Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике  
 
 


 

Электрические станции и подстанции

 

Типы электрических станций



Электрические станции могут быть разделены па следующие основные типы: тепловые, атомные, гидравлические, солнечные и ветряные.

Электрические станции бывают районные, промышленные, городские и сельские. Районные электрические станции строятся недалеко от места добычи топлива или па крупных реках и предназначаются для электроснабжения потребителей электроэнергии, расположенных в зоне действия станции. Мощности таких станций весьма велики и достигают сотой тысяч и даже миллионов киловатт.

Типы электрических станций

Промышленные электростанции сооружаются на территории крупных предприятий и снабжают электроэнергией производственные цехи, вспомогательные службы, жилые здания и учреждения, расположенные вблизи предприятия. 

Городские или коммунальные станции снабжают электроэнергией в основном города и населенные пункты. Эти станции чаще всего обеспечивают потребителей не только электроэнергией, но и теплом и называются в таких случаях теплоэлектроцентралями (ТЭЦ).

Тепловые электрические станции

Тепловые электрические станции зависимости от первичного двигателя различают следующие тины тепловых электростанций:

  • паротурбинные станции, на которых в качестве первичного двигателя используется паровая турбина. На этих станциях турбина, соединенная непосредственно с генератором электрической энергии, образует энергетический агрегат, который называют турбоагрегатом;

  • паромашинные станции, на которых используется в качестве первичного двигателя поршневая паровая машина;

  • дизельные станции, на которых установлены двигатели внутреннего сгорания;

  • газотурбинные станции, на которых используете газовая турбина.

Тепловая электрическая станция

Электрические станции с поршневыми машинами и двигателями внутреннего сгорания строятся на небольшие мощности и в большинстве случаев используются для местных нужд.

Почти на всех тепловых электрических станциях, имеющих промышленное значение, в качестве первичных двигателей используются паровые турбины.

Преобладающее распространение паровых турбин на тепловых станциях объясняется следующими их достоинствами:

1. Турбины могут быть изготовлены на число оборотов, которое имеют современные генераторы. Это дает возможность осуществить непосредственный привод без промежуточной передачи.

2. Турбины обладают высокой равномерностью хода, которая дает возможность получить постоянную частоту переменного тока.

3. Паровые турбины могут быть изготовлены на большие мощности — 150, 200, 300, 600 тыс. кВт и более (мощность турбины характеризуется электрической мощностью приводимого ею генератора).

Паротурбинные электрические станции в свою очередь можно разделить на конденсационные и теплофикационные.

Паровые турбины, у которых отработанный пар подвергается конденсации в специальных конденсаторах, называют конденсационными.

Электрические тепловые станции, снабжающие потребителей только электрической энергией и оборудованные конденсационными турбинами, называют конденсационными.

Смотрите по этой теме: Как производится электроэнергия на тепловой электростанции
Тепловая электрическая станция

Паротурбинные теплофикационные электрические станции выполняют одновременно две функции. Кроме выработки электрической энергии, они осуществляют также снабжение теплом потребителей, расположенных относительно близко к станции.

При экономичной работе теплофикационных электрических станции, т. е. при одновременном отпуске потребителям оптимальных количеств электроэнергии и тепла, коэффициент полезного действия их достигает 60 - 70%. Наоборот, в периоды, когда часть потребителей полностью прекращает потреблять тепло (например, неотопительный сезон), коэффициент полезного действия станции снижается. Наиболее экономичная эксплуатация теплофикационной станции может быть осуществлена при круглогодовом отпуске тепла потребителям.

При работе станции по графику снабжения потребителей теплом размеры выработки электрической энергии в отдельные месяцы года будут изменяться. При этом вследствие различных режимов работы потребителей тепловой и электрической энергии может оказаться, что в отдельные периоды года потребности в электроэнергии окажутся больше, чем может произвести данная станция, или наоборот, производительность данной станции превысит потребность абонентов.

Для наиболее эффективной работы такие электростанции соединяют для параллельной работы с другими станциями, причем при избытке электрической энергии на станции часть ее передается в систему, а при недостатке забирается из общей сети.

