| |||||||||
Звонко Гашпаровић
Добијање, трансформација и пренос електричне енергије
Производња електричне енергије
Постројења за производњу електричене енергије зову се електране . У њима се налазе генератори.
Генератори су машине Које претварају механичку енергију у електричну На генератору постоје два Основна дела:
Постројења за производњу електричене енергије зову се електране . У њима се налазе генератори.
Генератори су машине Које претварају механичку енергију у електричну На генератору постоје два Основна дела:
- ротор - део који се обрће - ротира и састоји се од намотаја изоловане бакарне жице на језгру од меког гвожђа
- статор - непокретни део у облику шупљег ваљка који има магнетна својства
|
|
Да би генератор производио електричну енергију, нека погонска машина мора да окреће ротор. За то се употребљава Парна или Водна турбина . Турбину покреће енергија воде или прегрејана водена пара.
У зависности од енергије која покреће турбине, постоје и различите електране:
- Хидроелектране,
- Термоелектране,
- Нуклеарне електране и сл.
Хидроелектране
Код хидроелектрана се ток реке препречи армирано бетонском браном и тако се створи вештачко језеро. Заустављена вода, која је на много вишем нивоу од реке, каналима, цевима или тунелима доводи се до турбине. Вода делује великом силом на лопатице турбине и обрћењен ротор, услед чега се обрће и ротор генератора, јер се налазе на заједничком вратилу. Тако се производи електрична енергија.
Да се подсетимо, постоје три врсте турбина које се користе у хидроелектранама:
Код хидроелектрана се ток реке препречи армирано бетонском браном и тако се створи вештачко језеро. Заустављена вода, која је на много вишем нивоу од реке, каналима, цевима или тунелима доводи се до турбине. Вода делује великом силом на лопатице турбине и обрћењен ротор, услед чега се обрће и ротор генератора, јер се налазе на заједничком вратилу. Тако се производи електрична енергија.
Да се подсетимо, постоје три врсте турбина које се користе у хидроелектранама:
- Капланове турбине - за проточне електране, са мањом висином и великом количином воде
- Франсисове турбине - за средње падове и
- Пелтонове турбине - за велике падове и мању количину воде
|
|
|
|
|
|
Код хидроелектрана се потенцијална енергија заустављене воде претвара у кинетичку енергију воденог пада, која се у турбинама претвара у механичку енергију и та енергија се у генератору претвара у електричну.
Систем хидроелектране чине: језеро, канал, цеви, тунели, турбине, генератор.
Алгоритам трансформације енергије у хидроелкетранама.
Систем хидроелектране чине: језеро, канал, цеви, тунели, турбине, генератор.
Алгоритам трансформације енергије у хидроелкетранама.
У зависности од количине воде и висине с које она пада, постоје следеће хидроелектране:
- проточне - граде се на великим рекама, бране су ниске, пад воде је релативно мали, али самим протицањем велике количине воде добија се велика количина енергије, користе Капланове турбине , (Ђердап).
- акумулационе - подижу се на рекама са мањом количином воде, бране су високе, узводно од бране скупља се велика количина воде, стварајући на тај начин акумулационо језеро, вода се од бране доводи тунелима, користе Франсисове или Пелтонове турбине ,
- реверзибилне - Пумпно-акумулацијске (реверзибилне) хидроелектране су електране које у принципу раде као и остале хидроелектране, с тиме што имају могућност враћања искориштене воде из доњега поновно у горњи базен (акумулацијско језеро) из којега се у неком другом периоду, када је то потребно односно у раздобљу вршне потрошња електричне енергије, може поновно користити за њену производњу. Код ових електрана се за покретање генератора користе Капланове турбине које су погодне за велике протоке воде и мале падове.
Хидроелектране не троше гориво за рад, па је произведена електричне енергија јефтина. Међутим, њихова изградња је скупа.
Погледај 10 највећих хидроелектрана на свету овде .
Термоелектране
Термоелектране су електране код којих се генератори покрећу топлотним мотором, као што су:. Парне турбине, дизел-мотори, гасне турбине и сл. као гориво користе угаљ (најчешће), нафту, плин.
У парним котловима сагоревањем угља добија се водена пара под притиском која покреће парну турбину , а ова електрични генератор који производи еликтричну енергију.
Систем термоелектрана чине: котао са ложиштем, спроводне цеви парне турбине, генератори.
Погледај 10 највећих хидроелектрана на свету овде .
