Производство на електроенергия в Русия. Производство, пренос и използване на електроенергия

Производството на електроенергия в света днес играе огромна роля. Това е ядрото на държавната икономика на всяка страна. Големи суми пари се инвестират годишно в производството и използването на електричество и научни изследвания, свързани с това. Следователно в ежедневието постоянно се сблъскваме с неговото действие съвременен човек трябва да има представа за основните процеси на неговото производство и потребление.

Как да получите електричество

Производството на електроенергия се извършва от другите му форми с помощта на специални устройства. Например, от кинетиката. За целта използвайте генератор - устройство, което преобразува механичната работа в електрическа енергия.

Други съществуващи методи за неговото производство са например преобразуването на лъчението в светлинния обхват чрез фотоклетки или чрез слънчева батерия. Или производството на електричество чрез химическа реакция. Или използването на потенциала на радиоактивен разпад или охлаждаща течност.

Той се произвежда в електроцентрали, които са хидравлични, ядрени, топлинни, слънчеви, вятърни, геотермални и т.н. По принцип всички те работят по една и съща схема - благодарение на енергията на основния носител, определено устройство произвежда механична (ротационна енергия), която след това се прехвърля в специален генератор, където се произвежда електрически ток.

Основни видове електроцентрали

Производството и разпределението на електроенергия в повечето страни се осъществява чрез изграждане и експлоатация на топлоелектрически централи - топлоелектрически централи. Тяхната експлоатация изисква голямо предлагане на изкопаеми горива, чиито производствени условия стават все по-сложни от година на година, а разходите се увеличават. Коефициентът на полезно въздействие на горивата в ТЕЦ не е твърде висок (в рамките на 40%), а броят на екологично замърсените отпадъци е голям.

Всички тези фактори намаляват перспективите на този метод на производство.

Най-икономично е производството на електроенергия от ВЕЦ. Тяхната ефективност достига 93%, цената на 1 kW / h е пет пъти по-евтина от другите методи. Естественият източник на енергия на такива станции е практически неизчерпаем, броят на работниците е минимален, лесно се управлява. За развитието на тази индустрия страната ни е признат лидер.

За съжаление, темпът на развитие се ограничава от сериозни разходи и дълги периоди на изграждане на водноелектрически централи, поради отдалечеността им от големите градове и магистралите, сезонния режим на реките и трудните условия на труд.

В допълнение, гигантски резервоари влошават екологичната ситуация - те наводняват ценни земи около водни обекти.

Използване на атомната енергия

Днес производството, преносът и използването на електроенергия се произвежда от атомни електроцентрали - атомни електроцентрали. Те са разположени почти на същия принцип като термичните.

Основният им плюс е малко количество необходимо гориво. Килограм обогатен уран е еквивалентен на 2,5 хил. Тона въглища. Ето защо АЕЦ могат теоретично да бъдат изградени във всеки регион, независимо от наличието на близките горивни ресурси.

В момента запасите на уран на планетата са много по-големи от минералните горива, а въздействието на атомните електроцентрали върху околната среда е минимално с безпроблемна работа.

Огромната и сериозна липса на атомни електроцентрали е вероятността от ужасна авария с непредвидими последици, което означава, че непрекъснатата им работа изисква много сериозни мерки за безопасност. В допълнение, производството на електроенергия в атомните електроцентрали е регулирано трудно - ще отнеме няколко седмици, за да започне и да ги спре напълно. На практика няма технологии за обезвреждане на опасни отпадъци.

Какво е електрически генератор

Производството и преносът на електроенергия са осъществими благодарение на електрическия генератор. Това устройство превръща всички видове енергия (термични, механични, химически) в електрически. Принципът на неговата работа е изграден върху процеса. електромагнитна индукция. ЕМП се индуцира в проводник, който се движи в магнитно поле, пресича своите магнитни силови линии. По този начин проводникът може да служи като източник на електричество.

Основата на всеки генератор е система от електромагнити, които образуват магнитно поле и проводници, които я пресичат. Най-вече генератори въз основа на прилагането на въртящо се магнитно поле. Неговата неподвижна част се нарича статор, движещата се част - ротора.

Концепция на трансформатора

Трансформаторът е електромагнитно статично устройство, предназначено да преобразува една токова система в друга (вторична), използвайки електромагнитна индукция.

Първите трансформатори през 1876 г. са предложени от П. Яблочков. През 1885 г. унгарските учени са разработили промишлени еднофазни устройства. В годините 1889-1891. Изобретен трифазен трансформатор.

Най-простият еднофазен трансформатор се състои от стоманена сърцевина и двойка намотки. Те се използват за разпределение и пренос на електроенергия, тъй като генераторите на електроцентрали го произвеждат при напрежение от 6 до 24 kW. Полезно е да се предава при големи стойности (от 110 до 750 kW). За тази цел в електроцентралите са монтирани повишаващи трансформатори.

Как се използва електричество

Неговият лъвски дял отива за доставка на електроенергия за промишлени предприятия. Производството изразходва до 70% от цялата произведена електроенергия в страната. Тази цифра варира значително за отделните региони в зависимост от климатичните условия и нивото на индустриално развитие.

Друга разходна част - доставката на електрическа енергия. Подстанциите на градския, междуградския, промишления електротранспорт, използващи постоянен ток, работят от електрическите мрежи на ЕЕУ. За транспортиране на променлив ток се използват подстанции, които също консумират енергия от електроцентрали.

