Содержание
Как передается электроэнергия и как запитаны города и предприятия
Пример HTML-страницы
Современные системы электроснабжения промышленных предприятий состоят из устройств производства электроэнергии и (или) пунктов приема ее из энергосистемы — главных понизительных подстанций (ГПП), главных распределительных пунктов (ГРП). промежуточных распределительных пунктов (РП), десятков и даже сотен трансформаторных подстанций (ТП), а также преобразовательных подстанций (ПП), линий электропередачи (ЛЭП) значительной протяженности, связывающих сетевые объекты по определенным схемам.
Эти схемы характеризуются значительным многообразием и имеют структурное, иерархическое построение, представляющее собой ориентированный граф, где корнем являются источники питания, вершинами — отдельные электроприемники. Между 0-м и 1-м уровнями организуется внешнее, 1-м и 5-м — внутреннее (внутризаводское — 1—3-й уровни, цеховое — 3—5-й уровни) электроснабжение.
Содержание
- Способы электроснабжения предприятий
- Назначение распределительных подстанций
- Источники питания крупных городов
Способы электроснабжения предприятий
Электроснабжение промышленных предприятий в основном осуществляется от районных электроэнергетических систем (централизованное электроснабжение). Возможны варианты и комбинированного питания, при котором предприятие получает электрическую энергию от электроэнергетических систем (ЭСС) и собственной электростанции, а также в редких случаях обеспечения предприятия питанием только от собственной электростанции.
Целесообразность сооружения собственной электростанции обуславливается технико-экономическими соображениями, среди которых: потребность в тепловой энергии для производственных нужд, удаленность предприятия от энергосистем, наличие и возможность использования вторичных энергоресурсов в качестве топлива для электростанции, уровень надежности электроснабжения.
Питание промышленного предприятия может быть подведено к одному общему или к двум и более приемным пунктам. От одного пункта приема электроэнергии могут питаться одно или более промышленных предприятий, расположенный вблизи микрорайон или другие потребители. Все пункты приема электроэнергии от ЭЭС, а также собственные станции предприятия электрически связываются между собой. Наличие того или иного пункта приема электроэнергии на промышленном предприятии обуславливается в основном величиной потребляемой мощности и удаленностью предприятия от источника питания. Например, при относительно небольшом расстоянии (до 8 км) предприятия малой и средней мощности в большинстве случаев получают электроэнергию на напряжении 6—20 кВ, пунктом приема является ГРП, который без трансформации указанного напряжения распределяет электроэнергию внутри предприятия.
Малые предприятия имеют в основном один пункт приема электроэнергии в виде распределительного пункта 6—20 кВ или цеховой трансформаторной подстанции. Предприятия малой и средней мощности располагают одним-двумя приемными пунктами в виде ГПП, ГРП; предприятие большой мощности — одним или более приемными пунктами в виде ГРП, ГПП, ПГВ.
Пункты приема электроэнергии могут питаться отпайками от проходящих ЛЭП или непосредственно от распределительных устройств подстанций и электростанций энергосистемы.
Внутризаводское электроснабжение на действующих предприятиях выполняется по ступенчатому принципу в основном на напряжении 6—10 кВ. Перспективным является перевод сети с 6 на 10 кВ. а на вновь строящихся крупных предприятиях — применение напряжения 20 кВ.
Назначение распределительных подстанций
При одноступенчатых схемах отсутствуют промежуточные РП. При двух- и более ступенчатых схемах применяются РП. от которых питаются ТП и высоковольтные электроприемники второй ступени, а также РП последующей ступени распределения электроэнергии.
Необходимость сооружения и количество промежуточных РП определяются в основном величиной и территориальным размещением электрической нагрузки. Количество ТП регламентируется выбранной мощностью силовых трансформаторов и их количеством на подстанции. При глубоких вводах внутризаводское электроснабжение может осуществляться на напряжении 35 кВ и выше. При этом к потребителям подводится максимально высокое напряжение и применяются разукрупненные понизительные подстанции глубоких вводов (ПГВ) 35/0,4; 110/6—10 кВ.
Цеховое электроснабжение осуществляется в основном на напряжении 380/220 В с перспективой применения при наличии технико-экономического обоснования напряжения 660 В.
Источники питания крупных городов
Источниками питания электроснабжения городов являются энергосистема и собственные электростанции предприятий, отдельные микрорайоны могут питаться от пунктов приема электроэнергии близлежащих промышленных предприятий.
Электроснабжение городов осуществляется в основном от районных подстанций, питающихся от энергосистемы.
