нефте- и газопроводов.

Ранее такие сети выполнялись с  напряжением 35 кВ и меньше, а в  настоящее время – до 110 и даже 220 кВ. Преимущественное распространение в распределительных сетях имеет напряжение 10 кВ, сети 6 кВ применяются реже. Напряжение 35 кВ широко используется для создания центров питания сетей 6,10 кВ в основном в сельской местности. Передача эл. энергии на напряжении 35 кВ непосредственно потребителям, т.е. трансформация 35/0,4 кВ используется реже.

Для электроснабжения больших промышленных предприятий и крупных городов  осуществляется глубокий ввод высокого напряжения, т.е. сооружение подстанций с первичным напряжением 110-500 кВ вблизи центров нагрузок.

Сети внутреннего электроснабжения крупных городов – это сети 110 кВ, в отдельных случаях к  ним относятся глубокие вводы 220/10 кВ.

Сети с/х назначения выполняют  на напряжении 0,4-110 кВ.

По конструктивному выполнению различают сети:

1. Воздушные;
2. Кабельные;
3. Токопроводы промышленных предприятий;
4. Проводки внутри зданий и сооружений.   

Управление  эл. системами

Имеет три основных аспекта:

1. Оперативное (диспетчерское) управление, проводимое в разрезе отдельных суток и сезонов года
2. Хозяйственное управление в течение года
3. Управление развитием систем в многолетнем плане.

Управление электроэнергетическими системами различают по трем признакам:

• Технологическому
• Территориальному, характеризующими реальную систему как объект управления
• Временному, соответствующему задачам управления, изменяющимся во времени.

Районные энергосистемы образуются на территории какого-либо района –  облати, края, автономии и т.п. и  посредством межсистемных связей образуют объединенные энергетические системы (ОЭС), которые, в свою очередь, образуют Единую энергосистему России (ЕЭС России). Единая энергетическая система России является самой крупной системой мира.

В ее составе имеются ОЭС:

Центра, Северо-Запада, Среднего Поволжья, Северного Кавказа, Урала, Сибири, Востока.

Характеристики оборудования линий электропередач и подстанций

Воздушные линии электропередач (ВЛ) предназначены для передачи электроэнергии на расстояние по проводам. Основными  конструктивными элементами ВЛ являются провода, тросы, опоры, изоляторы и  линейная арматура. Провода служат для передачи электроэнергии. В верхней части опор над проводами для защиты ВЛ от грозовых перенапряжений монтируют грозозащитные тросы.

Опоры поддерживают провода и тросы  на определенной высоте над уровнем  земли или воды. Изоляторы изолируют провода от опоры. С помощью линейной арматуры провода закрепляются на изоляторах, а изоляторы на опорах.

yaneuch.ru

Основы энергосбережения. Курс лекций. Ольшанский А.И. 2007 г

ОЛЬШАНСКИЙ А.И. ОЛЬШАНСКИЙ В.И.

БЕЛЯКОВ Н.В.

ОСНОВЫ

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

КУРС ЛЕКЦИЙ

1

УДК 620.9(075.8)

ББК 31

О-56

Рецензенты:

д.т.н., академик НАНАБ Клубович В.В.

к.т.н., доцент кафедры МТВПО УО «ВГТУ» Алексеев И.С.

Рекомендовано к опубликованию редакционно-издательскимСоветом УО «ВГТУ» протокол №3 от «18» сентября 2007г.

Ольшанский, А. И. Основы энергосбережения : курс лекций / А. И. Ольшан-

О56 ский, В. И. Ольшанский, Н. В. Беляков ; УО «ВГТУ». – Витебск, 2007. – 223 с.

ISBN 985-481-091-7

В пособии проанализированы энергетические ресурсы мира и Республики Беларусь. Рассмотрены понятия: топливно-энергетическогокомплекса, станции преобразования энергии, графиков нагрузки, аккумулирования энергии. Приводятся методы прямого преобразования энергии. Описаны нетрадиционные возобновляемые источники энергии, вопросы транспорта и распределения энергии, ценового и тарифного регулирования, нормирования энергопотребления, а также основные правовые и нормативные документы в области энергосбережения, программы по энергосбережению, некоторые технические направления энергосбережения в Республике Беларусь. Приводятся основы энергетического менеджмента и аудита. Уделено внимание вторичным энергетическим ресурсам и способам их утилизации, вопросам эффективного использования энергии в различных сферах городского хозяйства, а также вопросам экологии при энергосбережении и энергосбережения в странах дальнего зарубежья

Настоящее пособие предназначено для студентов дневной и заочной форм обучения Учреждения образования «Витебский государственный технологический университет».

УДК 620.9(075.8)

ББК 31

ISBN 985-481-091-7

© А.И. Ольшанский, В. И. Ольшанский Н.В. Беляков 2007

© Учреждение образования «Витебский государственный технологический университет», 2007

2

ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие……………………………………………………………………………………….. 6

Блок 1. Введение в дисциплину. Энергетические ресурсы мира и РБ. ТЭК ……………... 7

1.1.Роль энергетики в развитии человеческого общества…………………………………... 7

1.2.Виды энергии и энергетических ресурсов………………………………………………… 9

1.3.Качество энергии и энергетических ресурсов……………………………………………. 12

1.4.Электрическая энергия……………………………………………………………………. 13

1.5.Ресурсная обеспеченность мировой энергетики и перспективы ее развития…………... 15

1.6.Невозобновляемые энергетические ресурсы Республики Беларусь……………………. 18

1.7.Энергетический кризис: суть и причины………………………………………………….. 19

1.8.Эффективность использования и потребления энергии в различных странах и в Рес-

публике Беларусь…………………………………………………………………………………….. 20

1.9.Топливно-энергетическийкомплекс (ТЭК) ……………………………………………… 22

Контрольные вопросы………………………………………………………………………….. 24

Блок 2. Станции преобразования энергии. Графики нагрузки и аккумулирование энергии. Методы прямого преобразования энергии…………………………………………….. 25

2.1.Тепловые, атомные и гидро электростанции……………………………………………. 25

2.2.Газотурбинные и парогазовые установки…………………………………………………. 29

2.3.Графики нагрузки…………………………………………………………………………..... 30

2.4.Системы аккумулирования энергии………………………………………………………. 32

2.4.1.Механические системы аккумулирования энергии……………………………….. 32

2.4.2.Электрические системы аккумулирования…………………………………......... 33

2.4.3.Химические системы аккумулирования энергии……………………………….. 34

2.4.4.Аккумуляторы тепловой энергии……………………………………….………… 35

2.5.Методы и перспективы прямого преобразования энергии…………………………..….. 35

2.5.1.Преобразование тепловой энергии в электрическую…………………………….. 35

2.5.2.Преобразование световой энергии…………………………………………………. 39

2.5.3.Преобразование химической энергии………………………………………………. 39

Контрольные вопросы………………………………………………………………………….. 41

Блок 3. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии …………………………. 42

3.1.Перспективы, достоинства и недостатки нетрадиционных возобновляемых источ-

ников энергии………………………………………………………………………………………… 42

3.2.Биологическая энергия.………………………………………………………………….. 43

3.3.Гидроэнергетические ресурсы. ………………………………………………………… 48

3.4.Ветроэнергетические ресурсы.……………………………………………………….... 49

3.5.Солнечная энергия……………………………………………………………………….. 52

3.6.Геотермальные ресурсы ………………………………………………………………..... 58

3.7.Твердые бытовые отходы……………………………………………………………….. 58 Контрольные вопросы………………………………………………………………………….. 59

Блок 4. Транспорт и распределение энергии ………………………………………………… 60

4.1.Транспортировка первичных энергоресурсов…………………………………………... 60

4.2.Транспортировка теплоты……………………………………………………………….... 62

4.3.Теплоносители…………………………………………………………………………….. 67

4.4.Транспортирование электрической энергии……………………………………………... 70

Контрольные вопросы………………………………………………………………………….. 73

Блок 5. Цены и тарифы на энергоресурсы. Ценовое и тарифное регулирование. Нормирование энергопотребления. Потенциал энергосбережения …………………………….. 74

5.1.Понятие тарифа. История тарифообразования на энергоносители РБ………………… 74

5.2.Виды систем тарифов на электроэнергию………………………………………………. 75

5.3.Тарифы на природный газ и тепловую энергию…………………………………………. 77

5.4.Регулирующая роль государства ………………………………………………………… 78

5.5.О нормировании энергопотребления……………………………………………………... 80

5.6.Потенциал энергосбережения…………………………………………………………….. 83 Контрольные вопросы………………………………………………………………………….. 86

Блок 6. Основные правовые и нормативные документы в области энергосбережения. Управление ТЭК. Программы по энергосбережению…………………………………………... 87

6.1.Закон «Об энергосбережении»……………………………………………………………. 87

6.2.Структура управления ТЭК и системой энергосбережения Республики Беларусь…… 89

6.3.Республиканские отраслевые и региональные программы по энергосбережению……. 92

6.4.Система финансовой поддержки энергосбережения…………………………………… 95

Контрольные вопросы………………………………………………………………………….. 96

Блок 7. Некоторые технические направления энергосбережения в Республике Бела-

русь…………………………………………………………………………………………………….. 97

7.1.Малые и мини-ТЭЦ,повышение эффективности котельных……………………...... 97

7.2.Компрессорное оборудование и холодильная техника………………………………… 99

7.3.Электропривод…………………………………………………………………………….. 101

7.4.Автоматизация управления производственными процессами……………………. 103

7.4.1.Общие положения…………………………………………………………………… 103

7.4.2.Понятие автоматического регулирования…………………………………………. 104

7.4.3.Классификация подсистем автоматизации……………………………………….. 105

7.4.4.Датчики ……………………………………………………………………………… 105

7.4.5.Первичный приборный учет………………………………………………………. 111

7.4.6.Схемы автоматизации. Автоматизированные системы контроля и управления различными энергообъектами……………………………………………………………………….. 113

