Grundlagen der Theorie der Stromversorgung. Schema, Beschreibung

ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK
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Grundlagen der Stromversorgungstheorie. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Stromversorgung

Stromquellen sind Kraftwerke, die in der Lage sind, verschiedene Energiearten in Strom umzuwandeln. Basierend auf der Art der genutzten Energie werden Kraftwerke in Wärmekraftwerke, Kernkraftwerke und Wasserkraftwerke unterteilt.

Wärmekraftwerke verbrennen Kohle, Öl oder Erdgas. Die dabei entstehende Wärme wandelt das Wasser in den Kesseln in Dampf um, der wiederum die Rotoren des Generators in Rotation versetzt. In Generatoren wird mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt.

In Kernkraftwerken ist der Prozess der Umwandlung von Dampfenergie in mechanische und dann in elektrische Energie ähnlich. Der einzige Unterschied besteht darin, dass in Kernkraftwerken der Brennstoff aus radioaktiven Elementen besteht, die bei einer Zerfallsreaktion Wärme freisetzen.

Wasserkraftwerke wandeln die Energie bewegten Wassers in elektrische Energie um.

Es gibt auch Wind- und Solarkraftwerke, Geothermie, Gezeitenkraftwerke usw. (bewegte Luftströmungen, Sonnenwärme und Grundwasserwärme oder die Energie der Meeresgezeiten werden in elektrische Energie umgewandelt).

Thermische Kraftwerke werden in Kondensation und Heizung unterteilt.

In Brennwertkraftwerken wird thermische Energie vollständig in elektrische Energie umgewandelt.

In Heizkraftwerken (auch Blockheizkraftwerke (KWK) genannt) wird Wärmeenergie nur teilweise in Strom umgewandelt und hauptsächlich für die Versorgung von Betrieben und Wohngebäuden mit Dampf und Warmwasser aufgewendet. KWK-Anlagen werden in der Nähe von Verbrauchern errichtet Wärmeenergie. Kondensationsdampfturbinenkraftwerke werden normalerweise in der Nähe von Orten gebaut, an denen Kohle, Torf oder Ölschiefer abgebaut werden.

Beim Bau von Wasserkraftwerken werden gleichzeitig die Probleme der Verbesserung der Flussschifffahrt, der Bewässerung trockener Gebiete, der Wasserversorgung usw. gelöst.

In Gebieten, in denen es keine Brennstoffreserven und Flüsse mit ausreichenden Wasserkraftressourcen gibt, ist der Bau von Kernkraftwerken (KKW) durchaus ratsam. Kernkraftwerke werden mit Kernbrennstoff betrieben, den sie in geringen Mengen verbrauchen.

Der an den Stationen erzeugte Strom wird über Hochspannungsleitungen (110 kV und mehr) über Umspannwerke an die Verbraucher übertragen.

Um die Last rational auf Kraftwerke zu verteilen, ihre Kapazitäten effektiv zu nutzen, die Versorgungssicherheit der Verbraucher zu erhöhen und sie mit elektrischer Energie mit optimalen Frequenz- und Spannungsindikatoren zu versorgen, wird der Parallelbetrieb von Kraftwerken im gemeinsamen Stromnetz der regionalen Energieversorgung praktiziert System, das Kraftwerke, Stromleitungen, Umspannwerke und Wärmenetze umfasst, die durch eine gemeinsame Art der Erzeugung und Verteilung von elektrischer und thermischer Energie verbunden sind. Viele solcher Systeme sind zu einem gemeinsamen Stromnetz zusammengefasst und bilden große Stromsysteme von Republiken, Territorien usw.

Elektrische Netze dienen der Übertragung und Verteilung elektrischer Energie von Kraftwerken zu Verbrauchern und bestehen aus Schaltanlagen (DS) und Frei- oder Kabelleitungen unterschiedlicher Spannung. Das Power Center (CP) ist die Generatorspannungsschaltanlage eines Kraftwerks oder die Sekundärspannungsschaltanlage eines Umspannwerks des Stromnetzes eines bestimmten Gebiets.

Es gibt Gleich- und Wechselstromnetze. Zu den Gleichstromnetzen gehören Netze elektrifizierter Eisenbahnen, U-Bahnen, Straßenbahnen, Oberleitungsbusse sowie einige Netze chemischer, metallurgischer und anderer Unternehmen. Alle anderen Industrie-, Landwirtschafts-, Kommunal- und Haushaltsanlagen werden mit dreiphasigem Wechselstrom mit einer Frequenz von 50 Hz versorgt.

Elektrische Energie mit Spannungen von 6000, 10, 000 V wird durch Turbolader und Hydrogeneratoren erzeugt. Die Übertragung elektrischer Energie dieser Spannung über große Entfernungen ist aufgrund erheblicher Verluste wirtschaftlich nicht machbar. Daher wird sie in in Kraftwerken errichteten Umspannwerken auf 20, 000 und 110 kV erhöht und vor Erreichen der Verbraucher in Umspannwerken auf 220, 500 und 35 kV reduziert.

Die Stromversorgung von Industriebetrieben und Städten erfolgt über möglichst verbrauchernahe Schaltanlagen und Umspannwerke.

Die Schaltanlage dient der Aufnahme und Verteilung elektrischer Energie und enthält Schaltgeräte, Sammelschienen und Verbindungsschienen, Hilfsgeräte (Kompressor, Batterie usw.), Schutzgeräte, Automatisierung und Messgeräte.

EVUs können offen (ORU) (die Hauptausrüstung befindet sich im Freien) und geschlossen (ERU) (die Ausrüstung befindet sich im Innenbereich) sein.

Eine elektrische Anlage zur Umwandlung und Verteilung elektrischer Energie wird Umspannwerk genannt und besteht aus Transformatoren oder anderen Energiewandlern, Schaltanlagen, Steuergeräten und Hilfskonstruktionen. Je nachdem, ob dort Transformatoren oder andere Energiewandler vorherrschen, werden Umspannwerke als Transformator (TP) oder Konverter bezeichnet.

Ein Gerät, das nicht Teil eines Umspannwerks ist und dazu bestimmt ist, elektrische Energie mit einer Spannung ohne Umwandlung und Transformation zu empfangen und zu verteilen, wird als Verteilungspunkt (DP) bezeichnet.

Die Qualität elektrischer Energie zeichnet sich durch konstante Frequenz- und Spannungsstabilität innerhalb festgelegter Standards aus. Die Frequenz wird von den Kraftwerken für das gesamte Stromnetz vorgegeben.

Abhängig von der Netzwerkkonfiguration ändert sich das Spannungsniveau bei Annäherung an den Verbraucher, den Belastungsbedingungen der Geräte und dem Stromverbrauch. Die Spannungen elektrischer Netze und elektrischer Geräte sind genormt.

Autor: Bannikov E.A.

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