Главная >> Колебания и волны. Физика 11 класс. Мякишев

Глава 3. Производство, передача, распределение и использование электрической энергии

Передача и распределение электрической энергии

С понижающих подстанций по сети с напряжением 6— 10 кВ энергия частично направляется к высоковольтным потребителям, частично на понижающие подстанции, где напряжение понижается до 220—380 В. Далее по сети с напряжением 220 и 380 В она подводится к потребителям.

На рисунке 3.37 представлена одна из возможных схем передачи и распределения электроэнергии от двух соединенных между собой электростанций (А и Б). Схема показана однолинейной, т. е. все три фазы линии передачи изображены одной линией. Часто понижение напряжения происходит в несколько этапов. На каждом этапе напряжение становится меньше, а охватываемая электрической сетью территория — шире.

При очень высоком напряжении между проводами начинается коронный разряд, приводящий к потерям энергии. Потери энергии на разряд могут превысить потери на нагревание. Кроме того, при высоком напряжении резко возрастают требования к изолирующим приспособлениям ЛЭП, что усложняет и удорожает ее. Все это сдерживает строительство ЛЭП сверхвысоких напряжений.

Для уменьшения потерь на коронный разряд при высоких напряжениях (500—750 кВ) каждый провод (каждая фаза) расщепляется на три отдельных провода (рис. 3.38). Расщепление проводов уменьшает также их индуктивное сопротивление (увеличивается cos φ линии), что приводит к увеличению пропускной способности линии передачи.

Передача электроэнергии постоянным током

Наиболее перспективным способом передачи электроэнергии на дальние расстояния является использование постоянного тока. Линии электропередачи постоянного тока позволяют передавать по тем же проводам большую энергию, так как постоянное напряжение между проводами можно сделать равным допустимому амплитудному напряжению линии переменного тока. Кроме того, при передаче электроэнергии постоянным током исчезают затруднения, связанные с индуктивным сопротивлением и емкостью линии. Это особенно существенно при передаче электроэнергии на большие расстояния.

При передаче электроэнергии постоянным током вырабатываемое генераторами электростанции переменное напряжение предварительно повышают с помощью трансформаторов, а затем с помощью выпрямителей преобразуют в постоянное напряжение. В конце линии электропередачи постоянное напряжение снова преобразуют в переменное с помощью устройств, называемых инверторами, после чего с помощью трансформаторов его понижают до нужного значения. Трудности, связанные с преобразованием постоянного тока в переменный и обратно, успешно преодолеваются.

Энергосистемы

Электрические станции ряда районов страны объединены высоковольтными линиями передач, образуя общую электрическую сеть, к которой присоединены потребители. Такое объединение, называемое энергосистемой, дает возможность сгладить «пиковые» нагрузки потребления энергии в утренние и вечерние часы. Энергосистема обеспечивает бесперебойность подачи энергии потребителям вне зависимости от места их расположения. Сейчас почти вся территория России обеспечивается электроэнергией объединенными энергетическими системами.

<<< К началу параграфа