7.5.Приоритетные направления энергосбережения в промышленных отраслях…………. 114

Контрольные вопросы…………………………………………………………………………... 118

Блок 8. Вторичные энергетические ресурсы…………………………………………………. 119

8.1.Общие вопросы……………………………………………………………………………. 119

8.1.1.Вторичные энергетические ресурсы в промышленности…………………………… 119

8.1.2.Вторичные энергетические ресурсы на предприятиях текстильной промышлен-

ности……………………………………………………………………………………………………. 120

8.1.3.Определение выхода ВЭР и экономия топлива за счет их использования………… 125

8.1.4.Экономическая эффективность использования вторичных энергетических ресур-

сов……………………………………………………………………………………………………… 126

8.2.Утилизация ВЭР…………………………………………………………………………... 131

8.2.1.Теплообменные аппараты для утилизации вторичных энергоресурсов…………… 131

8.2.2.Теплообменные аппараты для утилизации высокотемпературных ВЭР………….. 133

8.2.3.Теплообменные аппараты для утилизации низкопотенциальных вторичных энер-

горесурсов…………………………………………………………………………………………….. 137

8.2.4.Некоторые примеры экономии тепловой энергии за счет использования ВЭР….. 143

4

Контрольные вопросы………………………………………………………………………. 146

Блок 9. Основы энергетического менеджмента и аудита ………………………………….. 147 9.1. Понятие энергетического менеджмента и аудита……………………………………… 147

9.1.1.Понятие энергетического менеджмента…………………………………………….. 147

9.1.2.Энергетический баланс………………………………………………........................... 149

9.1.3.Энергетические аудиты и обследования……………………………………………… 151

9.2.Проектный подход в энергетическом менеджменте……………………………………. 157

9.2.1.Планирование капиталовложений на развитие энергетических источников……… 157

9.2.2.Оценка и анализ рисков инвестиционных проектов…………………………………. 160

9.2.3.Схемы финансирования проектов…………………………………………………….. 163

9.2.4.«Экономические» методы проектного анализа……………………………………… 164

9.2.5.Показатели эффективности инвестиционных проектов……………………………. 167

9.2.6.«Неэкономические» методы проектного анализа…………………………………… 172

9.2.7.Энергетическое планирование……………………………………………………….. 176

Контрольные вопросы………………………………………………………………………….. 181

Блок 10. Вопросы эффективного использования энергии в различных сферах город-

ского хозяйства ………………………………………………............................................................ 182

10.1.Концепция и задачи энергосбережения………………………………………………… 182

10.2.Энергосбережение при в градостроительстве и зданиях……………………………… 182

10.2.1.Градостроительство………………………………………………………………….. 182

10.2.2.Здания…………………………………………………………………………………. 183

10.3.Энергосбережение при освещении……………………………………………………… 189

10.4.Теплоснабжение…………………………………………………………………………... 193

10.4.1. Реконструкция и модернизация систем централизованного теплоснабжения… 193

10.4.2.Децентрализация и регулирование теплоснабжения………………………………. 194

10.4.3.Теплоснабжение производственных зданий………………………………………... 197

10.5.Автомобильный транспорт………………………………………………………………. 198

10.6.Экономия энергии в быту………………………………………………………………. 199 Контрольные вопросы………………………………………………………………………….. 202

Блок 11. Энергосбережение и экология ………………………………………………………. 203

11.1.Экологические проблемы, связанные с работой ТЭС, ГЭС, транспорта…………….. 203

11.2.Специфические экологические проблемы ядерной энергетики………………………. 206 11..3. Парнниковый эффект………………………………………………................................ 208

11.4.Экологические эффекты энергосбережения……………………………………………. 210

Контрольные вопросы………………………………………………………………………….. 211

Блок 12. Энергосбережение в странах дальнего зарубежья ………………………………… 212

12.1.Мировой опыт энергосбережения………………………………………………............. 212

12.2.Энергосберегающая политика в США………………………………………………...... 216

12.3.Японский опыт энергосбережения………………………………………………........... 218

12.4.Опыт энергосбережения Дании………………………………………………................. 220 Контрольные вопросы………………………………………………………………………….. 222

Список использованных источников…………………………………………………………. 223

ПРЕДИСЛОВИЕ

Среди важнейших проблем, поставленных наукой и практикой особое место занимает проблема энергосбережения. Энергосбережение в народном хозяйстве Республики Беларусь поднято на уровень государственной политики. Главные направления и важнейшие мероприятия по развитию топливно-энергетическогокомплекса страны и повышению эффективности энергоиспользования отражены в законе Республики Беларусь «Об энергосбережении» и закреплены энергетической программой до 2010 года.

Энергосберегающая политика имеет особо важное значение для отраслей промышленного производства, основанных на теплотехнологии с большой энергоемкостью и с низким уровнем полезного использования топлива. Во многих отраслях легкой промышленности имеются особо крупные резервы экономии топлива и тепла и возможности их практической реализации. Значительное место занимает проблема рационального использования вторичных энергетических ресурсов.

Дисциплина «Основы энергосбережения» введена в учебные планы высших учебных заведений. Поставлена задача качественно нового уровня образования инженерного корпуса в области энергосбережения с учетом современных задач государства.

Курс лекций представляет собой содержание курса «Энергосбережение» и содержит все разделы, отраженные государственной учебной программой «Основы энергосбережения». Цель учебного пособия – связать основы энергосбережения как общетехническую дисциплину с их практическим применением в работе инженера и дать конкретные знания для принятия и внедрения энергоэффективных мероприятий и решений. Сформировать у будущих специалистов важность понимания энергосбережения как обязательного процесса, как системы при осуществлении своей деятельности и реализации своего интеллектуального потенциала.

Учебное пособие предназначено для студентов дневной и заочной форм обучения специальностей 1-5001 01 «Технология пряжи, тканей, трикотажа и нетканых материалов»,1-5002 01 «Конструирование и технология изделий из кожи»,1-5001 02 «Конструирование и технология швейных изделий»,1-3608 01 «Машины и аппараты легкой, текстильной промышленности и бытового обслуживания» Учреждения образования «Витебский государственный технологический университет».

БЛОК 1 ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ МИРА И РБ. ТЭК

1.1. Роль энергетики в развитии человеческого общества

Источником всей энергии на Земле является Солнце. В процессе фотосинтеза, являющегося основой жизни многих видов растений, живая природа потребляет лишь незначительную часть (около 40 ТВт) от общего количества исходящей от Солнца энергии (около 200000 ТВт). Большее количество солнечной энергии расходуется на согревание атмосферы Земли (50 %), освещение планеты (30 %) и на осуществление процессов кругооборота веществ на Земле (20 %). Использование энергии человечеством растет в геометрической профессии. В 1990 году оно составило около 12 ТВт, т. е. 30 % от ее общего количества, поглощаемого в процессе фотосинтеза.

Энергия является основой жизни на Земле. Растения поглощают солнечную энергию в процессе фотосинтеза; животные потребляют эту энергию косвенным путем, поедая растения и других животных. Человек потребляет солнечную энергию различными путями, в том числе и с пищей. Еще в глубокой древности человек научился перерабатывать энергию Солнца путем сжигания биологической материи (например, древесины или навоза).

История энергетики насчитывает тысячелетия. Процесс потребления энергии на нашей планете исторически протекал крайне неравномерно. Ориентировочное представление о нем может дать рис. 1.1, на котором показано изменение расхода энергии человечеством во времени. Кривая указывает на резкое возрастание потребления энергии начиная с XX в. Человечество за всю историю своего существования израсходовало около 900-950тыс. ТВт ∙ч энергии всех видов, причем почти 2/3 этого количества приходится на последние40-50лет.

На каждом новом этапе исторического развития усложнение хозяйственной деятельности человека неизбежно приводило к нехватке

	энергии, к противоречию между
	желаемым и возможным. Для пре-
	одоления противоречия необходи-
	мо было находить новые источни-
	ки сил и энергии. Проблема энер-
	гии - одна из важнейших глобаль-
	ных проблем, в решении которой
	заинтересованы все народы, все
	страны мира.
	Первый в истории человече-
	ства энергетический кризис разра-	Рис. 1.1. Динамика потребления энергии на Земле и
	зился во II тысячелетии до нашей
		развития цивилизации человечества.
	эры. Тогда единственными источ-

никами энергии были собственная сила человека и сила животных. Выход из этого кризиса был найден в использовании мускульной силы рабов. Развивались ремесла, техника: появились приспособления для увеличения «силовых» возможностей человека – блоки, рычаги, катки и т. п.

Встречались в те давние времена и с энергетическими проблемами, похожими на современные. Исследования археологов в древнем горнопромышленном и металлургическом центре Востока – Древнем Египте установили, что выплавка меди там внезапно прекратилась примерно за 1000 лет до нашей эры. Хотя до этого в течение 1000 лет не менее 1000 печей плавили металл, причем в качестве топлива использовали древесный уголь из стволов пальм, там произраставших. Когда пальмовые леса близ месторождения были вырублены, топлива стало не хватать - «локальный энергетический кризис» привел к прекращению производства

металла.

С крахом рабовладельческого строя кончилась эпоха «живой энергетики», и человечество должно было искать новые источники энергии. Прежде всего, люди обратили свои поиски к источникам, которые всегда были перед их глазами – к текущей воде и к ветру. Парусные суда, водяные колеса, мельницы, ветряные мельницы нашли применение уже в Древней Греции и в период Римской империи. Новый, феодальный строй вызвал к жизни и новую технику, основными энергетическими источниками становятся сила воды и ветра, более продуктивно используется сила животных, меняется энергетическая база производства: для приведения в движение самых разнообразных станков и механизмов широко используются водяные колеса. К середине XVIII в. водяные колеса распространились по всей Европе, вокруг них строятся фабрики, возникают города. Развивающаяся промышленность (ткацкая, металлургическая, горное дело, металлообрабатывающая) требовала все больше и больше энергии. В поисках возможных источников энергии люди настойчиво пытались создать машины, которые работали бы сами по себе – вечные двигатели. Навязчивая идея не умерла и до настоящего времени, хотя и развенчана наукой.

