Как осуществляется передача электроэнергии: Передача электроэнергии — Electric power transmission

Как осуществляется передача электроэнергии на большое расстояние

Передача тока на расстоянии сегодня это основа работы всех электроприборов дома и в условиях производства. Поэтому при подробном изучении электрики такой момент, как передача электроэнергии на расстояние, актуален. Об этом и о том, какие имеются потери электроэнергии при передаче на большие расстояния, другом далее.

Параметры

Главными конструктивными параметрами воздушной линии является длина пролета со стрелой проводного провеса, расстоянием от проводника до поверхности земли, покрытием пересекаемых дорожных линий и другим инженерным сооружением.

Длина в промежуточном пролете — промежуток вдоль токовой линии, образующийся между несколькими смежными опорами. Длина пролета зависит от того, какой тип опор с маркой, проводным сечением и климатическим районным условием используется.

Стрела проводного провеса — промежуток по вертикальной линии между линией, который соединяет крепежные проводные точки на несколько опор смежного типа и низшую провесную точку в пролете.

Провес зависит от длины пролета.

Габарит воздушной линии электропередач — наименьший промежуток расстояния по вертикали от проводника до земли, озера, связи, шоссейной или железной дороги. Его регламентируют правила установки электропередач. Он зависит от того, какое имеется напряжение в сети.

Обратите внимание! Чтобы обеспечить нормальную работу и безопасное обслуживание воздушной линии, нужно при установке соответствовать установленным нормам. Так проводное расстояние должно быть не меньше шести метров в поселке до земли по вертикали. Расстояние от верха до низа может быть меньше на 3,5 метров или же на 1 метр. Промежуток по горизонтали от проводника до балкона, террасы, здания и глухих окон не меньше метра. Стоит указать, что электропередачи не проводятся над сооружениями.

Принцип передачи

Передается электроэнергия благодаря возникновению и передачи тока. Он, в свою очередь, образуется благодаря напряжению. Мощность — это произведение показателя напряжения на электроток.

Поэтому при увеличении напряжения, необходимо уменьшение передаваемого тока и уменьшения проводного сечения, которое нужно, чтобы передавать данную мощность и удешевить линию.

Способы электропередачи на дальние расстояния

Осуществление передачи электрической энергии можно сделать при помощи прямой передачи и преобразования электричества в другую энергию. В первом случае электричество идет по проводниковым элементам, а именно проводу или токопроводящей среде. В воздушной или кабельной линии используется данный метод электропередачи.

Обратите внимание! Благодаря преобразованию энергии в другую энергию открывается беспроводной способ снабжения потребителей. Из-за этого пользователи могут отказаться от электрической передачи и избавиться от монтажа и обслуживания.

Стоит также указать, что передается электроэнергия благодаря индуктивной, резонансной индуктивной, емкостной, магнитодинамической связи, свч-излучению и оптическому излучению. При этом переносчиком всех этих способов является магнитное и электрическое поле, а также видимый свет с инфракрасным излучением и ультрафиолетовым излучением.

Передача через катушки

Самым легко реализуемым способом передачи электроэнергии является использовать катушку индуктивности. Принцип подключения при этом простой. Ставится несколько катушек рядом друг с другом. На одну подается напряжение, а другая является приемником. При регулировании или изменении силы тока, вторая катушка также автоматическим способом видоизменяется. По закону физику, при этом будет появляться сила, которая будет напрямую зависеть от того, как изменяется поток электрической энергии.

Минусов в подобной передачи энергии много. Они заключаются в маленькой мощности, небольшом расстоянии и малом коэффициенте полезного действия.

Данный способ не позволяет передать большой объем энергии и подключить мощностное электрооборудование. При попытке совершения этого, можно просто поплавить все электрообмотки.

Кроме того, данным методом нельзя передавать энергию на десятки с сотней метров. Он обладает ограниченным действием. Для физического понимания ситуации, нужно взять несколько и прикинуть местоположение и дальности их разводки, чтобы перестало появляться притяжение или отталкивание. Примерно так эффективны катушки.

Обратите внимание! Еще одной проблемой данного метода является низкий коэффициент полезного действия. Подобный способ не дает передачи большой энергии на соответствующее расстояние.

Лазерный способ

С помощью линии электропередач передать энергию можно на приличное расстояние. Однако из-за наличия атмосферы, которая хорошо потребляет лазерную энергию, необходимо устанавливать подобное оборудование в космосе.

Микроволны

Микроволны — специальные линии, имеющие длину в 12 сантиметров и частоту в 2,45 гигагерц, которые прозрачны для атмосферы. Вне зависимости от погоды, потеря энергии будет равна 5%. Вначале необходимо преобразование электротока в микроволны, потом их обнаруживание и возвращение в первое состояние. Первая проблема была решена благодаря постановке магнетрона, а вторая — благодаря ректенны или специальной антенны.

