Kaj je moč, toplotna energija, električna energija in električni sistemi

Energija (gorivno energetski kompleks) je področje gospodarstva, ki zajema vire, proizvodnjo, pretvorbo in uporabo različnih vrst energije.

Energija v sodobnem znanstvenem razumevanju se razume kot splošna mera za vse oblike gibanja snovi. Razlikovanje toplotnih, mehanskih, električnih in drugih oblik gibanja snovi.

Energijo lahko predstavijo naslednji med seboj povezani bloki:

1. Naravni energetski viri in rudarska podjetja;

2. Rafinerije in transport končnega goriva;

3. proizvodnja in prenos električne in toplotne energije;

4. Porabniki energije, surovin in izdelkov.

Povzetek blokov:

1) Naravni viri se delijo na:

• obnovljivi (sonce, biomasa, vodni viri);

• neobnovljivi (premog, nafta);

2) rudarska podjetja (rudniki, rudniki, plinske vrtine);

3) podjetja za predelavo goriva (bogatitev, destilacija, čiščenje goriva);

4) Prevoz goriva (železniški promet, cisterne);

5) proizvodnja električne in toplotne energije (SPTE, NEK, HE);

6) Prenos električne in toplotne energije (električna omrežja, cevovodi);

7) Porabniki energije, toplote (elektrika in industrijski procesi, ogrevanje).

Glavni obliki, v kateri se danes uporablja energija, sta toplota in elektrika. Energetske dejavnosti, ki proučujejo proizvodnjo, transformacijo, transport in uporabo toplotne in električne energije, se imenujejo termoenergetika.

Energija vodnih tokov, ki se je prej uporabljala neposredno v obliki mehanske energije, je zdaj preurejena v hidroelektrarne v električni energiji. Imenuje se energetika, ki preučuje procese pretvorbe vodne energije v električno vodna energija.

Odprtje poti k uporabi jedrske energije je ustvarilo novo vejo energetike – jedrska ali jedrska energija… Energija jedrskih procesov se pretvarja v toplotno in električno energijo in se v teh oblikah uporablja.

Obravnavana so vprašanja uporabe energije premikajočih se zračnih mas vetrna energija. Vetrna energija uporablja se predvsem v mehanski obliki. Ukvarja se z izrabo sončne energije sončna energija.

Vsaka od vej energetike kot znanosti ima svojo teoretično osnovo, ki temelji na zakonitostih fizikalnih pojavov na tem področju.

Energetika kot najpomembnejše področje človekovega delovanja potrebuje dolgo časa za razvoj velikega obsega.

Energetika je kapitalsko intenzivna panoga. Moč zemeljskih elektrarn presega milijardo kilovatov.

Jasno razumevanje enotnosti in enakovrednosti različnih oblik energije se je oblikovalo šele sredi devetnajstega stoletja, ko je bilo že pridobljenih veliko izkušenj s pretvarjanjem enih oblik energije v druge:

• nastal je parni stroj, ki je toploto pretvarjal v mehansko energijo;

• odkriti so bili prvi viri električne energije — galvanski členi, v katerih poteka neposredna pretvorba kemične energije v električno;

• z elektrolizo se večkrat izvede obratna pretvorba - električna energija v kemično energijo;

• nastal je elektromotor, v katerem se električna energija pretvarja v mehansko;

• odkrit je bil pojav neposredne pretvorbe električne energije v toploto.

Leta 1831 je bila odkrita metoda za pretvorbo mehanske energije v električno. Naravni zaključek ogromne količine nakopičenih podatkov o pretvorbi enih oblik energije v druge je bilo odkritje zakon o ohranitvi in ​​transformaciji energije — eden od osnovnih zakonov fizike.

Potreba po pretvorbi energije je posledica dejstva, da različni procesi zahtevajo različne oblike energije.

Pretvorbe energije niso omejene na pretvorbo enih njenih oblik v druge. Toplotna energija se uporablja pri različnih vrednostih temperature hladilne tekočine (para, plin, voda), električna energija - v obliki izmeničnega ali enosmernega toka in na različnih nivojih napetosti.

Pretvorba energije se izvaja v različnih strojih, aparatih in napravah, ki na splošno predstavljajo tehnično osnovo energije.