Великим изобретением, предоставившим человечеству необходимую энергию и возможность дальнейшего прогресса, стало изобретение паровой машины и ее распространение в XVIII в. Здесь нельзя не отметить заслуги нашего соотечественника – И. И. Ползунова. С изобретением паровой машины человек научился превращать в движение, в работу теплоту, запасенную в угле, дереве, торфе. Однако серьезные недостатки паровых машин: низкий коэффициент полезного действия, большие размеры машины, необходимость подвоза топлива, сложный привод станков (передача движения от машины к станкам), большое количество выделяемой сажи - требовали искать другие, новые источники энергии, новые способы ее получения и преобразования.

Наступает век электричества. Открытие вольтовой дуги, электрического освещения русским электротехником В. В. Петровым положило начало практическому использованию электричества. В 1831 г. Майкл Фарадей изобрел электрогенератор, а за 10 лет до этого - электродвигатель. Электрические машины совершенствовались. Резкий рывок в их развитии

– изобретение русским ученым М. О. Доливо-Добровольскимнового типа машины - трехфазного асинхронного двигателя, работающего на переменном токе.

Вначале – середине XX в. электрификация стала основным фактором увеличения производительности труда и условием повышения уровня благосостояния народа.

Современные энергосистемы являются неотъемлемым компонентом инфраструктуры общества, в особенности промышленно развитых стран, которые расходуют примерно 4/5 энергоносителей и в которых живет лишь 1/4 населения планеты. На страны третьего мира, где живет 3/4 населения Земли, приходится около 1/5 мирового потребления энергии.

Учитывая, что энергия является важнейшим элементом устойчивого развития любого государства, каждое из них стремится разработать такие способы энергоснабжения, которые наилучшим образом обеспечивали бы развитие и повышение качества жизни людей, особенно в развивающихся странах, при одновременном сведении к минимуму воздействия человеческом деятельности на здоровье людей и окружающую среду.

Впоследние 25 лет все развитые страны мира перестали наращивать потребление первичной энергии на душу населения, обеспечив достаточно высокий уровень жизни своих граждан.

Существует тесная взаимосвязь между энергообеспечением, богатством государства и благосостоянием народа. Уровень развития общества определяется способом его энергообеспечения. По подсчетам академика А. Берга еще 100 лет назад 98 % потребляемой на Земле энергии приходилось на мускульную силу человека и животных. Энергия, вырабатываемая ветровыми мельницами, водяными колесами, паровыми и электрическими машинами, составляла лишь малую долю.

Внастоящее время в результате научно-техническогопрогресса почти всю тяжелую работу выполняют машины, а на мускульную силу людей приходится меньше 1 % энергии.

Пользование даровыми природными энергоресурсами (ветром и солнечным теплом) способствовало зарождению и становлению цивилизации. Последовательно сменяющиеся виды все более калорийных энергоносителей - дрова, уголь, нефть, газ и, наконец, ядерное топливо - это этапы прогресса, который, создавая блага для человечества, вместе с тем ухудшает эко-

логическую среду, уменьшает предел экологической емкости среды обитания, что явля-

ется глобальной энергетической проблемой.

1.2. Виды энергии и энергетических ресурсов

Согласно представлениям физической науки, энергия – это способность тела или сис- темы тел совершать работу. Существуют различные классификации видов и форм энергии. Назовем те ее виды, с которыми люди наиболее часто встречаются в своей повседневной жизни: механическая, электрическая, электромагнитная, тепловая, химическая, атомная (внутриядерная). Последние три вида относятся к внутренней форме энергии, т. е. обусловлены потенциальной энергией взаимодействия частиц, составляющих тело, или кинетической энергией их беспорядочного движения.

Энергию в естествознании в зависимости от природы делят на следующие виды. Механическая энергия — проявляется при взаимодействии, движении отдельных тел

или частиц.

К ней относят энергию движения или вращения тела, энергию деформации при сгибании, растяжении, закручивании, сжатии упругих тел (пружин). Эта энергия наиболее широко используется в различных машинах — транспортных и технологических.

Тепловая энергия — энергия неупорядоченного (хаотического) движения и взаимодействия молекул веществ.

Тепловая энергия, получаемая чаще всего при сжигании различных видов топлива, широко применяется для отопления, проведения многочисленных технологических процессов (нагревания, плавления, сушки, выпаривания, перегонки и т.д.).

Электрическая энергия — энергия движущихся по электрической цепи электронов (электрического тока).

Электрическая энергия применяется для получения механической энергии с помощью электродвигателей и осуществления механических процессов обработки материалов: дробления, измельчения, перемешивания; для проведения электрохимических реакций; получения тепловой энергии в электронагревательных устройствах и печах; для непосредственной обработки материалов (электроэррозионная обработка).

Химическая энергия — это энергия, "запасенная" в атомах веществ, которая высвобождается или поглощается при химических реакциях между веществами.

Химическая энергия либо выделяется в виде тепловой при проведении экзотермических реакций (например, горении топлива), либо преобразуется в электрическую в гальванических элементах и аккумуляторах. Эти источники энергии характеризуются высоким КПД (до 98%), но низкой емкостью.

Магнитная энергия — энергия постоянных магнитов, обладающих большим запасом энергии, но «отдающих» ее весьма неохотно. Однако электрический ток создает вокруг себя протяженные, сильные магнитные поля, поэтому чаще всего говорят об электромагнитной энергии.

Электрическая и магнитная энергии тесно взаимосвязаны друг с другом, каждую из них можно рассматривать как "оборотную" сторону другой.

Электромагнитная энергия — это энергия электромагнитных волн, т.е. движущихся электрического и магнитного полей. Она включает видимый свет, инфракрасные, ультрафиолетовые, рентгеновские лучи и радиоволны.

Таким образом, электромагнитная энергия — это энергия излучения. Излучение переносит энергию в форме энергии электромагнитной волны. Когда излучение поглощается, его энергия преобразуется в другие формы, чаще всего в теплоту.

Ядерная энергия — энергия, локализованная в ядрах атомов так называемых радиоак-

тивных веществ. Она высвобождается при делении тяжелых ядер (ядерная реакция) или синтезе легких ядер (термоядерная реакция).

Бытует и старое название данного вида энергии – атомная энергия, однако это название неточно отображает сущность явлений, приводящих к высвобождению колоссальных количеств энергии, чаще всего в виде тепловой и механической.

Гравитационная энергия — энергия, обусловленная взаимодействием (тяготением) массивных тел, она особенно ощутима в космическом пространстве. В земных условиях, мо, например, энергия, «запасенная» телом, поднятым на определенную высоту над поверхностью Земли – энергия силы тяжести.

Таким образом, в зависимости от уровня проявления, можно выделить энергию макромира – гравитационную, энергию взаимодействия тел – механическую, энергию молекулярных взаимодействий – тепловую, энергию атомных взаимодействий – химическую, энергию излучения – электромагнитную, энергию, заключенную в ядрах атомов –ядерную.

Современная наука не исключает существование и других видов энергии, пока не зафиксированных, но не нарушающих единую естественнонаучную картину мира и понятие об энергии.

В Международной системе единиц СИ в качестве единицы измерения энергии принят 1 Джоуль (Дж). 1 Дж эквивалентен 1 ньютон метр (Н м). Если расчеты связаны с теплотой, биологической и многими другими видами энергии, то в качестве единицы энергии применяется внесистемная единица - калория (кал) или килокалория (ккал), 1кал = 4,18 Дж. Для измерения электрической энергии пользуются такой единицей, как Ватт час (Вт ч, кВт ч, МВт ч), 1 Вт ч = 3,6 МДж. Для измерения механической энергии используют величину 1 кг м

= 9,8 Дж.

Если энергия – результат изменения cостояния движения материальных точек или тел, то она называется кинетической; к ней относят механическую энергию движения тел, тепловую энергию, обусловленную движением молекул.

Если энергия – результат изменения взаимного расположения частей данной системы или ее положения по отношению к другим телам, то она называется потенциальной; к ней относят энергию масс, притягивающихся по закону всемирного тяготения, энергию положения однородных частиц, например, энергию упругого деформированного тела, химическую энергию.

Энергетические ресурсы – это материальные объекты, в которых сосредоточена энергия, пригодная для практического использования человеком.

Энергия, непосредственно извлекаемая в природе, называется первичной, а носители первичной энергии называются первичными энергоресурсами.

На рис. 1.2 представлена классификация первичной энергии. Выделены традиционные виды энергии, во все времена широко использовавшиеся человеком, и нетрадиционные виды энергии, сравнительно мало использовавшиеся до последнего времени в силу отсутствия экономичных способов их промышленного преобразования, но особо актуальные сегодня ввиду их высокой экологичности.

Различают невозобновляемые и возобновляемые виды энергии и, соответственно, нево-

зобновляемые и возобновляемые энергоресурсы. Невозобновляемые энергоресурсы– это те,

которые ранее были накоплены в природе и в новых геологических условиях практически не образуются, например, уголь, нефть, природный газ. Возобновляемые энергоресурсы – те, восстановление которых постоянно осуществляется в природе, например, энергия ветра, биотопливо, энергия морских волн и т. д. На классификационной схеме рис. 1.2 невозобновляемые и возобновляемые виды энергии обозначены, соответственно, белыми и серыми прямоугольниками.

К невозобновляемым энергетическим ресурсам относят: каменный уголь; нефть; природный газ, уран.

Топливо подразделяют на следующие четыре группы (рис. 1.2):

– твердое;

studfiles.net

Курс лекций по предмету Электроснабжение отрасли

ТОГ БПОУ«Котовский индустриальный техникум»

курс лекцийпо дисциплине«Электроснабжение отрасли»

для специальности 140448Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования

Разработал преподаватель Кондрашов В.В.

Котовск 2016Урок №1Тема: «Введение»

Общая характеристика дисциплины.

Дисциплина «Электроснабжение объектов» является основной при подготовке техников – электриков. Изучение этой дисциплины позволит узнать как построить систему электроснабжения (СЭС), которая, с одной стороны, потребует минимальных затрат, а с другой – обеспечит надежное питание потребителей.

