- •1.История Российской электроэнергетики, истоки коммунальной электроэнергетики.
- •2. Руководящая документация и инструктивные материалы, справочный материал обязательный к применению при эксплуатации электроустановок.
- •3. Общие сведения и определения (термины). Категории надежности электроснабжения.
- •3.1 Условные обозначения элементов принципиальных схем электрических сетей; Стандартные условные графические и буквенные обозначения элементов электрических схем.
- •3.2. Единицы измерения электрических величин.
- •4. Основные электротехнические сведения.
- •4.1. Постоянный ток. Закон Ома. Законы Кирхгофа.
- •4.2.Переменный ток.
- •Преимущества сетей переменного тока
- •Генерирование переменного тока
- •Стандарты частоты
- •Электрификация пт
- •5. Основные сведения о пожаробезопасности в электроустановках.
- •6. Воздушные линии электропередач 0,4-35 кВ с неизолированными проводами. Тэп при проектировании.
- •7. Обобщенные схемы производства и передачи тепловой и электрической энергии.
- •8. Современное состояние производства электроэнергии, энергетические ресурсы.
- •9. Тепловые схемы кэс (грэс), тэц, аэс.
- •9.1. Потребители энергии, графики нагрузки и типы тэс.
- •9.2. Типы тэц, схемы, и показатели тепловой экономичности.
- •9.3. Атомная энергетика.
- •9.4. Новые источники энергии и методы ее производства.
- •10. Вопросы экологии тепловых и атомных станций.
- •11. Вопросы экологии при передаче электрической энергии.
- •12. Электрическая схема эс, пс.
- •Графики нагрузок потребителей энергосистемы, методы регулирования.
- •Синхронный генератор, устройство, охлаждение, система возбуждения, регулирование частоты сетевого напряжения, способы включения генераторов в энергосистему.
- •Выборы схемы электрической сети с учетом тэп.
- •Схемы электрических сетей, выбор электрических сетей по надежности. Ущерб от недоотпуска электроэнергии.
- •Выбор номинального напряжения сети.
- •Силовые трансформаторы, параллельная работа и группа соединения трансформаторов.
- •Короткие замыкания в электрических сетях.
- •Виды коротких замыканий
- •22. Организация и управления энергетики. Оперативно-диспетчерское управление
- •23. Параметры определяющие качество электроэнергии.
- •24. Организация эксплуатации и ремонта, нормирование труда.
- •25. Баланс мощностей энергосистемы.
- •26.Организации и управление в энергетике.
- •26.1 Особенности энергетического производства и основные факторы, определяющие производственную структуру.
- •26.2. Организационно-производственная структура тэс.
- •26.7. Организационно-производственная структура пэо.(Планово-экономический отдел)
- •26.8. Организационно-производственная структура эпп.
- •27. Силовые трансформаторы.
- •27.1. Параллельная работа и группа соединений трансформаторов.
- •Условия параллельной работы трансформаторов
- •27.2 Нагрузочная способность силовых трансформаторов.
- •28. Короткие замыкания в электрических системах.
- •28.1. Симметричное короткое замыкание.
- •28.2. Несимметричное короткое замыкание.
- •29. Электрооборудование распределительных устройств.
- •29.1. Изоляторы
- •29.2. Контакты.
- •30. Генераторы, включение на параллельную работу.
- •31.Параметры, влияющие на качество электроэнергии.
- •31.1. Частота.
- •31.2.Напряжение.
- •31.3. Нессиметрия, неинусоидальность.
- •31.4. Методы регулирования графиков электрических нагрузок и тепловых нагрузок.
- •32. Организация и эксплуатация ремонта энергетического оборудования.
- •32.1. Износ энергетического оборудования и характеристика ппр.
- •32.2.Организация ремонта оборудования и сетей в электроэнергетических системах.
8. Современное состояние производства электроэнергии, энергетические ресурсы.
Электроэнергетика нашей страны характеризуется высоким уровнем концентрации производства электрической и тепловой энергии. Более 45% мощности электростанции России сконцентрировано на электростанциях единичной мощностью 2000Мвт и выше. Крупнейшие агрегаты, работающие на ТЭС, имеют единичную мощность 1200МВт, на АЭС 1000МВт, на ГЭС 640МВт.
Конденсационные тепловые электростанции (КЭС) в персепективе сохраняют свое значение в качестве основного источника электроснабжения. Наиболее мощные из действующих в России: Сургутская-1,-2, Рефтинская, Костромская,Рязанская, Троицкая, Ставропольская, Заинская, Конаковская, Новочеркасская,Ириклинская, Пермская, Киришская.
