Источники электрической энергии. Основное оборудование
Источники электрической энергии – это совокупность устройств и оборудования, а также вспомогательных зданий, помещений и устройств, которые предназначены для производства электрической энергии (преобразования из других видов энергии)
Основными источниками энергии являются электрические станции. Самые распространенные виды электрических станций:
- Атомные электростанции, на которых для нагрева теплоносителя применяется энергия ядерной реакции.
- Гидроэлектростанции, которые для производства электричества используют энергию падающей воды.
- Тепловые электростанции, на которых в качестве топлива используют горючее природного происхождения (торф, уголь, природный газ и т.п.).
К основному оборудованию, используемому на электростанциях, относятся средства защиты и автоматики, компенсаторы, генераторы, разъединители, выключатели, турбины, линии электропередач, трансформаторы, электрические двигатели, котлы, распределительные устройства.
Электрические генераторы
Электрические генераторы являются основным оборудованием источников энергии.
Электрический генератор – это электрическая машина, которая преобразует механическую энергию в электрическую.
Электрические генераторы делятся на генераторы постоянного и переменного тока. Довольно продолжительное время генераторы постоянного тока были единственным источником электрической энергии. Пример схемы электрического генератора постоянного тока изображен на рисунке ниже.
Рисунок 1. Схема электрического генератора постоянного тока. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
1 - коллектор; 2 - щётки; 3 - магнитные полюса; 4 - витки; 5 - вал; 6 - якорь
В обмотке якоря генератора постоянного тока индуктируется переменный ток, который впоследствии преобразуется в постоянный коллектором (электромеханический выпрямитель). Процессу преобразования переменного тока в постоянный (выпрямление) в генераторе свойственен повышенный износ щеток и коллектора, из-за быстрого вращения его якоря. По характеру их возбуждения генераторы постоянного тока делятся на:
- Генераторы самовозбуждения.
- Генераторы независимого возбуждения.
В электрических генераторах с электромагнитным возбуждением обмотка возбуждения располагается на главных полюсах и подключается к независимому источнику питания. В генераторах, в которых происходит магнитоэлектрическое возбуждение, возбуждаются постоянные магниты, из которых сделаны полюса. Генераторы постоянного тока широко распространены в таких областях промышленности, где предпочтение, для осуществления технологических процессов, отдается постоянному току - суда, транспорт, а также электролизная и металлургическая промышленность. Мощность данных генераторов может достигать десятки мегаватт.
Основное оборудование преимущество генераторов переменного тока заключается в возможности получать большие токи при достаточно высоком напряжении. Данные генераторы состоят из постоянного магнита или электромагнита, которые создают магнитное поле и обмотки, где индуцируется электродвижущая сила. Электродвижущие силы, которые наводятся в последовательно соединенных мотках, складываются, поэтому амплитуда электродвижущей силы пропорциональна числу витков в рамке. Для того, чтобы получить больший магнитный поток в генераторах может использоваться специальная магнитная система, которая состоит из двух сердечников (из электротехнической стали). Обмотки размещают в пазах одно из двух сердечников, а в пазах второго обмотки, где индуцируется электродвижущая сила. Внутренний сердечник вращается со своей обмоткой вокруг вертикальной или горизонтальной оси и называется ротором, а второй статором.
Распределительные устройства
Распределительные устройства представляют собой электрическую установку, которая предназначена для распределения и приема электрической энергии, относящейся к одному классу напряжения. В состав распределительного устройства входят средства измерения и учета, коммутационные аппараты (рубильник, реле, выключатель, разъединитель и т.п.), а также приборы автоматики и релейной защиты.
Распределительные устройства различают по выполнению секционирования (с одной секцией, с двумя и более секциями, с а также с секционированием сборных шин и обходным устройством). По месту расположения распределительные устройства делятся на закрытые (устанавливаются в закрытых помещениях) и открытые (силовые проводники находятся на открытом воздухе. По числу систем сборных шин различают устройства одной или двумя системами. По структурной схеме распределительные устройства делятся на кольцевые и радиальные. У радиальных устройств источники присоединения и сходятся на сборных шинах, разъединители принимают участие в процессе изменения схемы. К особенностям кольцевых распределительных устройств можно то, что каждое отключение присоединения осуществляется несколькими выключателями, а разъединитель участвуют только в процессе изоляции вышедшего из строя элемента.