Для построения СЭС необходимо решить ряд вопросов, основными из которых являются:Определение величины электрических нагрузок.Выбор напряжения.Выбор числа и мощности трансформаторов.Компенсация реактивной мощности.Расчет токов короткого замыкания.

Дисциплина «Электроснабжение объектов» основана на знании студентами следующих дисциплин: «Электротехника», «Электрические машины», «Электрические измерения», «Электротехнические материалы». В свою очередь эта дисциплина является базой для таких предметов, как «Электрооборудование промышленных предприятий» и «Монтаж электрооборудования».

Современное состояние и перспективы развития энергетики.

Можно выделить три основных фактора, которые характеризуют современное состояние энергетики и перспективы ее развития:

Технический фактор.При переходе энергии из одного вида в другой часть ее непременно теряется. Таким образом, потери энергии возникают при производстве электроэнергии и при ее потреблении. Также часть электроэнергии теряется при передаче ее на расстояние. Наличие всех перечисленных потерь говорит о том, что КПД использования энергоресурсов невысок. Поэтому задачей энергетики является снижение потерь энергии везде, где это возможно.

Социальный фактор.Потребление энергии населением Земли неравномерно. Например, 30% наиболее развитых стран потребляет 90% всей вырабатываемой энергии. Это говорит о том, что уровень социального развития и количество используемой энергии напрямую связаны. Поэ

weburok.com

Основы современной электроэнергетики - Курс лекций для менеджеров энергетических компаний Под общей редакцией

ОСНОВЫСОВРЕМЕННОЙЭНЕРГЕТИКИ

Курс лекций для менеджеровэнергетических компанийПод общей редакциейчл.-корр. РАН Е. В. АметистоваУчебное электронное издание

Предисловие редактора к компьютерной версииКурс лекций в двух книгах для менеджеров энергетических компаний «Основы современной энергетики» увидел свет в конце 2002 — начале 2003 гг. Двухтомник сразу же завоевал популярность благодаря ясному стилю изложения достаточно сложных вопросов тепло- и электроэнергетики, теоретических основ теплотехники иэлектротехники, достаточно строгому и подробному рассмотрению физических основ работы и конструкций всего основного оборудования электрических станций и сетей.Большой интерес к курсу лекций также обусловлен объективным рассмотрением фактического состояния российской энергетики на фоне мирового развития. Всравнительно коротком курсе авторы не обошли вниманием ни одной острой проблемы российской энергетики, высказывая свою точку зрения на пути их решения. Именно квалифицированное изложение личных взглядов авторов на все острые проблемы энергетики, пусть не всегда бесспорное, придало книге своеобразный колорит,наталкивающий читателя на размышления, сомнения и на поиск путей решения проблем,с которыми ему приходится сталкиваться в повседневной жизни.После выхода книги в свет обнаружилось, что она обрела гораздо более широкий круг читателей, чем тот, для которого книга изначально предназначалась. Менеджеры энергетических компаний с помощью лекций стремятся в первую очередь получить представление о техническом устройстве энергетического оборудования и об энергетическом хозяйстве, эксплуатационные службы электростанций и энергосистем —найти современные технические решения для модернизации и обновления своих предприятий, студенты энергетических вузов — понять тенденции развития энергетики и энергомашиностроения и найти свое место в этих отраслях.Немалую роль в создании популярности книги сыграли великолепная редакторская подготовка рукописи и иллюстрационного материала, а также ее отличное полиграфическое исполнение.Многие читатели, в первую очередь менеджеры энергетических компаний, работники энергетических объединений и систем, а также наиболее продвинутая часть учащихся —студенты МЭИ — неоднократно высказывали пожелание авторам об издании компьютерной версии курса лекций. Особенно на этом настаивали менеджеры, которым в частых и долгих поездках на энергетические объекты страны необходимо получать конкретную справочную информацию с компактного носителя информации.Окончательно убедило меня в необходимости издания полноценного компьютерного курса лекций появление нескольких «пиратских» компьютерных изданий книги,полученных примитивным ее сканированием.При создании настоящей компьютерной версии авторы оставили неизменным содержание бумажной версии, исправив лишь замеченные опечатки и мелкие неточности.Вместе с тем, авторы и разработчики стремились использовать те преимущества, которые

дает компьютерное издание, и сделать его максимально «узнаваемым» с тем, чтобы«дома» читатель мог легко адаптироваться к книге, а в поездке — пользоваться CD- диском. Хотя издание компьютерных версий книг не является чем-то новым, авторы книги и Издательство МЭИ с самого начала были убеждены, что необычный стиль и содержание книги требует и соответствующей формы компьютерной версии с четкой ориентацией на тех, для кого она предназначалась.В связи с этим Издательство МЭИ совместно с авторами книги провело конкурс предложений разработчиков и выбрало предложение, поступившее от Центра новых информационных технологий МЭИ. Не могу не отметить то, что технические требования к компьютерному изданию рождались в долгих и жарких спорах Заказчика (ИздательствоМЭИ), авторов и разработчиков (ЦНИТ МЭИ). Поскольку настоящее компьютерное издание является первой версией такого рода, все участники этого проекта с благодарностью воспримут любые замечания и предложения по ее улучшению.Отметим важные для пользователя особенности разработанной компьютерной версии книги.Интерфейс пользователя сделан максимально простым и рассчитан на пользователя с минимальной компьютерной квалификацией. Вместе с тем он обеспечивает легкую навигацию по всей книге, позволяет адаптировать размер ее шрифта под зрение и вкус пользователя, скопировать и распечатать на принтере любой фрагмент текста или рисунок. Все возникающие у пользователя вопросы могу быть разрешены с помощью отдельного пункта меню пользователя.Новым по сравнению с книгой в компьютерном издании является облегчение поиска информации, необходимой читателю. Кроме содержания и списка основных терминов(глоссария), которые постоянно присутствуют на левой панели экрана и с помощью которых легко осуществлять навигацию по всей книге, при чтении любой лекции в любой момент можно вызвать любую иллюстрацию и таблицу. При этом при необходимости на экран можно поместить текст и до двух рисунков и анализировать их одновременно.Подсветка элементов левой панели позволяет читателю в любой момент видеть какую лекцию он изучает в данный момент и легко ориентироваться во всей информации,содержащейся в книге.Важным улучшением является использование словаря основных терминов (глоссария)с помощью вложенных гиперссылок, использование которого исключает необходимость отвлечения от основного текста. Аналогичным образом оформлено большинство сложных рисунков и чертежей: громоздкие спецификации, сосредоточенные в книжном варианте в подрисуночных подписях, перенесены в гиперссылки и вызываются на экран простым подводом «компьютерной мыши» к объекту, интересующему пользователя.Как и в книжной версии, авторы особое внимание уделили иллюстрациям, особенно фотографиям, конструктивным элементам и схемам. В компьютерной версии практически все они выполнены цветными, что не только облегчает их изучение, но и создает у читателя хорошее настроение. Все иллюстрации, особенно сложные схемы и

машиностроительные чертежи, насыщенные многочисленными деталями, могут быть увеличены на экране с тем, чтобы эти детали можно было лучше рассмотреть.Перечисленные возможности являются принципиально необходимыми при работе с материалом курса лекций и полностью или частично отсутствуют в известных нам электронных изданиях сложной технической литературы.Наконец, нельзя не отметить, что к созданию представляемой компьютерной версии и авторы, и Издательство, и разработчики, и титульный редактор отнеслись с трепетом и любовью, и я надеюсь, что это дало свои плоды. Вместе с тем мы с благодарностью примем любые замечания и пожелания читателей.Чл.-корр. РАН, профессор Е.В. Аметистов