Для обеспечения дальнейшего повышения эффективности производства электроэнергии в перспективе предстоит решить крупные и сложные задачи значительного повышения технического уровня КЭС, что потребует создать новые типы прогрессивного оборудования и усовершенствования действующего, а также повышение уровня эксплуатации, качества ремонта и более широко внедрять надежные автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП), разработать мероприятия по снижению негативного воздействия на окружающую среду.
Атомные электростанции. В России к началу 1997г. находились в эксплуатации 29 энергоблоков на 9 АЭС, в том числе 13 энергоблоков с реакторами типа ВВЭР (водо-водяной реактор) и 11 энергоблоков с реакторами РБМК (канальный реактор большой мощности), 4 энергоблока типа ЭГП (энергетический водографитовый кипящий реактор) Билибинской АТЭЦ с канальным водографитовыми реакторами и один энергоблок на быстрых нейтронах БН-600.
Суммарная мощность АЭС составляла 21,3 ГВт, и в 1997г. было выработано 108,5 ТВт·ч электроэнергии.
В принятой программе развития атомной энергетики Российской Федерации на 1998-2005г. и в перспективе до 2010г. поставлена задача создания предпосылок крупномасштабного развития атомной энергетики, содействия решению социально-экономических проблем развития регионов России, расширения ядерных технологий путем:
· обеспечение безопасности действующих АЭС за счет их технического перевооружения, реконструкциии продления ресурса эксплуатации;
· ввода в действие новых генерирующих мощностей на АЭС, в основном с энергоблоками нового, третьего поколения;
· развитие научно-течнического и промышленного потенциала атомного комплекса.
Гидроэлектростанции. Экономический потенциал гидроэнергетических ресурсов Российской Федерации оценивается в 852 млрд кВт·ч годового производства электроэнергии. По величине речного стока Россия занимает одно из первых мест в мире. Общие ресурсы речного стока составляют 4338 км3/год. Гидроэнергетика России характеризуется высокой степенью концентрации мощностей. В стране действует 13 ГЭС единичной мощностью 1 ГВт и больше, из них 6 ГЭС имеют мощность по 2 ГВт и больше.
9. Тепловые схемы кэс (грэс), тэц, аэс.
Конденсационная электростанция (КЭС) — тепловая электростанция, производящая только электрическую энергию, своим названием этот тип электростанций обязан особенностям принципа работы. Исторически получила наименование «ГРЭС» — государственная районная электростанция. С течением времени термин «ГРЭС» потерял свой первоначальный смысл («районная») и в современном понимании означает, как правило, конденсационную электростанцию (КЭС) большой мощности (тысячи МВт), работающую в объединённой энергосистеме наряду с другими крупными электростанциями. Однако следует учитывать, что не все станции, имеющие в своём названии аббревиатуру «ГРЭС», являются конденсационными, некоторые из них работают как теплоэлектроцентрали.
В котёл с помощью питательного насоса подводится питательная вода под большим давлением,топливо и атмосферный воздух для горения. В топке котла идёт процесс горения — химическая энергия топлива превращается в тепловую и лучистую энергию. Питательная вода протекает по трубной системе, расположенной внутри котла. Сгорающее топливо является мощным источникомтеплоты, передающейся питательной воде, которая нагревается до температуры кипения и испаряется. Получаемый пар в этом же котле перегревается сверх температуры кипения, примерно до 540°C с давлением 13-24 МПа и по одному или нескольким трубопроводам подаётся в паровую турбину.
Паровая турбина, электрогенератор и возбудитель составляют в целом турбоагрегат. В паровой турбине пар расширяется до очень низкого давления (примерно в 20 раз меньше атмосферного) ипотенциальная энергия сжатого и нагретого до высокой температуры пара превращается вкинетическую энергию вращения ротора турбины. Турбина приводит в движение электрогенератор, преобразующий кинетическую энергию вращения ротора генератора в электрический ток. Электрогенератор состоит из статора, в электрических обмотках которого генерируется ток, и ротора, представляющего собой вращающийся электромагнит, питание которого осуществляется отвозбудителя.
Конденсатор служит для конденсации пара, поступающего из турбины, и создания глубокогоразрежения, благодаря которому и происходит расширение пара в турбине. Он создаёт вакуум на выходе из турбины, поэтому пар, поступив в турбину с высоким давлением, движется к конденсатору и расширяется, что обеспечивает превращение его потенциальной энергии в механическую работу[1].
Благодаря этой особенности технологического процесса конденсационные электростанции и получили своё название.