Электроснабжение промышленных предприятий, городов выполняется посредством электрических сетей (распределительных сетей до и выше 1 кВ) — каналов передачи и преобразования электроэнергии. Питание конкретного электроприемника (узла нагрузки) осуществляется по основному каналу, предусмотренному проектом.
Однако следует отметить, что каналы питания электроприемников вследствие управления режимами распределения электроэнергии, вывода в плановый ремонт отдельного оборудования, а также отказов отдельных элементов системы не постоянны во времени и могут в значительной степени претерпевать изменения своей конфигурации. Происходит это потому, что электрическое оборудование системы электроснабжения может находиться в различных состояниях: в работе, ремонте или резерве.
С целью обеспечения определенной »живучести» и необходимой степени надежности системы электроснабжения оснащаются релейной защитой и сетевой автоматикой — автоматическим вводом резерва (АРВ), автоматическим повторным включением (АПВ), автоматической частотной разгрузкой (АЧР).
Распределительные пункты и трансформаторные подстанции
Рейтинг: 5 / 520Распределительные пункты и трансформаторные подстанции
Ничто не берется ниоткуда и не исчезает никуда. Это логичное выражение в полной мере применимо к электричеству, ведь огромные предприятия и маленькие дома питаются электроэнергией, выработанной генераторами электростанций. О том, каким образом энергия поступает от источника к потребителям, рассказывалось в прошлой статье. В ней же говорилось о трансформаторных подстанциях и распределительных пунктах. Какую роль они играют в процессах производства, передачи и распределения энергии? И каков принцип их работы? Именно этим важным элементам системы электроснабжения посвящена данная тема.
Начнем с простейшего – трансформаторов. Принцип работы этих электрических машин основан на законе Фарадея: при изменении (во времени или пространстве) магнитного поля внутри витка, согнутого из проводника, в этом витке индуцируется электродвижущая сила, в просторечии – напряжение. Однако для трансформации переменного тока этот закон был впервые использован более сорока лет спустя, когда Яблочков получил патент на трансформатор в 1876 году. Простейший трансформатор состоит из стального сердечника (магнитопровода) и двух электрических обмоток. Внутри магнитопровода проходит магнитное поле, по обмоткам течет ток. Для снижения нагрева и потерь мощности сердечник комплектуется из тонких пластин толщиной около 0.5 мм. Пластины изготовляют из электротехнической стали и изолируют друг от друга лаком, это позволяет снизить вихревые токи. Обмотки высшего и низшего напряжения наматывают вплотную друг к другу для максимально эффективного использования магнитного поля, так что привычная многим схема имеет мало общего с реальностью.
Схематическое изображение трансформатора. У настоящих экземпляров обмотки наматываются поверх друг друга
Так как же, например, трансформатор позволяет понижать напряжение с 10 000 В до используемых в многоквартирных домах 400 В? Первичная обмотка (высшего напряжения) подключается к питающим кабелям 10 кВ, идущим от подстанции. Ток в этой обмотке создает магнитное поле, точнее, магнитный поток, который протекает в сердечнике. Этот магнитный поток, проходя через витки вторичной обмотки, индуцирует в ней напряжение 400 В. Разница в величине напряжения объясняется различным количеством витков на обмотках: «входная» обмотка 10 кВ с бόльшим количество витков создает мощное переменное магнитное поле. На «выходной» обмотке количество витков примерно в 25 000 раз меньше, соответственно, магнитный поток создает напряжение в 25 000 раз меньше, то есть 0.4 кВ.
Сердечник (магнитопровод) трансформатора
Трансформаторы устанавливаются на трансформаторных подстанциях (ТП), преобразующих напряжение до уровня потребителя. Главные понижающие подстанции (ГПП) преобразуют напряжение уровня энергосистемы и комплектуются самыми мощными трансформаторами (32-80 МВ·А). На подстанции глубокого ввода (ПГВ) может подаваться напряжение 10 кВ (чаще) или 330 кВ (редко). ПГВ используются на мощных предприятиях и встраиваются непосредственно в самый энергоемкий цех. Дальнейшее распределение энергии по предприятию идет от ПГВ. Комплектные трансформаторные подстанции (КТП) часто рассчитаны на напряжение 10 кВ и поставляются производителями оборудования собранными, т. е. с установленными трансформаторами, изоляторами, выключателями, распредустройствами, ограничителями напряжения и т.п.