ПРЕДИСЛОВИЕЧитателю предлагается достаточно необычная книга по энергетике. Основы современной энергетики, ее сегодняшнее состояние и перспективы в изложении известных российских ученых, специалистов-энергетиков, адресованы тем, кто, не имея высшего образования в области энергетики, решил посвятить себя работе в этой довольно сложной области. Перед авторами стояла непростая задача: доступным языком, на хорошем инженерном (а не популярном) уровне описать явления и закономерности, на которых базируется современная электро- и теплоэнергетика, объяснить это людям,никогда не слушавшим таких лекционных курсов, как, например, теоретические основы электротехники, термодинамика, гидро-газодинамика и т.д.Основой предлагаемого издания послужил курс лекций, прочитанных по инициативеПредседателя Правления РАО «ЕЭС России» А.Б. Чубайса, для высших менеджеров акционерного общества. Он же выступил с предложением написания данной книги.В силу специфики подготовки читателей, в большинстве своем не имеющих базового энергетического образования, книга не является систематическим изложением (хотя авторы по возможности и стремились к этому) основ теплотехнических и электротехнических дисциплин, разъяснением устройства и функционирования электростанций, режимов работы, всеобъемлющего освещения проблем современных электро- и теплоэнергетики и всех их основных аспектов. По существу, она представляет собой отдельные лекции, в определенной степени связанные между собой тематически.Изложение материала ведется от простого к сложному, в них не используется математический аппарат. Вместе с тем, авторы стремились избежать вульгаризации,чрезмерного упрощения сложных явлений, происходящих в теплоэнергетическом и электротехническом оборудовании. Особое внимание авторы стремились уделить не только «физической» стороне явлений, но и количественным характеристикам оборудования и процессов, поскольку «инженер начинается с цифры», и менеджеры энергетических компаний должны представлять такие количественные характеристики,как удельный расход условного топлива на производство электрической и тепловой энергии, коэффициенты полезного действия, мощности и параметры установок, агрегатов и электростанций, габаритные размеры оборудования, потребности, например, ТЭС в топливе, охлаждающей воде и т.д.Книгу решено издать в двух частях.В первой части, посвященной вопросам теплоэнергетики, можно выделить два достаточно самостоятельных раздела: первый посвящен общим вопросам энергетики,второй знакомит читателя с основами теплоэнергетики.Вторая часть данной книги посвящена вопросам электроэнергетики, гидроэнергетики и возобновляемых источников энергии.Первый раздел части 1, названный нами «Введение в энергетику», в свою очередь состоит условно из двух, по сути, довольно независимых подразделов.Автор первого из подразделов, известный российский энергетик и климатолог доктор технических наук, профессор МЭИ В.В. Клименко дает в своей лекции представление о мировой энергетике в целом, прослеживает тенденции ее развития, обсуждает возможные последствия воздействия энергетики на атмосферу и климат в XXI в.Второй подраздел принадлежит перу директора Института энергетических исследований РАН, члена-корреспондента РАН, профессора А.А. Макарова. В своих лекциях он анализирует сегодняшний топливно-энергетический комплекс (ТЭК) России,детально обсуждает роль электроэнергетики в энергетической стратегии России.Авторство второго раздела, посвященного вопросам теплоэнергетики, целиком принадлежит заведующему кафедрой паровых и газовых турбин МЭИ доктору технических наук, профессору А.Д. Трухнию.Его первая лекция является вводной. Она посвящена единицам измерения тех физических величин и в такой форме, в которой они используются на действующих ТЭС.Это сделано с тем, чтобы, во-первых, не вынуждать читателей пользоваться дополнительной литературой, во-вторых, облегчить им общение с работниками электростанций и изготовителями энергетического оборудования и, в-третьих, для того чтобы не отвлекаться на пояснения в дальнейшем при изложении основного материала лекций. В этой же лекции автор позволил себе остановиться на некоторых свойствах воды,водяного пара и топлив, без знания которых абсолютно невозможно понять принципы работы основного оборудования.Лекции 2—5 посвящены устройству и технологическим циклам работы ТЭС, ТЭЦ,работающих на органическом топливе, а также АЭС. Многие важные вопросы, например такие, как подготовка рабочего тела и топлив для сжигания, режимы работы оборудования(пуск, работа и остановка), система регулирования и управления и ряд других, остались за кадром, однако автору представляется, что основные аспекты изложены достаточно подробно. Вместе с тем, и в этих лекциях, и в последующих многократно подчеркивается важность перечисленных выше аспектов.В лекциях 6—8 рассмотрено устройство основного оборудования электростанций:паровых турбин, газовых турбин (точнее — ГТУ) и парогазовых установок (ПГУ). Это наиболее сложная, по мнению автора, часть курса для слушателей, поскольку устройство таких сложных установок и машин (наверное, самых сложных в технике) невозможно осветить достаточно полно в принятом объеме, тем более — не прибегая к математическому аппарату базовых дисциплин, свойствам веществ, основам газодинамики, теории автоматического регулирования и надежности.Лекции 9—12 посвящены самым актуальным вопросам (хотя их перечень можно и продолжить) современной теплоэнергетики России: путям ее обновления и продления срока службы работающего оборудования. Этот материал автор попытался изложить в сравнении с лучшими образцами зарубежной теплоэнергетической техники, в частности сГТУ и созданными на их базе ПГУ, пылеугольными энергоблоками нового поколения на супер-сверхкритические параметры пара, последними достижениями в турбостроении. Вних автор также не претендует на полноту изложения и, как правило, выражает свою личную точку зрения на эти проблемы.Остальные лекции посвящены изложению устройства парогазовой установкиПГУ-450Т Северо-Западной ТЭЦ Санкт-Петербурга. В них последовательно (наверное,впервые в отечественной технической литературе) рассматривается тепловая схема ПГУТЭЦ, устройство ГТУ, котлов-утилизаторов, паровой турбины, теплофикационной установки. Эти лекции, во-первых, читались, прежде всего, по желанию слушателей,поскольку предстоял пуск первой российской современной ПГУ и у слушателей была настоятельная потребность в изучении ее конкретных отличий от традиционных электростанций. Во-вторых, энергоблок ПГУ-450Т — это первая российская ПГУ, которая является такой энергетической установкой, ввод которой должен в значительной степени ликвидировать наше отставание от теплоэнергетики развитых зарубежных стран.Введенная в эксплуатацию ПГУ-450Т — это не простое копирование ПГУ, уже работающих за рубежом, это теплофикационная ПГУ с очень высоким коэффициентом использования энергии топлива с совершенно оригинальной и эффективной тепловой схемой, разработанной российскими проектными организациями и реализованными российскими заводами-изготовителями и научно-исследовательскими организациями. Без тени патетики можно утверждать, что 22 декабря 2000 г., когда была введена в эксплуатацию первая ПГУ-450Т, начался новый этап в развитии энергетики России.К сожалению, в нашей стране литература по ПГУ с систематическим изложением их основ отсутствует (имеются лишь журнальные публикации для специалистов) и изложение конкретного устройства ПГУ является первой, будем надеяться, достаточно удачной попыткой освещения устройства ПГУ для широкого круга читателей. Наконец,автор старался использовать этот материал для более глубокого изложения основ,представленных в первых лекциях.Содержание книги, как правило, не является точной копией прочитанных лекций.При ее написании авторы попытались представить материал в более логичном виде, чем читались лекции, а также исправить те методические ошибки, которые они допустили в силу отсутствия опыта чтения подобных лекций специфическому контингенту слушателей. Кроме того, за два года, прошедших после чтения лекций, в энергетикеРоссии многое изменилось в лучшую сторону, и это не могло не найти отражения в излагаемом материале.Несколько слов о том, как пользоваться книгой.Главной особенностью книги является возможность ее чтения, начиная с любой страницы, а точнее — с той, на которой излагается материал, интересующий в данный момент читателя. Для этого, кроме освещения содержания каждой лекции, она снабжена оригинальным предметным указателем (словарем основных терминов), позволяющим получить краткое пояснение того или иного термина и быстро найти на него ссылки,необходимые читателю, на соответствующие страницы книги. Эти термины выделены в

тексте и глоссарии курсивом. Почти каждый из разделов снабжен списком литературы,рекомендованной для более глубокого в случае необходимости изучения вопросов.Учитывая, что настоящая книга является первым опытом в создании книг такого рода,авторы с признательностью воспримут все замечания, касающиеся методики изложения,содержания, а также возможных фактических неточностей.Чл.-корр. РАН, профессор Е.В. Аметистов

ПРЕДИСЛОВИЕЧитателю предлагается вторая часть книги по основам современной энергетики,которая посвящена состоянию и перспективам развития сегодняшней электроэнергетики и адресована менеджерам энергетических компаний, не имеющих высшего энергетического образования. (Первая часть, освещающая вопросы современной теплоэнергетики, вышла немного раньше.) В ее основу, как и в основу предыдущей части,положен курс лекций, прочитанных, в основном, профессорами и преподавателямиМосковского энергетического института (МЭИ) для высших руководителей РАО «ЕЭСРоссии» в 2000—2002 гг.Эти лекции не были популярным изложением основ и особенностей электроэнергетики. Лекторы ставили перед собой задачу в достаточно короткий срок не просто повысить квалификацию своих слушателей, но подготовить их к практическому пониманию всех вопросов, относящихся к инженерной деятельности в области современной электроэнергетики. Поэтому и книга по существу представляет собой отдельные лекции, в определенной степени связанные между собой тематически.Изложение материала ведется от простого к сложному, в них практически не используется математический аппарат. Вместе с тем авторы стремились избежать чрезмерного упрощения сложных явлений, происходящих в электротехническом оборудовании. Особое внимание они стремились уделять не только «физической» стороне явлений, но и количественным характеристикам оборудования и процессов, поскольку «инженер начинается с цифры», и высшие менеджеры энергетических компаний должны представлять такие количественные характеристики, как коэффициенты полезного действия, мощности и параметры установок, агрегатов и электростанций, габаритные размеры оборудования и т.п.Авторство лекции 1 принадлежит заведующему кафедрой теоретических основ электротехники МЭИ, члену-корреспонденту РАН, профессору П.А. Бутырину. Она посвящена теоретическим основам электротехники - той научной базе, без знания которой невозможно понимание как принципов действия отдельных элементов электроэнергетических систем (ЭЭС), так и функционирования ЭЭС в целом. Здесь рассмотрены основные положения теории электромагнитного поля и теории электрических цепей, а также трехфазные цепи переменного тока.В лекции 2, составленной заведующим кафедрой электроэнергетических системМЭИ, докт. техн. наук, профессором В.А. Строевым, изложена краткая история развития электроэнергетики. Рассмотрены основные факторы, определяющие целесообразность объединения электростанций на параллельную работу, т.е. создания энергосистем, а также соединения энергосистем между собой. Приводятся основные характеристики электрических сетей и их систематизация по различным классификационным признакам.Следующие шесть лекций посвящены основному электрическому оборудованию электрических станций и подстанций.Две из них (лекции 3 и 4) принадлежат перу заведующего кафедрой электромеханикиМЭИ, докт. техн. наук, профессора В.А. Кузнецова, который рассматривает принципы действия и основы конструктивного исполнения генераторов электростанций и трансформаторов подстанций, электрическую изоляцию и системы охлаждения этого оборудования.В лекции 5, написанной профессором А.П. Бурманом, изложены основные сведения по коммутационной и защитной аппаратуре высокого напряжения. Приводится классификация аппаратов различного назначения, рассматриваются условия их работы и формулируются общие требования к их функционированию. Подробно описаны:выключатели всех известных типов, разъединители, отделители, короткозамыкатели,разрядники и ограничители перенапряжений, токоограничивающие реакторы.В лекции 6, составленной заведующим кафедрой электрических и электронных аппаратов МЭИ, докт. техн. наук, профессором Ю.К. Розановым, рассмотрены основные сведения по силовой электронике, описаны силовые электронные ключи, их статические и динамические режимы. Приведены схемы преобразования электрической энергии с помощью выпрямителей, инверторов, преобразователей частоты, преобразователей постоянного тока. Описаны основные области применения силовой электроники в электроэнергетике.В лекции 7, представленной заведующим кафедрой электрических станций МЭИ,канд. техн. наук, профессором В.А. Старшиновым, содержатся принципы построения и приведены наиболее характерные схемы распределительных устройств электростанций и мощных подстанций. Подробно изложены требования, предъявляемые к схемам распределительных устройств (РУ), приведены классификация и типовая сетка схем РУ.Рассмотрены схемы питания собственных нужд электростанций и подстанций.Лекция 8 подготовлена канд. техн. наук, старшим научным сотрудником И.И.Карташевым и посвящена источникам реактивной мощности и компенсирующим устройствам в ЭЭС. Рассмотрены традиционные и современные тиристорно управляемые статические устройства, обеспечивающие требуемые уровни напряжений в энергосистеме и выполняющие еще ряд полезных функций.Лекции 9—11 посвящены основным элементам электрических сетей и линиям электропередачи.Лекция 9, написанная канд. техн. наук, профессором Э.Н. Зуевым, посвящена воздушным линиям электропередачи (ЛЭП). Рассмотрены общие характеристики этих линий и условия их работы, подробно описаны основные компоненты ЛЭП: провода и грозозащитные тросы, опоры, изоляторы и линейная арматура.Лекция 10 написана докт. техн. наук, профессором И.Б. Пешковым Ее основное содержание - силовые кабели различных классов напряжения: от 220/380 В до 500 кВпеременного тока, высоковольтные кабели постоянного тока. Подробно рассмотрены современные конструкции кабелей и их изоляция, включая волоконно-оптические кабели