Tako se v kotlovnicah kemična energija goriv pretvori v toploto, v parni turbini pa se ta toplota, ki jo prenaša vodna para, pretvori v mehansko energijo, ki se nato v električnem generatorju se pretvori v električno energijo.

V hidroelektrarnah, v vodnih turbinah in električnih generatorjih se energija vodnih tokov pretvarja v električno energijo, v elektromotorjih se električna energija pretvarja v mehansko itd.

Metode ustvarjanja in uporabe različnih strojev, aparatov, naprav, namenjenih sprejemanju, transformaciji, transportu in uporabi različnih oblik energije, temeljijo na ustreznih oddelkih teoretičnih osnov energetike in sestavljajo oddelke tehničnih ved, kot so toplotna tehnika, elektrotehnika. inženiring , hidrotehnika in vetrna tehnika.

Energetika - del energetike, ki se ukvarja s problemi pridobivanja velikih količin električne energije, njenega prenosa na daljavo in distribucije porabnikom, njen razvoj je posledica elektroenergetskih sistemov.

Električni sistem je niz med seboj povezanih elektrarn, električnih in toplotnih sistemov ter porabnikov električne in toplotne energije, ki jih združuje enotnost procesa proizvodnje, prenosa in porabe električne energije.

Električni sistem: TE — soproizvodnja toplote in električne energije, NEK — jedrska elektrarna, KES — kondenzacijska elektrarna, Hidroelektrarna - hidroelektrarna, 1-6 — porabniki električne energije iz termoelektrarn

Shema termokondenzacijske elektrarne

Električni sistem (električni sistem, ES) — električni del elektroenergetskega sistema.

Diagram električnega sistema
Diagram je prikazan v enovrstični sliki, to pomeni, da ena vrstica pomeni tri faze.

Tehnološki proces v elektroenergetskem sistemu

Tehnološki proces je proces pretvorbe primarnega energetskega vira (fosilno gorivo, hidroelektrarna, jedrsko gorivo) v končni proizvod (električna energija, toplotna energija). Parametri in kazalniki tehnološkega procesa določajo učinkovitost proizvodnje.

Tehnološki proces je shematsko prikazan na sliki, iz katere je razvidno, da gre za več stopenj pretvorbe energije.

Shema tehnološkega procesa v elektroenergetskem sistemu: K — kotel, T — turbina, G — generator, T — transformator, daljnovod — daljnovodi

V kotlu K se energija zgorevanja goriva pretvarja v toploto. Kotel je generator pare. V turbini se toplotna energija pretvarja v mehansko. V generatorju se mehanska energija pretvarja v električno. Napetost električne energije v procesu njenega prenosa po daljnovodu od postaje do potrošnika se transformira, kar zagotavlja učinkovitost prenosa.

Od vseh teh povezav je odvisna učinkovitost tehnološkega procesa, zato obstaja kompleks režimskih nalog, povezanih z delovanjem kotlov, turbin termoelektrarn, turbin hidroelektrarn, jedrskih reaktorjev, električne opreme (generatorji, transformatorji, daljnovodi). itd.). Izbrati je treba sestavo delovne opreme, način njenega polnjenja in uporabe ter upoštevati vse omejitve.

Električna napeljava - naprava, v kateri se proizvaja, proizvaja ali porablja, distribuira električna energija. Lahko je: odprta ali zaprta (notranja).

Elektrarna je kompleksen tehnološki kompleks, v katerem se energija naravnega vira pretvori v energijo električnega toka ali toplote.

Opozoriti je treba, da so elektrarne (zlasti termoelektrarne, premog) glavni viri onesnaževanja okolja iz energetskega sektorja.

Električna transformatorska postaja - električna naprava, namenjena pretvorbi električne energije iz ene napetosti v drugo z isto frekvenco.

Prenos električne energije (električni vodi) - struktura je sestavljena iz dvignjenih transformatorskih postaj daljnovodov in padajočih transformatorskih postaj (sistem žic, kablov, nosilcev), namenjenih prenosu električne energije od vira do potrošnika.

Električna energija v omrežju — niz daljnovodov in transformatorskih postaj, tj. naprave, ki povezujejo napajanje porabniki energije.