Друг сектор на потребление на електроенергия е вътрешното предлагане. Потребителите тук са сгради от жилищни райони на населени места. Това са къщи и апартаменти, административни сгради, магазини, институции за образование, наука, култура, здравеопазване, кетъринг и др.

Как се прехвърля електричеството

Производство, пренос и използване на електроенергия - трите кита на индустрията. Освен това, прехвърлянето на получената енергия към потребителите е най-трудната задача.

Той "пътува" главно чрез електропроводи - въздушни електропроводи. Въпреки че все по-често започват да се използват кабелни линии.

Електроенергията се произвежда от мощни агрегати на гигантски електроцентрали, а потребителите са относително малки приемници, разпръснати на огромна територия.

Има тенденция да се концентрира мощността, поради факта, че с увеличаването им, относителните разходи за изграждане на електроцентрали намаляват, а оттам и цената на киловат часа.

Единен енергиен комплекс

Редица фактори влияят на решението да се постави голяма електроцентрала. Това са видът и размерът на наличните ресурси, наличието на транспорт, климатичните условия, включването в единната електрическа мрежа и т.н. Най-често електроцентралите се изграждат далеч от големи източници на енергопотребление. Ефективността на нейното предаване на значителни разстояния влияе върху успешното функциониране на единен енергиен комплекс на огромна територия.

Производството и преносът на електроенергия трябва да се извършват с минимална загуба, основната причина за която е отоплителни проводници увеличаване на вътрешната енергия на проводника. За да се поддържа мощността, предавана на дълги разстояния, е необходимо да се увеличи пропорционално напрежението и да се намали силата на тока в проводниците.

Какво е електропроводи

Математическите изчисления показват, че размерът на загубите в кабелите за отопление е обратно пропорционален на квадрата на напрежението. Ето защо електричеството на дълги разстояния се предава чрез електропроводи - високоволтови електропроводи. Между проводниците им напрежението е десетки, а понякога и стотици хиляди волта.

Електроцентралите, разположени близо един до друг, се обединяват в единна електрическа система с помощта на електропроводи. Производството на електроенергия в Русия и нейното предаване се осъществяват чрез централизирана енергийна мрежа, която включва огромен брой електроцентрали. Единното управление на системата гарантира непрекъснато снабдяване на потребителите с електричество.

Малко история

Как е обединена електрическата мрежа у нас? Нека се опитаме да погледнем в миналото.

До 1917 г. производството на електроенергия в Русия се осъществяваше с недостатъчен темп. Страната изостава от развитите си съседи, което се отрази неблагоприятно на икономиката и отбраната.

След Октомврийската революция, проектът за електрификация на Русия е разработен от Държавната комисия за електрификация на Русия (съкратено наричана GOELRO), ръководена от Г. М. Кржижановски. Повече от 200 учени и инженери сътрудничиха с нея. Контролът се осъществява лично от В. И. Ленин.

През 1920 г. е изготвен “Планът за електрификация на РСФСР”, изчислен за 10-15 години. Тя включваше възстановяването на старата енергийна система и изграждането на 30 нови електроцентрали, оборудвани със съвременни турбини и котли. Основната идея на плана е да се използват огромни местни водни ресурси. Приема се електрификация и радикална реконструкция на цялата национална икономика. Акцентът беше поставен върху растежа и развитието. тежка промишленост страна.

Прочутият план GOERLO

От 1947 г. СССР става първият в Европа и вторият в света за производство на електроенергия. Благодарение на плана GOELRO цялата национална икономика се формира в най-кратки срокове. Производството и потреблението на електроенергия в страната достигна качествено ново ниво.

Изпълнението на плана стана възможно благодарение на комбинация от няколко важни фактора: високото ниво на научния персонал на страната, материалния потенциал на Русия, който е останал от предреволюционните времена, централизацията на политическата и икономическата мощ, способността на руския народ да вярва на "върховете" и реализира прокламираните идеи.

Планът доказа ефективността на съветската система на централизирана власт и управление.

Планирайте резултатите

През 1935 г. приетата програма се изпълнява и надхвърля. Вместо планираните 30 са построени 40 електроцентрали, предвидени са почти три пъти повече от планираните. Изградени са 13 електрически централи по 100 хил. KW. Общият капацитет на руските водноелектрически централи е около 700 000 kW.

През тези години са построени най-големите обекти от стратегическо значение, като световно известната Днепърска водноелектрическа централа. По отношение на общите показатели обединената съветска енергийна система надмина аналогичните системи на най-развитите страни от Новия и Стария свят. Производството на електроенергия в Европа през тези години значително изостава от показателите на СССР.

Развитие на селските райони

Ако преди революцията нямаше почти никакво електричество в селата на Русия (малки електроцентрали, инсталирани от големи земевладелци не се броят), тогава с изпълнението на плана ГОЕЛРО, благодарение на използването на електричество, селското стопанство получи нов тласък за развитие. Електрическите мотори се появиха на мелниците, дъскорезниците, машините за почистване на зърно, които допринесоха за модернизирането на индустрията.

В допълнение, електричеството е станало твърдо установено в живота на гражданите и селяните, буквално изтръгвайки "тъмната Русия" от мрака.