для воздушных ЛЭП.Лекции 11 представлена канд. техн. наук, доцентом Ю.П. Рыжовым и посвящена электропередачам и вставкам постоянного тока, а также современным управляемым (так называемым «гибким») электропередачам переменного тока. Изложены функциональные особенности передач и вставок постоянного тока, освещен мировой опыт их использования и перспективы их применения в России, рассмотрены схемы и основное оборудование этих передач и вставок, а также принципы и законы регулирования их режимов. Отдельно рассмотрена проблема повышения пропускной способности традиционных электропередач переменного тока путем оснащения их статическими управляемыми устройствами, что позволяет также благоприятно влиять на режимы работы энергосистемы в целом, улучшать устойчивость ее работы.Лекция 12 принадлежит перу докт. техн. наук, профессора А.А. Глазунова, который подробно рассматривает вопросы построения и функционирования систем электроснабжения (СЭС), описаны основные группы потребителей электроэнергии(промышленность, транспорт, коммунально-бытовой сектор, сельское хозяйство) и соответственно основные условия и задачи формирования СЭС. Рассмотрены схемы и параметры сетей СЭС, конструкции их основных элементов, а также основные вопросы проектирования и расчетов СЭС.В лекциях 13—16 рассмотрены различные аспекты функционирования ЭЭС,управления ими в нормальных условиях и при авариях.В лекции 13, написанной докт. техн. наук, профессором В.А. Строевым и канд. техн.наук, доцентом С.В. Шульженко, приводится классификация возможных режимов работыЭЭС, формулируются задачи управления ЭЭС в различных режимах, рассматриваются средства управления этими режимами. Подробно рассматриваются задачи и функции оперативного (с помощью оперативного персонала) управления ЭЭС — диспетчерского управления, а также общая структура системы противоаварийной автоматики, состоящей из следующих подсистем: предупредительной, локализующей и восстановительной.Лекция 14, подготовленная канд. техн. наук, доцентом А.А. Гремяковым и канд. техн.наук, старшим научным сотрудником МЭИ С.Ю. Сыромятниковым, посвящена рассмотрению вопросов регулирования напряжения и частоты в ЭЭС. Здесь описываются потребители и источники реактивной мощности в ЭЭС, формулируется как оптимизационная задача компенсации реактивной мощности, изложены методы и средства регулирования напряжения в электрических сетях ЭЭС. Кроме того, рассмотрены требования к точности поддержания частоты в энергосистеме и описаны системы первичного, вторичного и третичного регулирования, обеспечивающие заданную точность регулирования частоты и перетоков мощности между частями энергосистемы и регионами.Лекция 15 составлена канд. техн. наук, доцентом В.В. Кривенковым и посвящена релейной защите ЭЭС, предназначенной для ликвидации аварийных ситуаций путем отключения поврежденных элементов — ЛЭП, генераторов, трансформаторов.

Рассмотрены принципы действия и схемы построения защит, применяемых в современных энергосистемах.В лекции 16 канд. техн. наук, старшим научным сотрудником И.И. Карташевым рассмотрены вопросы качества электроэнергии в системах электроснабжения потребителей. Вводятся и рассматриваются такие общие понятия, как электромагнитная совместимость, электромагнитная помеха, а также показатели качества электроэнергии,допустимые уровни которых нормируются ГОСТ. Рассмотрено влияние качества электроэнергии на функционирование отдельных потребителей электроэнергии и ЭЭС в целом, а также меры по его обеспечению.Лекция 17 принадлежит заведующему кафедрой нетрадиционных и возобновляемых источников энергии МЭИ, докт. техн. наук, профессору В.И. Виссарионову и докт. техн.наук, профессору О.А. Поварову и посвящена возобновляемым источникам электроэнергии. Рассмотрены основные виды этих источников, на основе которых построены гидроэнергетика, ветроэнергетика, солнечная и геотермальная энергетика(последний раздел написан докт. техн. наук, профессором О.А. Поваровым). По каждому из этих источников приведены данные по энергетическому потенциалу, по схемам их наиболее рационального использования и видам энергетического оборудования. Материал лекции проиллюстрирован конкретными примерами электростанций.Несколько слов о пользовании книгой. Ее главной особенностью является возможность чтения с любой страницы, а точнее - с той, на которой излагается материал,интересующий в данный момент читателя. Для этого, кроме освещения содержания каждой лекции, она снабжена предметным указателем (словарем основных терминов),позволяющим получить краткое пояснение того или иного термина и быстро найти на него ссылки, необходимые читателю, на соответствующие страницы книги. Каждый из разделов снабжен списком литературы, рекомендованной для более глубокого изучения вопросов.Учитывая, что настоящая книга является первым опытом в создании книг такого рода,авторы с признательностью воспримут все замечания, касающиеся методики изложения,содержания, а также возможных фактических неточностей.

topuch.ru

Основы электроснабжения - Курс лекций - Основы электроснабжения (VI курс) - Каталог файлов

Дипломное проектирование [9]

Основы электроснабжения (VI курс) [2] Преподаватель: Мамонов Андрей Михайлович

СУЭП (VI курс) [11] Системы Управления Электро Приводом Преподаватель: Мельников Владимир Леонидович

ЭМС Моделирование [7] Моделирование Электро Механических Систем Преподаватель Байков Александр Иванович

ОЭО НТР [4] Преподаватель: Новикова Валентина Ивановна

АТТПиПУ [9] Автоматика типовых технологических процессов и промышленных установок Преподаватель: Залётнов Сергей Евгениевич

ЭСА [4] Элементы Систем Автоматики Преподаватель: Шахов Андрей Валентинович

АЭП ТПМ [13] Автоматизированный Электро Привод Типовых Производственных Механизмов Преподаватель: Байков Александр Иванович

СУЭП [26] Системы Управления Электро Приводом Преподаватель: Слядзевская Кристина Петровна

АУЭП [18] Автоматическое Управление Электро Приводов Преподаватель: Соколов Виктор Васильевич

ТЭП [8] Теория Электро Привода Преподаватель: Грязнов Владимир Иванович

ОПСА [10] Основы Проектирования Систем Автоматики Преподаватель: Бычков Евгений Викторович

ОиПП [3] Организация и Планирование Производства Преподававтель: Проскура Дмитрий Викторович

Микропроцессорные системы [14] Преподаватель: Слядзевская Кристина Петровна

Основы электротехнологии [3] Преподаватель: Рудницкий

Экономика [5] Экономика предприятия Преподаватель: Новикова Валентина Ивановна

ОПТ [6] Основы Преобразовательной Техники Преподаватель: Залетнов Сергей Евгениевич

Социология и Политология [11]

Технический этаж [1] технический раздел для администрации

Другое [21]

Дополнительно [26] ***

ngtu-epa.ucoz.ru

Конспект лекций по курсу «Внутризаводское электроснабжение и режимы» для специальности