Схемы

На данный момент есть одноцепная, двухцепная или многоцепная схема электропередач. Одна из таких представлена на схеме ниже и может быть использована для обеспечения электроэнергией целого поселка или производственной станции. Другие схемы можно отыскать в гостах.

В целом, электропередача энергии, благодаря которой функционирует вся домашняя и производственная сеть вместе с оборудованием, происходит катушками, лазером и микроволнами. Также есть способы перенаправления потока на дальние расстояния. Зависит это от длины проводов, стрелы их провеса, расстояния от земли и других факторов.

Reshak.ru — сборник решебников для учеников старших классов. Здесь можно найти решебники, ГДЗ, переводы текстов по школьной программе. Практически весь материал, собранный на сайте — сделанный для людей. Все решебники выполнены качественно, с приятной навигацией. Вы сможете скачать гдз, решебник английского, улучшить ваши школьные оценки, повысить знания, получить намного больше свободного времени.

Главная задача сайта: помогать школьникам в решении домашнего задания. Кроме того, весь материал гдз совершенствуется, добавляются новые сборники решений.

Информация

© adminreshak.ru

Электричество не относится к накопительным ресурсам. На сегодняшний день нет эффективных технологий, позволяющих аккумулировать энергию, выработанную генераторами, поэтому передача электроэнергии потребителям относится к актуальным задачам. В стоимость ресурса входят затраты на его производство, потери при транспортировке и расходы на монтаж и обслуживание ЛЭП. При этом от схемы передачи напрямую зависит эффективность системы электроснабжения.

Высокое напряжение, как способ уменьшения потерь

Несмотря на то, что во внутренних сетях большинства потребителей, как правило, 220/380 В, электроэнергия передается к ним по высоковольтным магистралям и понижается на трансформаторных подстанциях. Для такой схемы работы есть весомые основания, дело в том, что наибольшая доля потерь приходится на нагрев проводов.

Мощность потерь описывает следующая формула: Q = I 2 * R_л ,

где I – сила тока, проходящего через магистраль, R_Л – ее сопротивление.

Исходя из приведенной формулы можно заключить, что снизить затраты можно путем уменьшения сопротивления в ЛЭП или понизив силу тока. В первом случае потребуется увеличивать сечения провода, это недопустимо, поскольку приведет к существенному удорожанию электропередающих магистралей. Выбрав второй вариант, понадобится увеличить напряжение, то есть, внедрение высоковольтных ЛЭП приводит к снижению потерь мощности.

Классификация линий электропередач

В энергетике принято разделять ЛЭП на виды в зависимости от следующих показателей:

1. Конструктивные особенности линий, осуществляющих передачу электроэнергии. В зависимости от исполнения они могут быть двух видов:

• Воздушными. Передача электричества осуществляется с использованием проводов, которые подвешиваются на опоры. Воздушные линии электропередач
• Кабельными. Такой способ монтажа подразумевает укладку кабельных линий непосредственно в грунт или в специально предназначенные для этой цели инженерные системы. Обустройство блочной кабельной канализации

1. Вольтаж. В зависимости от величины напряжения ЛЭП принято классифицировать на следующие виды:

• Низковольтные, к таковым относятся все ВЛ с напряжением не более 1-го кВ.
• Средние – от 1-го до 35-ти кВ.
• Высоковольтные – 110,0-220,0 кВ.
• Сверхвысоковольтные – 330,0-750,0 кВ.
• Ультравысоковольтные — более 750-ти кВ. Ультравысоковольтная ЛЭП Экибастуз-Кокчетав 1150 кВ

1. Разделение по типу тока при передаче электричества, он может быть переменным и постоянным. Первый вариант более распространен, поскольку электростанции, как правило, оборудованы генераторами переменного тока.
   Но для уменьшения нагрузочных потерь энергии, особенно на большой дальности передачи, более эффективен второй вариант. Как организованы схемы передачи электричества в обоих случаях, а также преимущества каждого из них, будет рассказано ниже.
2. Классификация в зависимости от назначения. Для этой цели приняты следующие категории:

• Линии от 500,0 кВ для сверхдальних расстояний. Такие ВЛ связывают между собой отдельные энергетические системы.
• ЛЭП магистрального назначения (220,0-330,0 кВ). При помощи таких линий осуществляется передача электричества, вырабатываемого на мощных ГЭС, тепловых и атомных электростанциях, а также их объединения в единую энергосистему.
• ЛЭП 35-150 кВ относятся к распределительным. Они служат для снабжения электроэнергией крупных промышленных площадок, подключения районных распределительных пунктов и т.д.
• ЛЭП с напряжением до 20,0 кВ, служат для подключения групп потребителей к электрической сети.

Способы передачи электроэнергии

Осуществить передачу электроэнергии можно двумя способами:

• Методом прямой передачи.
• Преобразуя электричество в другой вид энергии.