Существует два схожих понятия: распределительный пункт (РП) и распределительное устройство. Последние представляют собой электроустановку, входящую в состав подстанции, принимающую и распределяющую электрическую энергию на одном напряжении. Распределительный пункты же не входят в состав ТП, а подключаются к распредустройствам и служат для последующего распределения энергии по мелким потребителям. Это и обусловливает рекомендации по их размещению – как можно ближе к потребителю. Простейший пример распределительных пунктов 0.4 кВ – распределительные панели, шкафы и щиты, силовые ящики и пункты (СП), а также щитки освещения. Принцип работы распределительных пунктов 0.4-10 кВ и устройств основан на первом законе Кирхгофа, который гласит, что сумма токов, втекающих в узел, равна сумме токов, вытекающих из этого узла (вспомним афоризм в начале статьи). Условно говоря, если трансформатор выдает 600 А для питания нескольких распределительных пунктов, то токи в любом из этих пунктов, если они подключены к нагрузке, не могут превышать 600 А. Распределительные пункты 10-0.4 кВ комплектуются автоматами защиты от перегрузок и коротких замыканий, коммутационными аппаратами, измерительными приборами и могут поставляться собранными, подобно КТП.
Силовой распределительный пункт 0.4 кВ. От каждого предохранителя на фазах питается разная нагрузка
Схема, демонстрирующая различные уровни среднестатистической системы электроснабжения
Выбор оборудования трансформаторных подстанций и распределительных пунктов определяется нагрузкой. Так, например, модернизация деревообрабатывающего предприятия в Мостах в 2013 году повлекла за собой реконструкцию подстанции 110 кВ, в которую входила установка новых трансформаторов на 40 МВ·А, четырех секций закрытого распредустройства 10 кВ, и распределительного пункта на это же напряжение.
Знали ли вы, что в истории 27-километрового большого адронного коллайдера, (БАК) крупнейшего в Солнечной системе ускорителя частиц, была парочка инцидентов, связанных с трансформаторами? В 2008 году причиной отказа криогенных систем, поддерживающих температуру в -271°С, стал неисправный трансформатор на 12 МВ·А весом 30 тонн. Годом позже птица уронила кусок хлеба в вентиляционное отверстие, и упавшая на изоляторы французская булка снова вывела из строя криосистемы. Через 7 лет спустя пробравшийся в трансформатор 66 кВ хорек на неделю отключил коллайдер. И, наконец, еще через полгода очередной хорек, пробравшийся на ТП, питающую БАК, отключил трансформатор на 18 кВ.
Для того, чтобы исключить вероятность неисправности ваших ТП и распределительных пунктов, можно обратиться в лабораторию электрофизических измерений ТРМсила-М, имеющую многолетний опыт измерений в электроэнергетике.
Социальные кнопки для Joomla
преобразований энергии | BioNinja
Понимание:
• Процент потребляемой энергии, преобразованной в биомассу, зависит от скорости дыхания
Экологическое производство (или продуктивность) относится к скорости образования биомассы в экосистеме обычно выражается в единицах массы на единицу площади за время (например, кг·м –2 дней –1 )
Биомасса 0025 общая сухая масса органического вещества в организмах или экосистемах
- Биомасса – это, по сути, совокупность всех биологически произведенных органических веществ (например, белков, углеводов и т. д.)
Процент энергии, которая преобразуется в биомассу, зависит
- Энергия теряется в виде несъедобных материалов – таких как кости, зубы и волосы
- Энергия теряется через выделение непереваренных и неабсорбированных материалов
- Энергия теряется в виде тепла в результате клеточного дыхания (более высокая скорость дыхания приводит к увеличению потери тепла)
Первичное производство
Первичное производство описывает производство химической энергии в органических соединениях производителями
4 основным источником энергии для первичной продукции является солнечный свет, но часть может быть обусловлена хемосинтезом литотрофами
Первичная продукция может быть отнесена к одному из двух типов:
- Валовая первичная продукция (GPP) – это количество химической энергии в виде биомассы, которое производитель создает за определенный период времени
- Чистая первичная продукция (NPP) – это количество химической энергии, которая не потребляется дыхание (ЧПП = ОПП – дыхание)
Вторичная продукция
Вторичная продукция описывает образование биомассы гетеротрофными организмами ( консументы )
- Это образование биомассы обусловлено переносом органических соединений между трофическими уровнями посредством кормления
- Вторичная продукция также может быть классифицирована в соответствии с брутто (общее) и нетто (полезное) количество биомассы
Экологическая продуктивность
Практический вопрос
Суммарная солнечная энергия, полученная пастбищем, равна 5 x 10 5 кДж·м –2 год –1 .
Валовая продукция 4,35 х 10 3 кДж·м –2 год –1 .
