55

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет»

Кафедра електропостачання промислових підприємств

Конспект лекцій

з дисципліни «Вступ до спеціальності »

для студентів денної форми навчання за

напрямком - 6.050701-Електротехніка і              Електротехнології

Маріуполь 2011

УДК 621.31(076.5)

Конспект лекций по дисциплине «Введение в специальность» для студентов дневной формы обучения по направлению- 6.050701 – Электротехника и электротехнологии

Составил Л.В.Бурназова, ст.преподаватель

Ответственный Ю.Л. Саенко, зам.зав.кафедрой ЭПП

за выпуск докт.техн.наук, профессор

Рецензент Л.И.Коляда, к.т.н..доцент

УТВЕРЖДЕНО

на заседании кафедры ЭПП

Протокол № от « « 2011г.

Зам.зав. кафедрой ЭПП, докт.техн.наук,профессор

Ю.Л.Саенко

ОДОБРЕНО

Научно-методической комиссией

энергетического факультета

Протокол № от « « 2011г.

О.Ю.Нестеров

МАРИУПОЛЬ, 2011

СОДЕРЖАНИЕ

1 Новая Энергетическая программа и Энергетическая стратегия Украины на период до 2030 года. 5

2 Недостатки и преимущества Украины по реализации НЭП 8

3 Электроэнергетика. Получение электроэнергии на КЭС, ТЭЦ, ГРЭС 9

4 Тепловые конденсационные электрические станции (КЭС) 10

12

5 Теплофикационные электростанции – теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) 12

6 Недостатки тепловых электростанций 13

7 Гидроэлектростанции (ГЭС) 14

8 Гидроэлектростанции Украины 16

9 Гидроэнергия малых рек 17

10 Экология крупного гидроэнергетического строительства 18

11 Получение электроэнергии на атомных электростанциях 19

12 Роль АЭС в энергетическом балансе Украины 23

13 Возобновляемые источники энергии 24

14 Статистические данные по мировой энергетике 25

15 Статистические данные по ВИЭ 27

16 Перспективные ВИЭ. Ветровые электростанции 37

17 Солнечные электростанции 38

18 Биогазовая энергетика 38

19 Управляемый термоядерный синтез 39

20 Экологические аспекты ВИЭ. 39

20.1 Ветроэнергетика 39

20.2 Гидроэнергетика 41

41

20.3 Солнечная энергетики 42

20.4 Геотермальная энергетика 42

20.5 Термоядерная энергетика 42

21 Современный проектный метод использования солнечной энергии. Космическая солнечная электростанция 43

22 Передача электроэнергии на расстояние 46

23 Электрические сети Украины 46

24 Электрические аппараты. Коммутационные аппараты до 1 кВ 47

25 Автоматические выключатели 48

26 Коммутационные аппараты выше 1 кВ. Разъединители, короткозамыкатели, отделители 49

50

27 Предохранители выше 1 кВ. 50

28 Выключатели высокого напряжения 50

29 Влияние электрического тока на организм человека 51

30 Первая помощь пораженному электрическим током 52

31 Темы рефератов по курсу «Введение в специальность» 53

32 Список используемой литературы 54

Введение

Дисциплина «Введение в специальность знакомит студентов-первокурс-ников с их будущей специальностью, с современным состоянием энергетики. её историей, проблемами и перспективами развития, влиянием её на

технический прогресс. От того, насколько заинтересуется студент будущей специальностью, в значительной мере зависит его последующая студенчес-кая и даже инженерная биография.

В процессе учебы студент получает не только представление о будущей специальности, но и определенные навыки работы в вузе. Эта единственная за все время обучения общеэнергетическая дисциплина дает представление о всех разделах энергетики и их взаимосвязях, энергетических системах и ос-новах, происходящих в них процессах преобразования, передачи и потреб-ления энергии, принципах работы и конструктивном выполнении энергети-ческих установок, современном состоянии и перспективах развития энерге-тики.

Цель и задачи дисциплины

В результате изучения дисциплины студент должен: знать современное состояние, перспективу и основное направление в развитии энергетики в Украине ( Новая энергетическая Программа), но и в мире. Получение элект-троэнергии на различных типах электростанций и экологические проблемы развития энергетики. Использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии ; уметь составлять схемы технологических процессов электростанций различных типов.