В первом случае электроэнергия передается по проводникам, в качестве которых выступает провод или токопроводящая среда. В воздушных и кабельных ЛЭП применяется именно этот метод передачи. Преобразование электричества в другой вид энергии открывает перспективы беспроводного снабжения потребителей. Это позволит отказаться от линий электропередач и, соответственно, от расходов, связанных с их монтажом и обслуживанием. Ниже представлены перспективные беспроводные технологии, над совершенствованием которых ведутся работы.

Технологии беспроводной передачи электричества

К сожалению, на текущий момент возможности транспортировки электричества беспроводным способом сильно ограничены, поэтому об эффективной альтернативе методу прямой передачи говорить пока рано. Исследовательские работы в этом направлении позволяют надеяться, что в ближайшее время решение будет найдено.

Схема передачи электроэнергии от электростанции до потребителя

Ниже на рисунке представлены типовые схемы, из которых первые две относятся к разомкнутому виду, остальные — к замкнутому. Разница между ними заключается в том, что разомкнутые конфигурации не являются резервированными, то есть, не имеют резервных линий, которые можно задействовать при критическом увеличении электрической нагрузки.

Пример наиболее распространенных конфигураций ЛЭП

Обозначения:

1. Радиальная схема, на одном конце линии находится электростанция производящая энергию, на втором — потребитель или распределительное устройство.
2. Магистральный вариант радиальной схемы, отличие от предыдущего варианта заключается в наличии отводов между начальным и конечным пунктами передачи.
3. Магистральная схема с питанием на обоих концах ЛЭП.
4. Кольцевой тип конфигурации.
5. Магистраль с резервной линией (двойная магистраль).
6. Сложнозамкнутый вариант конфигурации. Подобные схемы применяются при подключении ответственных потребителей.

Теперь рассмотрим более подробно радиальную схему для передачи вырабатываемой электроэнергии по ЛЕП переменного и постоянного тока.

Рис. 6. Схемы передачи электроэнергии к потребителям при использовании ЛЭП с переменным (А) и постоянным (В) током

Обозначения:

1. Генератор, где вырабатывается я электроэнергия с синусоидальной характеристикой.
2. Подстанция с повышающим трехфазным трансформатором.
3. Подстанция с трансформатором, понижающим напряжение трехфазного переменного тока.
4. Отвод для передачи электироэнергии распределительному устройству.
5. Выпрямитель, то есть устройство преобразующее трехфазный переменный ток в постоянный.
6. Инверторный блок, его задача сформировать из постоянного напряжение синусоидальное.

Как видно из схемы (А), с источника энергии электричество подается на повышающий трансформатор, затем при помощи воздушных линий электропередач производится транспортировка электроэнергии на значительные расстояния. В конечной точке линия подключается к понижающему трансформатору и от него идет к распределителю.

Метод передачи электроэнергии в виде постоянного тока ( В на рис. 6) от предыдущей схемы отличается наличием двух преобразовательных блоков (5 и 6).

Закрывая тему раздела, для наглядности приведем упрощенный вариант схемы городской сети.

Наглядный пример структурной схемы электроснабжения

Обозначения:

1. Электростанция, где электроэнергия производится.
2. Подстанция, повышающая напряжение, чтобы обеспечить высокую эффективность передачи электроэнергии на значительные расстояния.
3. ЛЭП с высоким напряжением (35,0-750,0 кВ).
4. Подстанция с понижающими функциями (на выходе 6,0-10,0 кВ).
5. Пункт распределения электроэнергии.
6. Питающие кабельные линии.
7. Центральная подстанция на промышленном объекте, служит для понижения напряжения до 0,40 кВ.
8. Радиальные или магистральные кабельные линии.
9. Вводный щит в цеховом помещении.
10. Районная распределительная подстанция.
11. Кабельная радиальная или магистральная линия.
12. Подстанция, понижающая напряжение до 0,40 кВ.
13. Вводный щит жилого дома, для подключения внутренней электрической сети.

Передача электроэнергии на дальние расстояния

Основная проблема, связанная с такой задачей – рост потерь с увеличением протяженности ЛЭП. Как уже упоминалось выше, для снижения энергозатрат на передачу электричества уменьшают силу тока путем увеличения напряжения. К сожалению, такой вариант решения порождает новые проблемы, одна из которых коронные разряды.

С точки зрения экономической целесообразности потери в ВЛ не должны превышать 10%. Ниже представлена таблица, в которой приводится максимальная протяженность линий, отвечающих условиям рентабельности.

Таблица 1. Максимальная протяженность ЛЭП с учетом рентабельности (не более 10% потерь)

Напряжение ВЛ (кВ)	Протяженность (км)
0,40	1,0
10,0	25,0
35,0	100,0
110,0	300,0
220,0	700,0
500,0	2300,0
1150,0*	4500,0*

* — на текущий момент ультравысоковольтная ВЛ переведена на работу с напряжением в половину от номинального (500,0 кВ).