Чистая продукция пастбищ составляет 1,95 x 10 3 кДж·м –2 год –1 .
A: Рассчитайте процент солнечной энергии, преобразованной в химическую энергию в результате фотосинтеза.
B: Рассчитайте энергию, теряемую растениями при дыхании.
Экосистемы 1 | Биологические принципы
Цели обучения
- Назовите и опишите, как взаимодействуют биотические компоненты (живые: биологические сообщества) и абиотические компоненты (неживые: климат, почва, атмосфера и/или вода) в экосистеме.
- Определить первичный производитель, первичный потребитель и вторичный потребитель и иметь возможность точно идентифицировать их в пищевой сети.
- Прочитайте и интерпретируйте диаграмму пищевой сети с несколькими трофическими уровнями и их взаимодействием, используя терминологию сверху вниз и снизу вверх .
- Объясните разницу между чистой первичной продукцией (ЧПП) и валовой первичной продукцией (ВПП) и признайте, что автотрофное (первичное продуцент) дыхание представляет собой разницу между НПФ и ЧПП.
Биологические сообщества взаимодействуют с климатом, почвой, атмосферой и водой для создания экосистемы. Мы рассматриваем экосистемы в конце модуля по экологии, потому что экосистемы объединяют все элементы экологии, которые мы изучили до сих пор: физическую среду, индивидуальное поведение, экологию популяции и экологию сообщества.
Каждая популяция в экосистеме может быть обозначена по тому, как она вписывается в трофических взаимодействий или кормовых взаимодействий между видами. Виды, которые улавливают энергию солнечного света (или энергию неорганических молекул) и встраивают ее в химические связи посредством фотосинтеза (или хемосинтеза), называются первичными продуцентами . Первичные продуценты образуют органические вещества из неорганических, используя энергию, полученную из внешних источников. Все остальные организмы являются потребителями, которые получают энергию из потребляемых ими органических веществ. Первичные консументы поедают первичных продуцентов, а вторичных консументов поедают первичных консументов, и так далее вверх по шкале трофических уровней. Detritivores — это виды, которые потребляют мертвое органическое вещество. Некоторые виды, такие как люди, всеядны, потому что они могут питаться производителями и консументами более чем на одном трофическом уровне. Верхний уровень в цепи или паутине пищевых взаимодействий часто называют высшим хищником. Производство потребительской биомассы иногда называют вторичное производство (и аналогично потребители также называются вторичными производителями) для целостного описания потребительской биомассы.
Трофические пищевые взаимодействия могут быть отображены в виде пищевой сети, которая группирует виды по трофическому уровню и соединяет «врага» (травоядного или хищника) с «жертвой» (производителем или добычей) стрелками, указывающими в направлении потока энергии.
Упрощенная пищевая сеть сообщества, иллюстрирующая экологические взаимодействия между видами, типичными для северной бореальной наземной экосистемы. Стрелки указывают направление потока энергии через пищевую сеть. (Источник: Изменено из Thompsma (собственная работа) [CC BY 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0)], через Wikimedia Commons)
В пищевой сети вы можете проследить поток углерода и энергии вверх по каждой пищевой цепи, начав с любого первичного производителя и следуя стрелкам от него до следующего трофического уровня и следующего. Для простоты производители изображены в нижней части веб-диаграммы, а «верхние» потребители, обычно хищники, показаны вверху веб-диаграммы.
- Выберите пищевую цепь и проследите ее через пищевую сеть выше. Какую максимальную длину пищевой цепи вы можете составить?
- Представьте, если бы размер популяции дерева в пищевой цепи значительно уменьшился из-за практики лесозаготовок или инвазивного вредителя, убивающего деревья. Как изменение нижнего уровня пищевой сети повлияет на размер популяции на более высоких трофических уровнях пищевой сети? Изменение на более низком трофическом уровне, которое влияет на трофические уровни выше него, называется 9.0005 восходящий удар.
- Как удаление койота, хищника на вершине этой пищевой сети, изменит размер популяции и состав видов, находящихся ниже пищевой сети? Изменение на верхнем трофическом уровне пищевой цепи, влияющее на размер популяции на более низких уровнях, называется нисходящим воздействием.
Типы первичной продукции
В глобальном масштабе мы определяем количество всей первичной продукции, которая представляет собой органическое вещество, образованное из неорганического вещества первичными производителями, чтобы найти общее количество, или валовая первичная продукция (GPP) . Эти производители усваивают (или используют) часть энергии, которую они приобретают, для собственного роста и поддержания.