Целью изучения дисциплины является формирование у студентов знаний об элементарной базе промышленных электрических сетей и установок, о принципах построения схем электроснабжения промышленных предприятий,

Получение электроэнергии от традиционных и нетрадиционных а также возобновляемых и невозобновляемых источников электроэнергии.

Рабочая программа дисциплины включает необходимые сведения об источниках питания, электрической сети предприятия, режимах работы сис-тем электроснабжения. Из этого следует, что при чтении курса целесообраз-но не столько научить студента разрабатывать те или иные функциональные электрические установки или системы, сколько научить понимать назначение этих установок,, принцип построения схем и особенности эксплуатации их.

1 Новая Энергетическая программа и Энергетическая стратегия Украины на период до 2030 года.

Основой экономики всех индустриально развитых стран является энергетика. Уровень развития энергетики отражает уровень развития производительных сил и возможности научно-технического прогресса.

Новая Энергетическая программа Украины была принята в 1995г , ею предусматривалось до 2010г развивать, в основном, тепловые электростан-ции, работающие на твердом топливе путем проведения малозатратной поузловой реконструкции, развивать угольную промышленность, опережаю-щими темпами вводить генерирующие мощности, снижать капиталоемкость, сокращать использование мазута и газа, развивать атомную и нетрадицион-ную энергетику.

По оценкам ученых как раз к 2010г должны были исчерпать свой техно-

логический ресурс многие тепловые и атомные электростанции, а заменить все станции в короткое время – задача непосильная для любой страны мира, в связи с этим была разработана и принята Энергетическая программа в 1995г, а затем и Энергетическая стратегия Украины на период до 2030г.

Длительное время Украина не имела стратегической программы национального энергетического развития, что негативно сказывалось на формировании и реализации отечественной, так и общеэкономической политики.

Украина удовлетворяет потребности в природных энергетических ресурсах за счет собственной добычи приблизительно на 50%. Но в Украине недопустимо низкая эффективность использования топливно-энергетических ресурсов (ТЭР).

Эффективность использования ТЭР является необходимой базой для выхода страны из затянувшегося экономического кризиса. Чтобы в полной мере обеспечить энергетическую безопасность Украины в условиях рыночной экономики необходима долгосрочная энергетическая политика.

Главная цель Энергетической программы – это коренная перестройка топливно-энергетического комплекса (ТЭК) с использованием новейших технологий. ТЭК обеспечивает жизнедеятельность всех отраслей националь-ного хозяйства, является необходимой базой для выхода страны из кризиса.

От устойчивой работы и развития ТЭК сегодня зависит судьба реформ и будущее Украины, а отсутствие реформ в стране сдерживает рост ВВП.

Целями Энергетической стратегии также являются:

- создание условий для постоянного и качественного удовлетворения спроса на энергетические продукты;

- определение и создание условий для безопасного, надежного и постоянного функционирования энергетики и ее максимально эффективного развития;

- обеспечение энергетической безопасности страны;

уменьшение техногенной нагрузки на окружающую среду и обеспечение гражданской защиты в сфере техногенной безопасности ТЭК;

- снижение удельных затрат в производстве и использовании энергопродук-тов за счет рационального их потребления, внедрение энергосберегающих технологий и оборудования, рационализации структуры общественного производства и снижения удельного веса энергоемких технологий; - интеграция Объединенной энергосистемы Украины к Европейской энергосистеме с последовательным увеличением экспорта электроэнергии, укрепление позиций Украины как транзитного государства нефти и газа.