Постоянный ток в качестве альтернативы

В качестве альтернативы электропередачи переменного тока на большое расстояние можно рассматривать ВЛ с постоянным напряжением. Такие ЛЭП обладают следующими преимуществами:

• Протяженность ВЛ не влияет на мощность, при этом ее максимальное значение существенно выше, чем у ЛЭП с переменным напряжением. То есть при увеличении потребления электроэнергии (до определенного предела) можно обойтись без модернизации.
• Статическую устойчивость можно не принимать во внимание.
• Нет необходимости синхронизировать по частоте связанные энергосистемы.
• Можно организовать передачу электроэнергии по двухпроводной или однопроводной линии, что существенно упрощает конструкцию.
• Меньшее влияние электромагнитных волн на средства связи.
• Практически отсутствует генерация реактивной мощности.

Несмотря на перечисленные способности ЛЭП постоянного тока, такие линии не получили широкого распространения. В первую очередь это связано с высокой стоимостью оборудования, необходимого для преобразования синусоидального напряжения в постоянное. Генераторы постоянного тока практически не применяются, за исключением электростанций на солнечных батареях.

С инверсией (процесс полностью противоположный выпрямлению) также не все просто, необходимо допиться качественных синусоидальных характеристик, что существенно увеличивает стоимость оборудования. Помимо этого следует учитывать проблемы с организацией отбора мощности и низкую рентабельность при протяженности ВЛ менее 1000-1500 км.

Кратко о свехпроводимости.

Сопротивление проводов можно существенно снизить, охладив их до сверхнизких температур. Это позволило бы вывести эффективность передачи электроэнергии на качественно новый уровень и увеличить протяженность линий для использования электроэнергии на большом удалении от места ее производства. К сожалению, доступные на сегодняшний день технологии не могут позволить использования сверхпроводимости для этих целей ввиду экономической нецелесообразности.

Передача электроэнергии » что влияет на передачу электричества.

 

 

 

Тема: как происходит передача электрической энергии и что на это влияет.

 

В предыдущей статье, мною был описан принцип передачи электроэнергии. Эта страница будет тематическим продолжением и тема её, передача электроэнергии, факторы влияния и зависимости, что влияет на передачу электричества. То есть, что и как способствует или мешает процессу передачи электричества. Основная задача процесса передачи электроэнергии, это транспортировать электричество из пункта А, в пункт Б. В идеале было бы хорошо это сделать без каких либо потерь энергии, но, к сожалению, такое бывает в сказках и при сверх низких температурах.

 

Потери есть всегда и во всём, будь то электричество со своим сопротивлением или механика с трением. С одной стороны это можно даже использовать, взять те же резисторы, либо тормоза в машине. А с другой, слишком много энергии расходуется без пользы и уходит в не куда. И так давайте подробнее рассмотрим факторы влияния и зависимости. Начнем, пожалуй, с основного и главного. Это есть электрическое сопротивление.

 

Электросопротивлением называют величину, характеризующую противодействие электрическому току в проводнике, которое обусловлено внутренним строением самого проводника и беспорядочного движения его частиц. Наглядно это выглядит так, электроны бегут по проводнику и постоянно сталкиваются с атомами кристаллической решетки, да вдобавок как мы знаем, что атомы хоть и закреплены неподвижно, но всё же постоянно дёргаются на своем месте благодаря своей внутренней энергии частиц.

 

Да, кстати это атомное движение и характеризует температуру всего вещества. При нагревании любого тела, энергия тепла заставляет сильней дергаться все атомы вещества, тем самым увеличивая собственную общую температуру. Сопротивление проводника также напрямую зависит от температуры, чем выше температура провода, тем сильней атомы внутри двигаются и тем больше они мешают прохождению электронов вдоль этого проводника, а, значит и увеличивают сопротивление провода.

 

 

 

 

Передача электроэнергии, также ещё зависит от размера проводника, которые влияют на его сопротивление. Чем длиннее провод, тем дольше нужно электронам преодолевать препятствия внутри. Следовательно, чем длиннее, тем больше сопротивление. Ширина проводника или правильней называть — сечение в отличии то длинны, наоборот понижает сопротивление, в силу большей пропускной способности для электронов. Конечно, большое значение имеет и конкретный материал, из которого сделан проводник. У каждого вещества своя определённая, внутренняя структура кристаллической решетки, а, следовательно, и условия при прохождении заряда будут совсем различны в итоге.

 

Для примера представим два случая прохождения воды через фильтр. В первом вода будет пропущена через фильтр с обычной пористой губкой. Для воды это не составит большого препятствия, и она просочится сквозь него довольно быстро. Во втором же случае возьмем фильтр, заполненный мелким песком, и при прохождении через него воде будет немного сложнее пройти сквозь него и поэтому она, дольше это будет делать. Взглянув на эти два фильтра через увеличительную линзу, будет ясно, почему так происходит. Там совсем разные внутренние условия для прохождения этой воды.

