Производство, передача и использование электроэнергии

из важнейших показателей развития производительных сил общества. Ведущую роль при

этом играет электроэнергия — самая универсальная и удобная для использования форма энергии. Если удвоение потребления энергии в мире происходит примерно за 25 лет, то удвоение потребления электроэнергии происходит в среднем за 10 лет. Это означает, что все больше и больше процессов, связанных с расходованием энергоресурсов, переводится на электроэнергию.

Конечно, при этом сама энергия не исчезает. Задача энергетики состоит лишь в получении энергии в форме, наиболее удобной для потребления. В процессе потребления энергия, в конечном счете, переходит главным образом во внутреннюю энергию (теплоту).

основном с помощью электромеханических индукционных генераторов. Существует два основных типа

электростанций: тепловые и гидроэлектрические. Различаются эти электростанции характером двигателей, вращающих роторы генераторов.
На тепловых электростанциях источником энергии служит топливо: уголь, газ, нефть, мазут, горючие сланцы. Роторы электрических генераторов приводятся во вращение паровыми и газовыми турбинами или двигателями внутреннего сгорания. Наиболее экономичными являются крупные тепловые паротурбинные электростанции (сокращенно ТЭС). Большинство ТЭС на шей страны используют в качестве топлива угольную пыль. Для выработки 1 кВт-ч электроэнергии затрачивается несколько сот граммов угля. В паровом котле свыше 90% выделяемой топливом энергии перелается пару. В турбине кине­тическая энергия струй пара передается ротору. Вал турбины жестко соединен с валом генератора. Паровые турбогенераторы весьма быстроходны: число оборотов составляет несколько тысяч в минуту.

около 70% производимой электроэнергии. Крупным потребителем является также транспорт. Все

большее количество железнодорожных линий переводится на электрическую тягу. Почти все деревни и села получают электроэнергию от государственных электростанций для производственных и бытовых нужд. О применении электроэнергии для освещения жи­лищ и в бытовых электроприбо­рах знает каждый.
Большая часть используемой электроэнергии сейчас превраща­ется в механическую энергию. Почти все механизмы в промышленности приводятся в движение электриче­скими двигателями. Они удобны, компактны, допускают возможность автоматизации производства.
Около трети электроэнергии, по­требляемой промышленностью, ис­пользуется для технологических це­лей (электросварка, электрический нагрев и плавление металлов, элек­тролиз и т. п.),
Современная цивилизация немыслима без широкого использования электроэнергии. Нарушение снабжения электроэнергии большого города при аварии парализует его жизнь.

ПАРА


ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ

Механическая энергия двигателей.
Внутренняя энергия нагревательных приборов
Внутренняя энергия аккумуляторов
Внутренняя энергия

проводов

энергия

Механическая энергия двигателей.
Внутренняя энергия нагревательных приборов
Внутренняя энергия аккумуляторов
Внутренняя энергия проводов
превращение

энергии на ГЭС

не многих местах, близких к источникам топливо- и гидроресурсов. Электроэнергию

не удается консервировать в больших масштабах. Она должна быть потреблена сразу же после получения Поэтому возникает необходимость в передаче электроэнергии на большие расстояния.

электрический ток нагревает провода линий электропередачи. В соответ­ствии с законом

Джоуля — Ленца анергия, расходуемая на нагрев проводов линии, определяется формулой
Q=I Rt

гдеR — сопротивление линии. При очень большой длине линии переда­ча энергии может стать экономи­чески невыгодной. Значительно сни­зить сопротивление линии практи­чески весьма трудно. Поэтому при­ходится уменьшать силу тока.
Так как мощность тока про­порциональна произведению силы тока на напряжение, то для сохра­нения передаваемой мощности нужно повысить напряжение и линии пере­дачи. Чем длиннее линия передачи, тем выгоднее использовать более высокое напряжение. Так, в высо­ковольтной линии передачи Волж­ская ГЭС — Москва и некоторых других используют напряжение в 500 кВ. Между тем генераторы пере­менного тока строят на напряжения, не превышающие 16—20 кВ. Более высокое напряжение потре­бовало бы принятия сложных спе­циальных мер для изоляции обмо­ток и других частей генераторов.
Поэтому на крупных электро­станциях ставят повышающие тран­сформаторы. Трансформатор уве­личивает напряжение в линии во столько же раз, во сколько умень­шает силу тока.
Для непосредственного исполь­зования электроэнергии в двигате­лях электропривода станков, в ос­ветительной сети и для других це­лей напряжение на концах линии нужно понизить. Это достигается с помощью понижающих трансфор­маторов.
Обычно понижение напряжения и соответственно увеличение силы тока происходят в несколько этапов. На каждом этапе напряжение становится все меньше, а территория, охватываемая электрической сетью,— все шире.

2

Передача энергии

к потерям энергии. Допустимая амплитуда пе­ременного напряжения должна быть такой,

чтобы при заданной пло­щади поперечного сечения провода потери энергии вследствие корон­ного разряда были незначительными.
Электрические станции ряда районов страны объединены высо­ковольтными линиями передач, об­разуя общую электрическую сеть, к которой присоединены потребители. Такое объединение, называ­емое энергосистемой, дает возможность сгладить «пиковые» нагрузки потребления энергии в утренние и вечерние часы. Энергосистема обес­печивает бесперебойность подачи энергии потребителям вне зависимости от места их расположения.
Сейчас почти вся территория нашей страны обеспечивается электроэнергией объединёнными энергетическими системами. Действует Единая энергетическая система европейской части страны.
Потеря I % электроэнергии в сут­ки приносит убыток около половины миллиона рублей.
Передача энергии на большие расстояния с малыми потерями — сложная задача. Сейчас успешнее всего эта задача решается с по­мощью электрического тока высо­кого напряжения.