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТКафедра «Электрическая техника» КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ по курсу «Внутризаводское электроснабжение и режимы»для специальности 140610 – «Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений». Омск - 2011 Разработана в соответствии с образовательным стандартом ОмГТУ Программу составил: доцент кафедры «Электрическая техника» к.т.н. Татевосян А.А. Обсуждена на заседании кафедры «Электрическая техника»Зам. зав. кафедрой ЭТ / Н.С. Морозова/« » 2009 г.Начальник УМУ /Е.В. Васильев / «_____»___________2009 г. Цели и задачи дисциплины. Курс «Внутризаводское электроснабжение и режимы» является одним из основных курсов в системе подготовке инженера по специальности «Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений». Его основная цель вооружить будущего специалиста знаниями о современных тенденциях развития систем электроснабжения, существующих методах расчета нагрузок, условий выбора оборудования и схем, а также подходов к проектированию систем электроснабжения. Задача курса научить студента: изучать и анализировать необходимую информацию, технические данные, показатели и результаты работы, обобщать и систематизировать их, проводить необходимые расчеты используя современные технические средства и информационные технологии; проводить технический анализ, комплексно обосновывать принимаемые и реализуемые решения. разрабатывать и обеспечивать проведение энергосберегающих мероприятий во внутризаводских системах электроснабжения; Требования к уровню подготовки студента, завершившего изучение данного курса. Преподавание курса проводится в виде лекций, практических занятий, лабораторного практикума и самостоятельных занятий. Студент после завершения изучения курса должен знать: методы создания и анализа теоретических моделей, позволяющих прогнозировать свойства и поведение системы внутризаводского электроснабжения; принципы работы, технические характеристики, конструктивные особенности разрабатываемых и используемых технических средств, материалов и их свойства; методы проведения технических расчетов и определения экономической эффективности исследований и разработок; достижения науки и техники, передовой отечественный и зарубежный опыт в области внутризаводского электроснабжения и режимов. Студент после завершения изучения курса должен уметь: формулировать цели проекта решения задач, выявлять приоритеты решения задач; определять расчетные нагрузки на разных уровнях системы электроснабжения предприятия; определять необходимый уровень компенсации реактивной мощности и места размещения компенсирующих устройств; выбирать оборудование для замены в процессе эксплуатации и в процессе проектирования с использованием информационных технологий; оценивать показатели качества электроэнергии; выбирать схемы электроснабжения как общепромышленные, так и цеховые; рассчитывать режимы электрических сетей с учетом регулирования напряжения; решать вопросы по учету электроэнергии и ее экономии. рассмотреть узел нагрузи с точки зрения статической и динамической нагрузки; использовать компьютерные технологии моделирования и обработки результатов. Объем дисциплины и виды учебной работы в часах Вид занятий Всего (час.) Семестры 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Всего аудиторных занятий : 20 8 12 Лекции 8 4 4 Практические занятия (семинары) 6 2 4 Лабораторные работы 6 2 4 Самостоятельная работа : 170 80 90 Курсовой проект (работа) 80 80 Домашнее задание 16 16 Расчетно-графические работы Рефераты Проработка лекций, подготовка к лекциям 74 64 10 Всего по курсу 210 Вид итогового контроля (зачет, экзамен) Зач. Экз. Содержание курса по разделам Системы электроснабжения и электрооборудования как подсистемы электрического хозяйства промышленных объектов. Основные понятия и определения. Организация управления системами электроснабжения. Методы определения электрических нагрузок на разных уровнях системы электроснабжения; Компенсация реактивной мощности и энергии; Схемные решения для разных уровней системы электроснабжения; Выбор элементов системы электроснабжения; Качество электрической энергии и его показатели; Учет и отчетность по электроэнергии. Электробалансы и электросбережения. Оборудование и конструкции ЛЭП, электрических станций и подстанций Методы расчета рабочих режимов питающих и распределительных сетей. Регулирование напряжения в электрических системах; Статическая и динамическая устойчивость электрических систем. Переходные процессы узла промышленной нагрузки. Запуск и самозапуск электродвигателей. Содержание разделов данного курса по видам учебных занятий. Содержание курса лекций. Номер раздела Содержание лекционного курса Часы 1,2 Лекция 1.Характеристика систем электроснабжения (СЭ) промышленных предприятий (ПП), их место в электроэнергетических системах. Особенности СЭ ПП. Основные понятия и определения. Граница раздела предприятия и энергосистемы. Структуры систем электроснабжения предприятий. Требования, предъявляемые к СЭ ПП. Источники питания и требование к источникам питания. Электрические нагрузки (графики нагрузки) потребителей. Потребление реактивной мощности в СЭ ПП. Компенсация реактивной мощности на промышленном предприятии. Лекция 2.Основные характеристики электроприемников предприятий. Режимы работы нейтрали. Режим нейтрали электроустановок СЭ ПП - до 1000 В и выше 1000 В (6-10 кВ и 35-220 кВ). Условия, влияющие на выбор режима нейтрали электроустановок различных номинальных напряжений. Организация управления системами электроснабжения. Определение центра электрических нагрузок. Выбор местоположения ГПП. Схемы электрических соединений на ГПП. Размещение цеховых ТП и РП. Типы цеховых ТП, конструкции цеховых ТП. Выбор трасс линий межцеховой сети. Схемы межцеховых сетей. Требования к схемам межцеховых сетей. Радиальные, магистральные и смешанные схемы. Схема двухцепной магистрали. 2 2 ИТОГО 4 Содержание курса практических занятий Номер раздела Содержание курса практических занятий Всего часов 1 Практическое занятие 1. Построение графиков электрических нагрузок. 0,5 1 Практическое занятие 2. Определение расчетной нагрузки методом коэффициента спроса 0,5 2 Практическое занятие 3. Расчет режима работы электрической сети с учетом компенсации реактивной мощности. 0,5 2 Практическое занятие 4. Построение картограммы электрических нагрузок. 0,5 ИТОГО 2 Лабораторный практикум: Номер раздела Темы курса лабораторных работ Всего часов 6 Лабораторная работа 1. Моделирование режима работы электрической сети в программе CYME PSAF. 4 ИТОГО 4 Самостоятельная работа студентов. В рамках курса содержится курсовой проект, расчетно-графические работы и домашние задания. Цель курсового проектирования - формирование у студента навыков самостоятельного конструирования. В курсовом проекте осваиваются практические методы определения расчетных электрических нагрузок групп электроприемников и цехов, выбор схем внешнего и внутреннего электроснабжения на основе технико-экономического расчета с учетом показателей надежности, методы выбора параметров электрооборудования промышленных предприятий, обеспечения нормативного качества напряжения. Курсовой проект способствует подготовке студентов к дипломному проектированию. Темы курсовых проектов . Электроснабжение различных предприятий при заданном генеральном плане и установленной мощности цехов. Темы расчетно-графических работ. Построение суточного и годового графиков нагрузок; Определение коэффициентов, характеризующих графики нагрузок, выбор трансформаторов ПГВ. Выбор схем распределительных устройств высокого и низкого напряжений, расчет токов к.з. и выбор сечений КЛ и основного оборудования при варьировании состава и мощности оборудования. Темы домашних заданий. Определение расчетной нагрузки цеха методом упорядоченных диаграмм: Расчет сопротивления заземляющего устройства. Устройства регулирования напряжения Список контрольных вопросов Общая характеристика систем электроснабжения (СЭ), их особенности. Требования, предъявляемые к СЭ. Структурная блок-схема СЭ. Различия между ГПП и ПГВ. Графики электрических нагрузок промышленных предприятий. Коэффициенты, характеризующие графики нагрузок. Понятие расчетной нагрузки. Характерные места определения расчетных нагрузок. Определение расчетной нагрузки по установленной мощности и коэффициенту спроса. Статистический метод. Метод определения расчетной нагрузки по коэффициенту формы. Вспомогательные методы определения расчетной нагрузки. Метод упорядоченных диаграмм. Алгоритм определения расчетной нагрузки предприятия в целом. Влияние компенсации реактивной мощности на экономичность работы СЭ. Выбор компенсирующих устройств и мест их размещения. Компенсация реактивной мощности с учетом несинусоидальности и нессиметрии напряжения. Требования к надежности СЭ. Критерии надежности. Составление структурных схем надежности. Определение основных показателей, характеризующих надежность. Определение величины ущерба от перерывов электроснабжения. Режимы работы нейтрали и условия влияющие на их выбор. Выбор числа и мощности трансформаторов для цеховых подстанций. Расположение цеховых подстанций. Блочные схемы РУ ВН ППЭ без перемычек с выключателем и отделителем - короткозамыкателем. Блочные схемы РУ ВН ППЭ с перемычками. Схемы РУ НН для ППЭ без реактирования. Схемы РУ НН для ППЭ с реактированием. Выбор места расположения ГПП и РП. Выбор напряжения распределения. В каких случаях следует применять параллельную работу вводов и трансформаторов. Схемы распределения электроэнергии в сетях 6-10 кВ (межцеховые сети). Подключение цеховых трансформаторов при радиальной и магистральной схеме питания. Схемы шкафов высоковольтного ввода. Нагрузочная способность элементов СЭ. Выбор трансформаторов с учетом систематической и аварийной перегрузки. Расчет токов к.з. в СЭ предприятий для выбора элементов. Типы силовых выключателей их преимущества и недостатки. Выбор силовых выключателей. Выбор разъединителей, отделителей, короткозамыкателей и выключателей нагрузки. Назначение трансформаторов тока, конструкция, схема замещения и векторная диаграмма. Погрешности ТТ. Схемы подключения ТТ и условия их выбора. Назначение ТН, схемы подключения ТН и условия их выбора. Конструктивное выполнение цеховых электрических сетей. Выполнение цеховых электрических сетей шинопроводом. Влияние характеристики среды производственных помещений на конструктивное выполнение цеховых электрических сетей. Плавкие предохранители в сетях до 1000 В. Выбор плавких предохранителей. Автоматические выключатели. Выбор автоматов. Выбор сечения проводников для осветительных сетей. Показатели качества электроэнергии согласно ГОСТу 13109-97. Влияние нарушений показателей качества электроэнергии на экономичность работы СЭ. Способы устранений нарушений показателей качества. Понятия напряжения прикосновения, шага, напряжения на заземляющем устройстве. Понятие естественного и искусственного заземлителя. Выполнение искусственных заземлителей. Понятия заземления и зануления. Общие требования по заземлению и занулению. Требования к заземляющим устройствам в ЭУ выше 1000 В с эффективно заземленной нейтралью. Требования к заземляющим устройствам в ЭУ выше 1000 В изолированной и компенсированной нейтралью. Требования к заземляющим устройствам в ЭУ до 1000 В. Расчет заземляющего устройства. Статическая и динамическая устойчивость электрической системы. Практические критерии устойчивости. Способы по­вышения устойчивости Влияние компенсирующих устройств на устойчивость нагрузки. Влияние частоты на устойчивость нагрузки. Устойчивость нагрузки, представленной эквивалентным асинхронным двигателем при больших возмущениях. Самозапуск электродвигательной нагрузки. Схемы самозапуска и его последствия. Основные способы осуществления успешного самозапуска электри­ческих двигателей ответственных механизмов. Снижение уровня потерь электроэнергии при эксплуатации СЭС. Технические средства обучения и контроля, использование ЭВМ. Технические средства обучения и контроля. Использование учебных плакатов (схемы распределительных устройств, конструкция КРУ и КТП). Демонстрация образцов электрооборудования. Применение раздаточного материала в виде ксерокопий при выполнении курсового проекта и домашних заданий. Использование ЭВМ. При изучении теоретического курса - работа студентов с обучающе–контролирующими программами, содержащими учебный материал по отдельным вопросам курса. При проведении лабораторных работ - применение расчетных программ по обработке результатов эксперимента, а также обучающе-контролирующих программ по проверке усвоения студентом знаний, полученных при выполнении лабораторной работы. При курсовом проектировании с применением ЭВМ осуществляются многовариантные расчеты необходимые для принятия наиболее технически и экономически обоснованных вариантов построения системы электроснабжения предприятия. Материальное обеспечение. для проведения лабораторных работ и практических занятий используется класс вычислительной техники; лабораторный стенд для изучения схем соединения трансформаторов тока и схем подключения приборов учета и контроля; прибор для измерения качества электроэнергии; Основная и дополнительная литература. Литература по лекциям. Ковалев Ю.З., Щекочихин А.В. Внутризаводское электроснабжение и режимы. Руководство по изучению дисциплины для специальности140610 «Электрооборудование и электрохозяйства предприятий, организаций и учреждений»-Омск ОмГТУ, 2005. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий. М.: Интермет Инжиниринг, 2005. 672 с. Фёдоров А.А., Каменева В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат, 1984. 472 с. Руководящий технический материал: Указания по расчёту электрических нагрузок. РТМ 36.18.32.4.-92. М.: ВНИПИ Тяжпромэлектропроект, 1992. 26 с. Литература к лабораторным работам Кириченко А.Н., Федоров В.К., Барсков В.В., Щекочихин А.В. Планирование эксперимента (методические указания), Омск: ОмГТУ, 1997. Барсков В.В., Щекочихин А.В. Тепловые расчеты в конструкциях электрических аппаратов (методические указания), Омск: ОмГТУ, 1997. Барсков В.В., Щекочихин А.В. Исследование автоматических воздушных выключателей (методические указания), Омск: ОмГТУ, 1997. Литература по практическим, домашним заданиям, для курсового проектирования и расчетно-графическим работам Правила устройства электроустановок. Издание шестое. СПб.: Издательство ДЕАН, 2002. 926 с. Правила устройства электроустановок. Раздел 1. Общие правила. Главы 1.1, 1.2, 1.7, 1.9. Раздел 7. Электрооборудование специальных установок. Главы 7.5, 7.6, 7.10. Седьмое издание. СПб.: Издательство ДЕАН, 2004. 176 с. Правила устройства электроустановок. Раздел 4. Распределительные устройства и подстанции. Главы 4.1, 4.2. Седьмое издание. М.: Издательство НЦ ЭНАС, 2004. 128 с. Справочник по проектированию электроснабжения / под. ред. Ю.Г.Барыбина и др. М.: Энергоатомиздат, 1990. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию/ Под. ред. А.А. Федорова. М.: Энергоатомиздат. Т1. Электроснабжение. 1986. Расчёт электрических нагрузок, выбор главных схем и оборудования систем электроснабжения объектов: Учеб. пособие / В.К. Грунин, В.Ф. Небускин, В.К. Фёдоров, А.Д. Эрнст. Издание 2-е исправленное и дополненное. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2005. 144 с. Конюхова Е.А., Киреева Э.А.Надежность электроснабжения промышленных предприятий. Москва НТФ «Энергопрогресс», «Энергетик», 2001. В.К. Грунин,С.Г.Диев, В.В. Карпов,В.Ф. Небускин, В.К. Федоров, А.В. Щекочихин.Расчет электрических нагрузок, Выбор главных схем и оборудования промышленных предприятий, Учебное пособие, Омск – 2001 . В.К. Грунин, В.Ф. Небускин, В.К. Федоров Сборник заданий для курсового проектированияпо курсу «электроснабжение промышленных предприятий», Учебное пособие, Омск -2001. В.К.Грунин, В.Ф.Небускин, В.Л.Вязигин, В.К.Федоров. Методические указанияк выполнению курсового проекта по курсу «Электроснабжение промышленных предприятий», Омск -2001. Электроснабжение и электропривод компрессорной станции /А.И.Мирошник, Г.В. Мальгин, В.З.Ковалев, А.В. Беспалов, А.В. Щекочихин/ учебное пособие, Омск.: ОмГТУ, 2000 г. Электроснабжение и электропривод насосной станции /А.И.Мирошник, Г.В. Мальгин, В.З.Ковалев, А.В. Беспалов, А.В. Щекочихин/ учебное пособие, Омск.: ОмГТУ, 2000 г. Периодическая литература «Электричество: Ежемес. теорет.и научно-практ. журн./ РАН. – М.: Ред. журн. «Электричество», – Выходит ежемесячно. Электрические станции: Ежемес. производственно-технический журн.-М.: НТФ "Энергопрогресс",– Выходит ежемесячно. Промышленная энергетика: Ежемес. производственно-технический журн.-М.: НТФ "Энергопрогресс",– Выходит ежемесячно. Энергетик: Ежемес. производственно-массовый журн. .-М.: НТФ "Энергопрогресс",– Выходит ежемесячно. Электрика: Ежемес. производственно-технический, информационно-аналитический и учебно-методический журн.-М.: издат. Наука и технологии, – Выходит ежемесячно.