 

Вот и в нашем случае с электричеством происходит нечто подобное,  а именно при прохождении электронов в различных веществах. Вам должно быть известно что, к примеру, золото и серебро, очень хорошо проводят ток, в отличие от вольфрама и нихрома, которые обладают большим электрическим сопротивлением. Алюминий и медь, более широко используются в электричестве в роли проводников, несмотря на то, что они являются не наилучшими проводниками по сравнению с золотом и серебром. Их используют по причине относительной дешевизны и  наличия  в большем количестве, что имеется в запасах природы для нас с Вам.

 

Я вначале упоминал о сверх низких температурах, так вот у них есть удивительная способность к сверх проводимости. Если некоторые проводники охладить до очень низкой температуры, то в результате получим нулевое значение сопротивления. Жаль, что пока не удалось придумать способ охлаждать обычные высоковольтные линии электропередач. Это, пожалуй, были  наиболее основные факторы влияния и зависимости для передачи электричества на расстояние. Конечно, есть и второстепенные критерии, но их оставим для следующих тем. А на этом думаю можно завершать данную тему, передача электроэнергии — основные факторы влияния и зависимости.

 

P.S. Возможно даже это к лучшему, что имеются такие факторы влияния и зависимости, поскольку без них, любая система считается самодостаточной и замкнутой, что исключает возможность управлять ею.

Способы передачи электроэнергии.

 

Трансформаторы.

 

Вы приобрели холодильник ЗИЛ. Продавец вас предупредил, что холодильник рассчитан на напряжение в сети 220 В. А у вас в доме сетевое напряжение 127 В. Безвыходное положение? Ничуть. Просто придется сделать дополнительную затрату и приобрести трансформатор.

Трансформатор — очень простое устройство, которое позволяет, как повышать, так и понижать напряжение. Преобразование переменного тока осуществляется с помощью трансформаторов. Впервые трансформаторы были использованы в 1878 г. русским ученым П. Н. Яблочковым для питания изобре­тенных им «электрических свечей» — нового в то время источника света. Идея П. Н. Яблочкова была развита сотрудником Московского университета И. Ф. Усагиным, сконструировавшим усовершенствованные трансформаторы.

 

Рис.16 «Трансформатор»

 

Трансформатор состоит из замкнутого железного сердечника, на который надеты две (иногда и более) катушки с проволочными обмотками (рис. 16). Одна из обмоток, называемая первичной, подключается к источнику переменного напряжения. Вторая обмотка, к которой присоединяют «нагрузку», т. е. приборы и устройства, потребляющие электроэнергию, называется вторичной.

 

Рис. 17 «Трансформатор» Рис.18 «Сердечник»

 

Схема устройства трансформатора с двумя обмотками приведена на рисунке 2, а принятое для него условное обозначение.

 

 

Рис.19 «Обмотка и сердечник»

 

Действие трансформатора основано на явлении электромаг­нитной индукции. При прохождении переменного тока по первич­ной обмотке в железном сердечнике появляется переменный маг­нитный поток, который возбуждает ЭДС индукции в каждой обмотке. Причем мгновенное значение ЭДС индукции е в любом витке первичной или вторичной обмотки согласно закону Фарадея определяется формулой:

е = — Δ Ф/ Δ t

Если Ф = Ф₀ соsωt, то

е = ω Ф₀ sinωt, или

е = E₀ sinωt ,

где E0= ω Ф₀ — амплитуда ЭДС в одном витке.

В первичной обмотке, имеющей п1 витков, полная ЭДС индук­ции e1 равна п1е.

Во вторичной обмотке полная ЭДС. е2 равна п2е, где п2 — число витков этой обмотки.

Отсюда следует, что

e1 е2 = п1 п2.(1)

 

Сумма напряжения u1, приложенного к первичной обмотке, и ЭДС e1 должна равняться падению напряжения в первичной обмотке:

u1 + e1 = i1 R1, где R1 — активное сопротивление обмотки, а i1 — сила тока в ней. Данное уравнение непосредственно вытекает из общего урав­нения. Обычно активное сопротивле­ние обмотки мало и членом i1 R1 можно пренебречь. Поэтому

u1 ≈ —e1. (2)

При разомкнутой вторичной обмотке трансформатора ток в ней не течет, и имеет место соотношение:

u2 ≈ — e2. (3)

 

Так как мгновенные значения ЭДС e1 и e2 изменяются синфазно, то их отношение в формуле (1) можно заменить отношением действующих значений E1 и E2 этих ЭДС или, учитывая равенства (2) и (3), отношением действующих значений напряжений U1 и U2.

U1/U2 = E1/E2 = n1/ n2= k. (4)

 

Величина k называется коэффициентом трансформации. Ес­ли k>1, то трансформатор является понижающим, при k<1 — повышающим.