Термоелектране
Термоелектране су електране код којих се генератори покрећу топлотним мотором, као што су:. Парне турбине, дизел-мотори, гасне турбине и сл. као гориво користе угаљ (најчешће), нафту, плин.
У парним котловима сагоревањем угља добија се водена пара под притиском која покреће парну турбину , а ова електрични генератор који производи еликтричну енергију.
Систем термоелектрана чине: котао са ложиштем, спроводне цеви парне турбине, генератори.
|
|
|
Алгоритам трансформације енергије у термоелкетранама.
Изграђују се у близини рудника угља, што појефтињује производњу ел. енергије. Њихова изградња је јефтина и имају и друге предности у раду. Користе се у зимским и летњим месецима када је низак ниво река. Рад ХЕ и ТЕ се допуњује.
Нуклеарне електране
Пошто су класични природни извори енергије ограничени, електране будућности су нуклеарне елекртране. То су термоелектране у којима се топлотна енергија потребна за рад турбина производи у нуклеарном реактору, и то цепањем језгра атома.
Нуклеарне електране
Пошто су класични природни извори енергије ограничени, електране будућности су нуклеарне елекртране. То су термоелектране у којима се топлотна енергија потребна за рад турбина производи у нуклеарном реактору, и то цепањем језгра атома.
Кроз реактор циркулише средство (вода под притиском, жива или неки плин) које преноси топлоту насталу при реакцији. Ово средство у измењивачу топлоте индиректно загрева воду и претвара је у пару, при чему се оно интензивно хлади. Водена пара се доводи до парне турбине коју покреће, а ова покреће генератор који производи електричну енергију. У реактору приликом распадања језгра настају снажна радиоактивна зрачења опасна по живот, па се он облаже материјом која та зрачења зауставља и сачињава биолошки заштитни зид.
Систем нуклеарне елекртране чине: нуклеарни реактори, измењивачи топлоте (индиректно загрева воду у два независна система), грејач паре, систем цеви, парна турбина, генератор.
Систем нуклеарне елекртране чине: нуклеарни реактори, измењивачи топлоте (индиректно загрева воду у два независна система), грејач паре, систем цеви, парна турбина, генератор.
|
|
|
Алгоритам трансформације енергије у нуклеарним елкетранама.
Недостатак ХЕ: повећано радиоактивно зрачење и уклањање отпада који су опасни за човека и његову средину. Због тога је њихова изградња и коришћење под међународном контролом.
Погледај шта се све десило у јапанској ХЕ Фокушима после снажног земљотреса и разорног цунамија овде.
фисија = цепање атомског језгра
фузија = збијање атомског језгра
Новија истраживања показују да се нуклеарна енергија може добити фузијом, уместо фисијом, јер тад не остаје никакав радиоактивни отпад, а као сировина користи се тешка вода које има у довољним количинама. Фусионе нуклеарне електране се сматрају најмање опасним по човека и његову околину.
Поред наврдених електрана (ХЕ, ТЕ, ХЕ), постоје и оне које као полазну енергију користе плиму и осеку мора, ветар, сунце-хелиоелектране, водена пара која избија из бушотина поред вулкана и сл.
Пренос електричне енергије
Пренос електричне енергије је транспорт електричне енергије на велика растојања између произвођача (електрана) и центара потрошње (електродистрибуције, велики индустријски потрошачи). Електрична енергија се преноси далеководима напонских нивоа 110kV, 220kV и 400kV.
Погледај шта се све десило у јапанској ХЕ Фокушима после снажног земљотреса и разорног цунамија овде.
фисија = цепање атомског језгра
фузија = збијање атомског језгра
Новија истраживања показују да се нуклеарна енергија може добити фузијом, уместо фисијом, јер тад не остаје никакав радиоактивни отпад, а као сировина користи се тешка вода које има у довољним количинама. Фусионе нуклеарне електране се сматрају најмање опасним по човека и његову околину.
Поред наврдених електрана (ХЕ, ТЕ, ХЕ), постоје и оне које као полазну енергију користе плиму и осеку мора, ветар, сунце-хелиоелектране, водена пара која избија из бушотина поред вулкана и сл.
Пренос електричне енергије
Пренос електричне енергије је транспорт електричне енергије на велика растојања између произвођача (електрана) и центара потрошње (електродистрибуције, велики индустријски потрошачи). Електрична енергија се преноси далеководима напонских нивоа 110kV, 220kV и 400kV.