Атомные электрические станции

Атомные электрические станции относятся к числу тепловых станций, на которых в зависимости от режима работы могут быть установлены как конденсационные, так и теплофикационные турбины. В качестве источника энергии на этих станциях применяется ядерное топливо, перерабатываемое в атомных реакторах, в которых в результате цепной реакции деления ядер урана выделяется очень большое количество тепловой энергии.

Атомная электрическая станция

Количество энергии, выделяемой в реакторе в единицу времени, зависит от интенсивности происходящей в нем реакции. Регулирование скорости протекания реакции осуществляется специальными стержнями, расположенными в вертикальных рабочих каналах, из материала, обладающего способностью активно поглощать нейтроны.

Подробнее об этом смотрите здесь: Как работает атомная электростанция

Атомные электрические станции имеют ряд преимуществ по сравнению с другими типами электрических станции:

  • незначительный расход ядерного горючего (урана), требуемого для производственного процесса станции. Суточный расход урана на станции мощностью 5 тыс. кВт составляет всего лишь 30 г, в то время как станции тон же мощности, работающей на угле, потребовалось бы 100 г топлива;

  • возможность сооружения в любом месте, так как они не связаны с местом расположения естественных запасов топлива;

  • отсутствие транспортных затруднении, связанных с доставкой большого количества топлива, а также строительства специальных сооружений для его хранения;

  • отсутствие загрязнения наружного воздуха копотью и дымом.

Атомная электрическая станция

Гидроэлектрические станции

На гидроэлектрических станциях производство электрической энергии осуществляется за счет энергии падающей воды. Вода в реках вследствие разности уровней непрерывным потоком перемещается от истока к устью. Если в каком-либо месте (створе) перегородить реку плотиной, то уровень воды перед плотиной значительно повысится по сравнению с ее уровнем после плотины.

Разность уровней верхнего и нижнего водного пространства (бьефа) называется напором, или высотой падения. Если на уровне нижнего бьефа установить гидротурбину и направить на лопатки рабочего колеса поток падающей воды с верхнего бьефа, то колесо турбины начнет вращаться, а вместе с ним и вал турбины и ротор электрического генератора. По этому принципу построена работа современных гидроэлектрических станций.

Подробнее об этом смотрите здесь: Принцип работы гидроэлектрических станций

Станции мощностью до 10-15 мВт относятся к малым. Устройтво и принцип их работы: Малые ГЭС - виды и конструкции

Гидроэлектростанция

Мощность гидроэлектрической станции зависит от величины напора и от количества воды, протекающей в единицу времени через все турбины, установленные на станции.

К. п. д. у современных гидростанций намного выше, чем у тепловых станций той же мощности, и достигает 85%.

По характеру сооружений гидроэлектрические станции разделяются на следующие типы:

  • приплотинные, в которых напор воды создается плотиной. Эти станции сооружаются главным образом на равнинных реках при небольших напорах, так как с увеличением напора вследствие невысоких берегов рек приходится создавать водохранилища, затопляющие большие пространства;

  • деривационные, значительным напор которых создается при помощи деривационных (обходных) каналов. Такие станции сооружаются на горных реках, имеющих большие уклоны, создающие нужные напоры при относительно небольшом расходе воды.

Плотина гидроэлектростанции

Крупные гидроэлектрические станции не работают изолированно от других станций. Наиболее экономичный режим создается при работе гидроэлектрических станций параллельно с тепловыми. При этом достигается рациональное использование оборудования отдельных станций, топлива и энергии водных ресурсов.

Гидроэлектрические станции имеют преимущества перед тепловыми электрическими станциями:

1) производственный процесс выработки электрической энергии несравненно проще, чем на тепловых станциях;

2) значительно более высокий к. п. д.;

3) себестоимость электрической энергии на крупных гидроэлектрических станциях примерно в 5 раз ниже, чем на тепловых станциях той же мощности. Это объясняется тем, что нет затрат на приобретение и транспортировку топлива, меньшая потребность в обслуживающем персонале из-за отсутствия на станции топливного устройства и вспомогательных служб, необходимых для эксплуатации котельной.

Смотрите также: Электрические станции в картинках

Промышленная солнечная электростанция

Другие типы электрических станций:

Типы солнечных электростанций

Волновые электростанции

Новые водородные электростанции