При замыкании цепи вторичной обмотки в ней течет ток. Тогда соотношение u2 ≈ — e2 уже не выполняется точно, и соответственно связь между U1 и U2 становится более сложной, чем в уравнении (4).

Согласно закону сохранения энергии, мощность в первичной цепи должна равняться мощности во вторичной цепи:

U1I1 = U2I2, (5)

 

Где I1 и I2 — действующие значения силы в первичной и вторичной обмотках.

Отсюда следует, что

U1/U2 = I1/I2 . (6)

 

Это означает, что, повышая с помощью трансформатора на­пряжение в несколько раз, мы во столько же раз уменьшаем силу тока (и наоборот).

Вследствие неизбежных потерь энергии на выделение тепла в обмотках и железном сердечнике уравнения (5) и (6) выполняются приближенно. Однако в современных мощных трансформаторах суммарные потери не превышают 2—3%.

В житейской практике часто приходится иметь дело с трансформаторами. Кроме тех трансформаторов, которыми мы пользуемся волей-неволей из-за того, что промышленные приборы рассчитаны на одно напряжение, а в городской сети используется другое, — кроме них приходится иметь дело с бобинами автомобиля. Бобина — это повышающий трансформатор. Для создания искры, поджигающей рабочую смесь, требуется высокое напряжение, которое мы и получаем от аккумулятора автомобиля, предварительно превратив постоянный ток аккумулятора в переменный с помощью прерывателя. Нетрудно сообразить, что с точностью до потерь энергии, идущей на нагревание трансформатора, при повышении напряжения уменьшается сила тока, и наоборот.

Для сварочных аппаратов требуются понижающие трансформаторы. Для сварки нужны очень сильные токи, и трансформатор сварочного аппарата имеет всего лишь один выходной виток.

Вы, наверное, обращали внимание, что сердечник трансформатора изготовляют из тонких листиков стали. Это сделано для того, чтобы не терять энергии при преобразовании напряжения. В листовом материале вихревые токи будут играть меньшую роль, чем в сплошном.

Дома вы имеете дело с маленькими трансформаторами. Что же касается мощных трансформаторов, то они представляют собой огромные сооружения. В этих случаях сердечник с обмотками помещен в бак, заполненный охлаждающим маслом.

 

 

Передача электроэнергии

Потребители электроэнергии имеются повсюду. Производится же она в сравнительно немногих местах, близких к источникам топливных и гидроресурсов. Поэтому возникает необходимость передачи электроэнергии на расстояния, достигающие иногда сотен километров.

Но передача электроэнергии на большие расстояния связана с заметными потерями. Дело в том, что, протекая по линиям электропередачи, ток нагревает их. В соответствии с законом Джоуля — Ленца, энергия, расходуемая на нагрев проводов ли­нии, определяется формулой

 

Q=I²Rt

 

где R — сопротивление линии. При большой длине линии передача энергии может стать вообще экономически невыгодной. Для уменьшения потерь можно, конечно, идти по пути уменьшения сопротивления R линии посредством увеличения площади попе­речного сечения проводов. Но для уменьшения R, к примеру, в 100 раз нужно увеличить массу провода также в 100 раз. Ясно, что нельзя допустить такого большого расходования дорогостоящего цветного металла, не говоря уже о трудностях закрепления тяжелых проводов на высоких мачтах и т. п. Поэтому потери энергии в линии снижают другим путем: уменьшением тока в линии. Например, уменьшение тока в 10 раз уменьшает количество выделившегося в проводниках тепла в 100 раз, т. е. достигается тот же эффект, что и от стократного утяжеления провода.

Так как мощность тока пропорциональна произведению силы тока на напряжение, то для сохранения передаваемой мощности нужно повысить напряжение в линии передачи. Причем, чем длиннее линия передачи, тем выгоднее использовать более высокое напряжение. Так, например, в высоковольтной линии передачи Волжская ГЭС — Москва используют напряжение в 500 кв. Между тем генераторы переменного тока строят на напряжения, не превышающие 16 — 20 кв., так как более высокое напряжение потребовало бы принятия более 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. Потери мощности при этом невелики.

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. Причем обычно понижение напряжения и соответственно увеличение силы тока происходит в несколько этапов. На каждом этапе напряжение становится все меньше, а территория, охватываемая электрической сетью, — все шире.

 

Рис.20 «Схема передачи и распределения электроэнергии»

 

Электрические станции ряда областей страны соединены высоковольтными линиями передач, образуя общую электросеть, к которой присоединены потребители. Такое объединение называется энергосистемой. Энергосистема обеспечивает бесперебойность подачи энергии потребителям не зависимо от их месторасположения.