У електранама се из генератора добија трофазна наизменична струја напона 6 или 10 киловолта.
Да би се електрична енергија могла преносити на веће удаљености уз електране су изграђене трафостанице које повећавају напон на 380, 220, 110 киловолта (што је пут дужи, што је већа количина енергије коју треба прениети, то напон треба да буде виши).
Таква електрична енергија се до градова и других места преноси уз помоћ високонапонских далековода , а они се састоје од проводника , (уплетена метална ужад са челичним језгром изграђеним од бакра или алуминијума), стубова (металне или бетонске конструкције). Електрична енергија произведена у електранама преноси се до разводних трансформаторских станица. У њима се трансформатором снижава напон на 35 киловолта и као таква се шаље до трафостаница, а напон се снижава на 10 киловолта.
У локалним трафостаницама напон се снижава на 380 волта и 220 волта.
У састав трансформаторских станица убрајамо: трансформатор, сабирнице, прекидачи, растављачи и осигурачи.
Мрежом ниског напона 380 и 220 волта преноси се ел. енргија од локалних трафостаница до крајњег потрошача.
Далеководи су дебела плетена ужад од алуминијума, са језгром од челика.
Да би се електрична енергија могла преносити на веће удаљености уз електране су изграђене трафостанице које повећавају напон на 380, 220, 110 киловолта (што је пут дужи, што је већа количина енергије коју треба прениети, то напон треба да буде виши).
Таква електрична енергија се до градова и других места преноси уз помоћ високонапонских далековода , а они се састоје од проводника , (уплетена метална ужад са челичним језгром изграђеним од бакра или алуминијума), стубова (металне или бетонске конструкције). Електрична енергија произведена у електранама преноси се до разводних трансформаторских станица. У њима се трансформатором снижава напон на 35 киловолта и као таква се шаље до трафостаница, а напон се снижава на 10 киловолта.
У локалним трафостаницама напон се снижава на 380 волта и 220 волта.
У састав трансформаторских станица убрајамо: трансформатор, сабирнице, прекидачи, растављачи и осигурачи.
Мрежом ниског напона 380 и 220 волта преноси се ел. енргија од локалних трафостаница до крајњег потрошача.
Далеководи су дебела плетена ужад од алуминијума, са језгром од челика.
Жице далековода су прикључене на високе армирано бетонске стубове и то не директно већ преко изолатора, који не проводе ел. енергију и израђују се од керамике.
Електрична енергија се на путу од електране до места потрошње преображава неколико пута.
Трафо-станице су уређаји где се врши трансформација напона.
За повишавање (и снижавање) напона Користи се уређај Који се зове Трансформатор (уређај који напон једне вредности претвара у напон друге вредности).
Трансформатор се састоји из:
Трафо-станице су уређаји где се врши трансформација напона.
За повишавање (и снижавање) напона Користи се уређај Који се зове Трансформатор (уређај који напон једне вредности претвара у напон друге вредности).
Трансформатор се састоји из:
- примарног калема (примара) - на овај калем се доводи струја одређеног напона
- магнетног језгра - има задатак да обезбеди магнетно поље да би могла да се изврши трансформација напона
- секундарног калема (секундара) - са овог калема се одводи струја промењеног напона.
|
|
Калем и примара и секундара чине намотаји бакарне, лаком изоливане жице.
Ако трансформатор повишава напон зове се високонапонски трансформатор , а ако снижава напон онда је то нисконапонски трансформатор .
Електричне мреже
Разгранати систем далековода и трансформаторских станица помоћу којег се преноси и разводи електрична енергија назива се електрична мрежа преноса . Део укупног система преноса електричне енергије од последњег трансформатора до зграда назива се Електрична мрежа ниског напона 380 и 220 V . За њу се прикључују електрична инсталације зграда.
Ако трансформатор повишава напон зове се високонапонски трансформатор , а ако снижава напон онда је то нисконапонски трансформатор .
Електричне мреже
Разгранати систем далековода и трансформаторских станица помоћу којег се преноси и разводи електрична енергија назива се електрична мрежа преноса . Део укупног система преноса електричне енергије од последњег трансформатора до зграда назива се Електрична мрежа ниског напона 380 и 220 V . За њу се прикључују електрична инсталације зграда.
Мреже ниског напона могу бити:
- ваздушне-надземне и
- кабловске-подземне.