Задачи и направления Энергетической стратегии

Основными задачами и направлениями реализации Энергетической стратегии являются:

- формирование целостной и действенной системы управления и регулирования в топливно-энергетическом секторе, развитие конкурентных отношений на рынках энергоносителей;

- создание предпосылок для коренного уменьшения энергоемкости отечественной продукции за счет внедрения новых технологий, прогрессивных стандартов, современных систем контроля, управление и учета на всех этапах производства, транспортировка и потребление энергетических продуктов; развитие рыночных механизмов стимулирования энергосбережения во всех отраслях экономики;

- развитие экспортного потенциала энергетики, преимущественно, за счет электроэнергии, путем модернизации и обновления генерирующих мощностей, линий электропередач, в том числе межгосударственных;

- развитие отечественного энергетического машиностроения;

- оптимизация добычи собственных энергоресурсов с учетом их предложе-ний на внешних рынках, ценовой и геополитической ситуации, увеличение объемов энергии и энергопродуктов, добытых из нетрадиционных и возобновлямых источников энергии;

- диверсификация внешних источников снабжения энергетических продук-тов, а также диверсификация маршрутов и транспортировка;

- создание единственной государственной системы статистики, стратегичес-кого планирования, производства и потребления энергетических продуктов, формирование балансов их спроса и предложение;

- сбалансирование ценовой политики относительно энергетических продуктов, которая должна обеспечить покрытие затрат на их производство и создания соответствующих условий для надежного функционирования и постоянного развития предприятий ТЭК;

- нормативно-правовое обеспечение реализации целей Энергетической стратегии с учетом существующих международных обязательств, предусмот-ренных Договором в Энергетической Хартии, Киотским протоколом, многочисленными двусторонними, а также требованиями европейского энер-гетического законодательства.

Диверсификация внешних источников поставок энергоносителей будет способствовать снижению критического уровня зависимости Украины от импортных поставок природного газа, нефти и ядерного топлива из одного государства. Это повысит надежность поставок энергоносителей, даст возможность в перспективе получать энергоносители по более низким ценам, создать предпосылки для равноправного сотрудничества с Россией и в целом повысит уровень энергетической безопасности Украины.

Украина импортирует 53% энергоносителей; по международным критериям такой уровень зависимости не считается чрезмерным. Но проблема заключается в том, что Украина получает основные объемы энергоносителей ( около 60% импорта) только из одной страны – России непосредственно, или через ее территорию.

Реализацию диверсификационных проектов сдерживают ряд факторов Во-первых, их стоимость очень высока – строительство нефтепроводов, создание собственного ядерно-топливного цикла или его элементов стоит сотни миллионов – миллиардов долларов. Во-вторых, учитывая кризисное состояние экономики Украины и неблагоприятный инвестиционный климат, создать альтернативные источники поставок всех видов энергоресурсов и в полном объеме до 2020 г. практически невозможно. В-третьих на начальном этапе освоения альтернативных источников новые поставки энергоносителей могут быть дороже текущих (из России). В-четвертых реализация диверсифи-кационных проектов в некоторой мере может усложгить отношения Украины с РФ (даже на долгосрочную перспективу от каз от поставок энергоносите-лей из России невозможен, а тем более – экономически нецелесообразен.

Россия обладает крупнейшими в мире запасами природного газа, граничит с Украиной (затраты на транспортировку минимальны) и уже связана с нашим государством мощной сетью газопроводов. По указанным причинам на период до 2020г РФ остается для Украины главным поставщиком природного газа, однако Украина может расширить круг поставщиков газа (учитывая выгодное географическое положение) за счет Туркменистана, Казахстана, Узбекистана, а также Норвегии, Ирана и Азербайджана.

Поставка ядерного топлива на украинские АЭС, а также сохранение и переработка отработанного топлива на 100% осуществляется Россией.

Значительный вклад АЭС в общее производство электроэнергии, а также необходимость обеспечения энергетической безопасности свидетельствуют о целесообразности создания в Украине собственного ядерно-топливного цикла. Однако учитывая отсутствие Национальной программы развития ядерной энергетики, определяющей ее реальные перспективы на следующие 40 лет, а также высокую стоимость создания ядерно-топливного цикла, по-строение полного такого цикла экономически рискованно. Поэтому на период до 2020 г целесообразно ориентироваться на создание лишь отдель-ных его элементов.

Острой проблемой является низкий уровень безопасности атомной энергетики. Недостаточное финансирование, приближение сроков прекращения эксплуатации АЭС, отсутствие Национальной программы развития ядерной энергетики делают дальнейшее развитие отрасли неопределенным.