 

 

 

Читайте также:

Рекомендуемые страницы:

Поиск по сайту

Как производится и передается электричество

• Ресурс исследования
• Исследовать
  • Искусство и гуманитарные науки
  • Бизнес
  • Инженерная технология
  • Иностранный язык
  • История
  • Математика
  • Наука
  • Социальная наука

  Лучшие подкатегории

  • Продвинутая математика
  • Алгебра
  • Базовая математика
  • Исчисление
  • Геометрия
  • Линейная алгебра

Факты об электроэнергии

Что такое электричество?

Электричество — это поток электронов от отрицательно заряженного тела к положительно заряженному телу. Электроэнергия — это вторичный источник энергии с большим количеством применений, включая отопление, освещение и питание электродвигателей.

Основные факты

• 67% электроэнергии Канады поступает из возобновляемых источников и 82% из источников, не связанных с выбросами парниковых газов
• Канада — третий по величине производитель гидроэлектроэнергии в мире
• Канада экспортирует около 8% вырабатываемой электроэнергии в США. Есть 34 действующих крупных международных линий электропередачи, соединяющих Канаду с США.С.

Узнайте больше об электричестве в Канаде

Электроэнергетика

Электроэнергетика выполняет три основных вида деятельности:

• Производство электроэнергии с использованием различных источников энергии и технологий
• Высоковольтная передача электроэнергии , обычно на большие расстояния, от электростанций на рынки конечного потребления
• Распределение электроэнергии конечным пользователям, обычно по низковольтным местным линиям распределения электроэнергии

В некоторых провинциях электроэнергию поставляют вертикально интегрированные электроэнергетические компании, которые часто имеют структуру провинциальных корпораций Короны. Вертикально интегрированные электроэнергетические компании доминируют во всех звеньях цепочки поставок и являются первичным генератором, розничным продавцом и системным оператором на рынке электроэнергии.

Международный контекст

Узнайте, какое место занимает электроэнергия Канады по международной шкале:

Мировое производство

Мировое производство — 26730 ТВтч (2018)

Рейтинг	Страна	Процент от общей суммы
1	Китай	27%
2	США	17%
3	Индия	6%
4	Россия	4%
5	Япония	4%
6	Канада	2%
7	Германия	2%
8	Бразилия	2%

Мировой экспорт

Мировой экспорт — 725 ТВтч (2018)

Рейтинг	Страна	Процент от общей суммы
1	Германия	11%
2	Франция	11%
3	Канада	8%
4	Парагвай	6%
5	Швейцария	4%

Поколение

Энергетическая промышленность Канады произвела 641 ед. 1 тераватт-час (ТВтч) электроэнергии в 2018 году.

Текстовая версия

Общая выработка электроэнергии в Канаде в 2018 году составила 641 тераватт-час. Наибольшая доля выработки электроэнергии приходится на гидроэнергетику — 60%, за ней следуют атомная энергия — 15%, уголь — 7%, газ / нефть / другие — 11% и возобновляемые источники энергии, не связанные с гидроэнергетикой — 7%.

Узнать о производстве энергии по регионам и источникам

Гидро

Hydro составляет 59,6% производства электроэнергии Канады.
Провинциальное электроснабжение от гидроэлектростанции:

• Манитоба: 96.8%
• Ньюфаундленд и Лабрадор: 95,6%
• Квебек: 93,9%
• Британская Колумбия: 88,7%
• Юкон: 87,1%
• Северо-Западные территории: 37,4%
• Онтарио: 24,1%
• Нью-Брансуик: 18,7%
• Саскачеван: 14,9%
• Новая Шотландия: 9,3%
• Альберта: 2,7%

Ядерная

Атомная энергия составляет 14,8% производства электроэнергии Канады.
Доля провинциального электроснабжения от атомной энергетики:

• Онтарио: 56.8%
• Нью-Брансуик: 35,9%

ветер

Ветер составляет 5,1% электроэнергии Канады.
Доля электроснабжения провинции от ветроэнергетики:

• Остров Принца Эдуарда: 98,3%
• Новая Шотландия: 11,6%
• Онтарио: 7,5%
• Нью-Брансуик: 6,1%
• Альберта: 5,5%
• Квебек: 5.0%
• Саскачеван: 2,9%
• Манитоба: 2,8%
• Северо-Западные территории: 2.7%
• Британская Колумбия: 2,5%
• Ньюфаундленд и Лабрадор: 0,5%

Биомасса

Биомасса составляет 1,7% производства электроэнергии Канады.
Доля провинциального электроснабжения из биомассы:

• Британская Колумбия: 6,4%
• Нью-Брансуик: 4,0%
• Альберта: 2,6%
• Новая Шотландия: 2,5%
• Онтарио: 1,4%
• Квебек: 0,7%
• Остров Принца Эдуарда: 0,6%
• Манитоба: 0. 1%
• Саскачеван: 0,1%

Натуральный газ

Природный газ составляет 9,4% электроэнергии Канады.
Доля в электроснабжении области от природного газа:

• Альберта: 46,3%
• Саскачеван: 39,2%
• Новая Шотландия: 14,4%
• Онтарио: 7,7%
• Нью-Брансуик: 7,3%
• Юкон: 6.3%
• Северо-Западные территории: 2,7%
• Британская Колумбия: 1,4%
• Ньюфаундленд и Лабрадор: 0.5%
• Квебек: 0,1%

Нефть

Нефть составляет 1,3% производства электроэнергии Канады.
Доля в электроснабжении области от нефтяных источников:

• Нунавут: 100%
• Северо-Западные территории: 57,1%
• Новая Шотландия: 12,1%
• Нью-Брансуик: 10,9%
• Юкон: 6,1%
• Ньюфаундленд и Лабрадор: 3,4%
• Альберта: 2,7%
• Британская Колумбия: 1,0%
• Остров Принца Эдуарда: 0.7%
• Квебек: 0,3%
• Манитоба: 0,2%
• Онтарио: 0,1%

Солнечная

Solar составляет 0,6% производства электроэнергии в Канаде.
Доля электроснабжения провинции от солнечной энергии:

• Онтарио: 2,3%
• Юкон: 0,6%
• Остров принца Эдуарда: 0,5%
• Северо-Западные территории: 0,2%
• Саскачеван: 0,1%
• Альберта: 0,1%
• Новая Шотландия: 0,1%
• Манитоба: 0.05%

Каменный уголь

Уголь составляет 7,4% электроэнергии Канады.
Доля электроснабжения области от угля:

• Новая Шотландия: 49.9%
• Саскачеван: 42,9%
• Альберта: 39,8%
• Нью-Брансуик: 17,2%

разное

Другие источники вырабатывают электроэнергию в некоторых провинциях и территориях.
Доля в электроснабжении области из других источников:

Доля электроснабжения провинции от приливной энергии:

Торговля

В 2019 году Канада экспортировала 60 единиц.4 ТВт-ч электроэнергии в США и импортировано 13,4 ТВт-ч.

Текстовая версия

Экспорт электроэнергии по купленным контрактам, за исключением электроэнергии, передаваемой по нефинансовым соглашениям, таким как договорные обязательства, в целом увеличивался с 2010 года, тогда как импорт сокращался. В 2019 году канадский экспорт составил 60 тераватт-часов, а импорт — 13 тераватт-часов.

Цены

Поскольку способы производства электроэнергии, а также инфраструктура, обеспечивающая ее доставку пользователям, различаются в разных провинциях, то же самое происходит и с ценами на электроэнергию для жителей и предприятий Канады.

Текстовая версия

Средние цены на электроэнергию для жилых домов и крупных промышленных предприятий, включая налоги, для одного города на провинцию в центах за киловатт-час на апрель 2019 года.

Город	Промышленная цена (центов / кВтч)	Жилая цена (центов / кВтч)
Ванкувер	6,92	12,40
Эдмонтон	11,27	15,42
Регина	9.48	19,31
Виннипег	5,15	10,83
Торонто	13,23	15,85
Монреаль	5,66	8,39
Шарлоттаун	10,94	19,35
Галифакс	11,95	17,52
Сент-Джонс	6. 46	14,72
Монктон	8,71	15,06

Использование электроэнергии

Общее потребление электроэнергии в Канаде в 2016 году составило 1812 петаджоулей (ПДж) . Жилой, коммерческий, промышленный, транспортный и сельскохозяйственный секторы — все вместе в интенсивном спросе на канадскую электроэнергию.

Сектор	Энергопотребление (ПДж)	% от общего количества
Жилой	604.1	33,3%
Коммерческий	429,7	23,7%
Промышленное	739,0	40,8%
Транспорт	4,4	0,2%
Сельское хозяйство	34,8	1,9%
Итого	1812,0	100%

* Использование вторичной энергии

Использование электроэнергии сильно различается от провинции к провинции. Провинции с обильным и дешевым электричеством от крупномасштабных электроэнергетических проектов, таких как Британская Колумбия и Квебек, как правило, используют больше электроэнергии на человека, чем те провинции, которые полагаются на другие источники энергии для таких вещей, как отопление своих домов и вода.

Текстовая версия

Общее потребление электроэнергии в Канаде в 2017 году составило 1812 петаджоулей. Наибольшая доля потребления приходится на Квебек (35%), за ним следуют Онтарио с 27%, Британская Колумбия и территории и Альберта с 12%, атлантические провинции с 7%, Саскачеван и Манитоба по 4%.

ПЕРЕДАЧА ЭЛЕКТРИЧЕСТВА ▷ Испанский перевод

ПЕРЕДАЧА ЭЛЕКТРИЧЕСТВА НА ИСПАНСКОМ ЯЗЫКЕ

Результатов: 47, Время: 0. 2517

Примеры использования передать электричество в предложение и их переводы

Контактная вода

.