電源理論の基礎。スキーム、説明

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電源は、さまざまな種類のエネルギーを電気エネルギーに変換できる発電所です。発電所は使用するエネルギーの種類によって、火力発電所、原子力発電所、水力発電所に分けられます。

火力発電所は石炭、石油、または天然ガスを燃焼させます。結果として生じる熱はボイラー内の水を蒸気に変換し、その蒸気が発電機のローターを駆動します。発電機は機械エネルギーを電気エネルギーに変換します。

原子力発電所でも、蒸気エネルギーを機械エネルギーに変換し、その後電気エネルギーに変換するプロセスは同様です。唯一の違いは、原子力発電所は崩壊反応中に熱を放出する放射性元素を燃料としていることです。

水力発電所は、水の移動エネルギーを電気エネルギーに変換します。

風力発電所や太陽光発電所、地熱発電所、潮力発電所などもあります（空気の流れの移動、太陽熱や地下水の熱、あるいは海の潮や潮のエネルギーが電気エネルギーに変換される）。

火力発電所は、凝縮と加熱に分けられます。

復水発電所では、熱エネルギーは完全に電気エネルギーに変換されます。

コージェネレーション発電所（熱電併給プラント（CHP）とも呼ばれます）では、熱エネルギーは部分的にのみ電気エネルギーに変換され、主に企業や住宅への蒸気と温水の供給に費やされます。CHP プラントは消費者の近くに建設されます。復水蒸気タービン発電所は通常、石炭、泥炭、またはオイルシェールが採掘される場所の近くに建設されます。

水力発電所の建設中には、河川の航行改善、乾燥地の灌漑、給水などの課題が並行して解決されます。

燃料の埋蔵量がない地域や、十分な水力発電資源のある河川がない地域では、原子力発電所 (NPP) を建設することが非常に賢明です。原子力発電所は核燃料を使って稼働しますが、核燃料の消費量は少量です。

発電所で生成された電気は、昇圧変電所を経由し、高圧線（110 kV 以上）を介して需要家に送電されます。

発電所間の負荷を合理的に分散し、発電所の容量を効率的に使用し、需要家への供給の信頼性を高め、周波数と電圧の観点から最適な指標で電気エネルギーを供給するために、共通の電力網上で発電所の並列運転が実施されます。地域エネルギーシステムには、電気エネルギーと熱エネルギーの一般的な生産および分配モードによって接続された発電所、送電線、ネットワーク変電所、暖房ネットワークが含まれます。このようなシステムの多くは共通の電力網に結合され、共和国や準州などの大規模な電力システムを形成します。

電気ネットワークは、発電所から消費者に電気エネルギーを伝送および分配する役割を果たし、開閉装置 (RU) とさまざまな電圧の架空線またはケーブル線で構成されます。パワーセンター（CP）は、発電所の発電機電圧の開閉装置、または地域の電力系統の降圧変電所の二次電圧の開閉装置です。

直流と交流の電気ネットワークがあります。 DC ネットワークには、電化鉄道、地下鉄、路面電車、トロリーバスのネットワーク、化学、冶金、その他の企業のネットワークが含まれます。工業、農業、地方公共団体および家庭用のその他すべての物品への供給は、周波数 50 Hz の三相交流によって行われます。

電圧 6000、10、000 V の電気エネルギーは、ターボチャージャーや水素発電機によって生成されます。このような電圧の電気エネルギーを長距離にわたって伝送することは、損失が大きいため経済的に現実的ではありません。したがって、発電所に建設された昇圧変電所では 20、000、110 kV に昇圧され、降圧変電所で需要家に届く前に 220、500、35 kV に低下します。

産業企業や都市への電力供給は、消費者にできるだけ近い開閉装置や変電所を通じて行われます。

開閉装置は電気エネルギーの受け取りと分配に使用され、スイッチングデバイス、結合バス、接続バス、補助装置 (コンプレッサー、バッテリーなど)、保護装置、自動化、測定器が含まれます。

開閉装置には、開 (ORU) (主装置が屋外にある) と閉 (ERU) (装置が屋内にある) があります。

電気エネルギーを変換および配電する電気設備は変電所と呼ばれ、変圧器またはその他のエネルギー変換器、開閉装置、制御装置および補助設備で構成されます。変圧器と他のエネルギー変換器のどちらが普及しているかに応じて、変電所は変圧器 (TP) またはコンバータと呼ばれます。

変電所の一部ではなく、変換や変換を行わずに XNUMX つの電圧で電気エネルギーを受け取り、配電するように設計されたデバイスは、配電ポイント (DP) と呼ばれます。

電気エネルギーの品質は、確立された基準内の周波数の安定性と電圧の安定性によって特徴付けられます。周波数は発電所によって電力システム全体として設定されます。

ネットワークの構成に応じて、電圧レベルは消費者に近づくにつれて、機器への負荷条件や電気エネルギーの消費量によって変化します。電気ネットワークと電気機器の電圧は標準化されています。

著者: バニコフ E.A.

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