Теплоэлектроцентра́ль (ТЭЦ) — разновидность тепловой электростанции, которая производит не только электроэнергию, но и является источникомтепловой энергии в централизованных системах теплоснабжения (в виде пара и горячей воды, в том числе и для обеспечения горячего водоснабжения и отопления жилых и промышленных объектов).
ТЭЦ конструктивно устроена как конденсационная электростанция (КЭС). Главное отличие ТЭЦ от КЭС состоит в возможности отобрать часть тепловой энергии пара, после того, как он выработает электрическую энергию. В зависимости от вида паровой турбины, существуют различные отборы пара, которые позволяют забирать из нее пар с разными параметрами. Турбины ТЭЦ позволяют регулировать количество отбираемого пара. Отобранный пар конденсируется в сетевых подогревателях и передает свою энергию сетевой воде, которая направляется на пиковые водогрейные котельные и тепловые пункты. На ТЭЦ есть возможность перекрывать тепловые отборы пара, в этом случае ТЭЦ становится обычной КЭС. Это дает возможность работать ТЭЦ по двум графикам нагрузки:
-
тепловому — электрическая нагрузка жёстко зависит от тепловой нагрузки (тепловая нагрузка — приоритет)
-
электрическому — электрическая нагрузка не зависит от тепловой, либо тепловая нагрузка вовсе отсутствует (приоритет — электрическая нагрузка).
Совмещение функций генерации тепла и электроэнергии (когенерация) выгодно, так как оставшееся тепло, которое не участвует в работе на КЭС, используется в отоплении. Это повышает расчетный КПД в целом (80 % у ТЭЦ и 30 % у КЭС), но не говорит об экономичности ТЭЦ. Основными же показателями экономичности являются: удельная выработка электроэнергии на тепловом потреблении и КПД цикла КЭС.
При строительстве ТЭЦ необходимо учитывать близость потребителей тепла в виде горячей воды и пара, так как передача тепла на большие расстояния экономически нецелесообразна.
А́томная электроста́нция (АЭС) — ядерная установка для производства энергии в заданных режимах и условиях применения, располагающаяся в пределах определённой проектом территории, на которой для осуществления этой цели используются ядерный реактор (реакторы) и комплекс необходимых систем, устройств, оборудования исооружений с необходимыми работниками (персоналом) (ОПБ-88/97).
Мировыми лидерами в производстве ядерной электроэнергии являются: США (836,63 млрд кВт·ч/год), Франция(439,73 млрд кВт·ч/год), Япония (263,83 млрд кВт·ч/год), Россия (160,04 млрд кВт·ч/год), Корея (142,94 млрд кВт·ч/год) и Германия (140,53 млрд кВт·ч/год). В мире действует 441 энергетический ядерный реактор общей мощностью 374,692ГВт[1], российская компания «ТВЭЛ» поставляет топливо для 76 из них (17 % мирового рынка)[2].
На рисунке показана схема работы атомной электростанции с двухконтурным водо-водяным энергетическим реактором. Энергия, выделяемая в активной зоне реактора, передаётся теплоносителю первого контура. Далее теплоноситель поступает в теплообменник (парогенератор), где нагревает до кипения воду второго контура. Полученный при этом пар поступает втурбины, вращающие электрогенераторы. На выходе из турбин пар поступает в конденсатор, где охлаждается большим количеством воды, поступающим из водохранилища.
Компенсатор давления представляет собой довольно сложную и громоздкую конструкцию, которая служит для выравнивания колебаний давления в контуре во время работы реактора, возникающих за счёт теплового расширения теплоносителя. Давление в 1-м контуре может доходить до 160 атмосфер (ВВЭР-1000).
Помимо воды, в различных реакторах в качестве теплоносителя могут применяться также расплавы металлов: натрий, свинец, эвтектический сплав свинца с висмутом и др. Использование жидкометаллических теплоносителей позволяет упростить конструкцию оболочки активной зоны реактора (в отличие от водяного контура, давление в жидкометаллическом контуре не превышает атмосферное), избавиться от компенсатора давления.
Общее количество контуров может меняться для различных реакторов, схема на рисунке приведена для реакторов типа ВВЭР (Водо-Водяной Энергетический Реактор). Реакторы типаРБМК (Реактор Большой Мощности Канального типа) использует один водяной контур, реакторы БН (реактор на Быстрых Нейтронах) — два натриевых и один водяной контуры, перспективные проекты реакторных установок СВБР-100 и БРЕСТ предполагают двухконтурную схему, с тяжелым теплоносителем в первом контуре и водой во втором.
В случае невозможности использования большого количества воды для конденсации пара, вместо использования водохранилища вода может охлаждаться в специальных охладительных башнях (градирнях), которые благодаря своим размерам обычно являются самой заметной частью атомной электростанции.