100-bal.ru

О. В. Свидерская Основы энергосбережения Курс лекций

О.В. Свидерская

Рекомендовано к изданию Комиссией по приемке и аттестации электронных версий учебных и учебно-методических материалов Академии управления при Президенте Республики Беларусь.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Академии управления при Президенте Республики Беларусь.

С24                Основы энергосбережения: курс лекций / О.В. Свидерская. –4-е изд., стер. – Мн.:Акад. упр. при Президенте Респ. Беларусь, 2006. – 296 с. – (Система открытого образования).

Курс лекций предназначен для студентов системы открытого образования Академии управления при Президенте Республики Беларусь, обучающихся по специальности «Государственное управление и экономика».

ТЕМА 1. ЭНЕРГЕТИКА, ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ. ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ 9

Лекция 1. Энергетика, энергосбережение 9

Энергетика, энергосбережение, энергетические ресурсы: основные понятия и определения 9

Роль энергетики в жизни и развитии общества и уровне его цивилизации 13

Топливно-энергетические ресурсы 17

^

Вторичные энергоресурсы, источники поступления, пути использования 22

Условное топливо 27

Мировое потребление ТЭР 29

Сущность и причины мирового энергетического кризиса 35

^

ТЕМА 2. ВИДЫ ЭНЕРГИИ. ПОЛУЧЕНИЕ, ПРЕОБРАЗОВАНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ 41

Лекция 2. Виды энергии. Получение, преобразование и использование энергии 41

Энергия и ее виды 41

Закон сохранения энергии 48

Общая характеристика современного энергетического производства 50

Традиционная энергетика и ее характеристика 51

Основные типы электростанций и их характеристики 52

Нетрадиционная энергетика и ее характеристика 56

Другие виды нетрадиционной энергетики 68

Графики нагрузки 71

Транспорт и распределение энергии 76

Основные показатели эффективности использования энергии и энергосбережения 79

Энергетика и окружающая среда 81

^

ТЕМА 3. ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ. ПЕРСПЕКТИВЫ ЕГО РАЗВИТИЯ 90

Лекция 3. Топливно-энергетический комплекс Республики Беларусь. Перспективы его развития 90

Характеристика топливно-энергетического комплекса Беларуси 90

Развитие генерирующих источников 99

Возможности и перспективы развития малой и нетрадиционной энергетики в Беларуси 106

Необходимость и резервы энергосбережения в Беларуси 117

^

ТЕМА 4. УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕМ В РЕСПУБЛИКЕ БЕЛАРУСЬ 130

Лекция 4. Управление энергосбережением в Республике Беларусь 130

Система и структура управления энергосбережением в Беларуси 130

Цели и средства реализации энергетической политики 133

Общие направления и приоритеты энергосберегающей политики 135

Принципы государственной политики энергосбережения 140

Методы реализации государственной политики энергосбережения 142

Социально-психологический механизм управления энергосбережением 142

Административный механизм управления энергосбережением 147

Финансово-экономический механизм управления энергосбережением 151

Инвестирование энергосбережения 156

^

ТЕМА 5. ТАРИФООБРАЗОВАНИЕ И ЦЕНООБРАЗОВАНИЕ В ЭНЕРГЕТИКЕ 163

Лекция 5. Тарифообразование в энергетике 163

Определение себестоимости выработки энергии 163

Энергетические тарифы 167

Механизм формирования тарифов в условиях регулируемой рыночной экономики 171

Экономическая и тарифная политика в энергетике 173

^

ТЕМА 6. ОСНОВЫ НОРМИРОВАНИЯ РАСХОДА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ НА ПРОИЗВОДСТВЕ 180

Лекция 6. Основы нормирования расхода энергетических ресурсов на производстве 180

Понятие норм расхода энергетических ресурсов 180

Классификация норм расхода 182

Разработка норм расхода энергии 185

Контрольные вопросы к теме №6 188

ТЕМА 7. ОСНОВЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО АУДИТА И МЕНЕДЖМЕНТА 189

Лекция 7. Основы энергетического аудита и менеджмента 189

Организация, цели и функции энергетического менеджмента 189

Энергетический баланс предприятия 196

Формы учета энергии 202

Энергетический аудит 204

^

ТЕМА 8. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ НА ПРЕДПРИЯТИИ И В БЫТУ 218

Лекция 8. Энергосбережение на предприятии и в быту 218

Способы и средства энергосбережения на предприятиях и в организациях 218

Учет, контроль и управление энергопотреблением 227

Эффективное использование энергии в населенных пунктах 236

Энергосбережение в быту 261

^

ТЕМА 9. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ЗА РУБЕЖОМ 270

Лекция 9. Энергосбережение за рубежом 270

Мировой опыт энергосбережения 270

Энергосбережении в России 281

Традиционные направления развития электроэнергетики 283

Нетрадиционные технологии производства электроэнергии 285

Бестопливные и энергосберегающие технологии производства электроэнергии 287

Опыт энергосберегающей политики в США 289

Японский опыт энергосбережения 293

Опыт повышения энергоэффективности в Дании 301

^

ЗАЧЕТНЫЕ ВОПРОСЫ 307

ЛИТЕРАТУРА И НОРМАТИВНЫЕ АКТЫ: 309

do.gendocs.ru

---

• 
  Мини сварочный аппарат для дома своими руками
• 
  Электросети энем
• 
  Сопротивление витка формула
• 
  То вдго
• 
  Причина проверки знаний по электробезопасности
• 
  Отключение горячей
• 
  Цена газа для частного дома
• 
  Какой телевизионный кабель лучше выбрать
• 
  Жарко в квартире летом что делать
• 
  Филиал 11 пао моэк
• 
  Обучение электромонтаж