Fondamenti di teoria dell'alimentazione. Schema, descrizione

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Fondamenti di teoria dell'alimentazione. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Le fonti di elettricità sono centrali elettriche in grado di convertire diversi tipi di energia in elettricità. In base al tipo di energia utilizzata, le centrali elettriche si dividono in centrali termiche, nucleari e idroelettriche.

Le centrali termoelettriche bruciano carbone, petrolio o gas naturale. Il calore risultante converte l'acqua nelle caldaie in vapore, che, a sua volta, fa ruotare i rotori del generatore. Nei generatori, l'energia meccanica viene convertita in energia elettrica.

Nelle centrali nucleari, il processo di conversione dell’energia del vapore in energia meccanica e poi elettrica è simile. L'unica differenza è che nelle centrali nucleari il combustibile sono elementi radioattivi che rilasciano calore durante una reazione di decadimento.

Le centrali idroelettriche convertono l’energia prodotta dallo spostamento dell’acqua in energia elettrica.

Ci sono anche impianti eolici e solari, geotermici, mareomotori, ecc. (flussi d'aria in movimento, calore solare e calore delle acque sotterranee, oppure l'energia delle maree viene convertita in energia elettrica).

Le centrali termiche si dividono in centrali a condensazione e centrali termiche.

Nelle centrali a condensazione l’energia termica viene completamente convertita in energia elettrica.

Nelle centrali termiche (chiamate anche centrali combinate di calore ed elettricità (CHP), l'energia termica viene convertita in elettricità solo parzialmente e viene spesa principalmente per fornire alle imprese e agli edifici residenziali vapore e acqua calda. Gli impianti di cogenerazione sono costruiti vicino all'energia termica Le centrali elettriche con turbine a vapore a condensazione sono solitamente costruite vicino a luoghi in cui vengono estratti carbone, torba o scisti bituminosi.

Durante la costruzione di centrali idroelettriche vengono risolti contemporaneamente i problemi di miglioramento della navigazione fluviale, irrigazione delle terre aride, approvvigionamento idrico, ecc.

Nelle aree dove non ci sono riserve di carburante e fiumi con sufficienti risorse idroelettriche, è consigliabile costruire centrali nucleari (NPP). Le centrali nucleari funzionano con combustibile nucleare, che consumano in piccole quantità.

L'elettricità generata nelle stazioni viene trasmessa ai consumatori tramite linee ad alta tensione (110 kV e oltre) attraverso sottostazioni di trasformazione step-up.

Per distribuire razionalmente il carico tra le centrali elettriche, utilizzare in modo efficace le loro capacità, aumentare l'affidabilità dell'approvvigionamento dei consumatori e fornire loro energia elettrica con indicatori di frequenza e tensione ottimali, è necessario il funzionamento parallelo delle centrali elettriche sulla rete elettrica comune del sistema energetico regionale praticato, che comprende centrali elettriche, linee elettriche, sottostazioni di trasformazione di rete e reti di riscaldamento collegate da una modalità comune di produzione e distribuzione di energia elettrica e termica. Molti di questi sistemi sono combinati in una rete elettrica comune e formano grandi sistemi energetici di repubbliche, territori, ecc.

Le reti elettriche servono per trasmettere e distribuire l'energia elettrica dalle centrali elettriche ai consumatori e sono costituite da quadri (DS) e linee aeree o in cavo di varie tensioni. Il power center (CP) è il quadro di tensione del generatore di una centrale elettrica o il quadro di tensione secondaria di una sottostazione step-down del sistema elettrico di una determinata area.

Esistono reti elettriche DC e AC. Le reti DC includono reti di ferrovie elettrificate, metropolitane, tram, filobus e alcune reti di imprese chimiche, metallurgiche e di altro tipo. Tutti gli altri impianti industriali, agricoli, comunali e domestici sono alimentati con corrente alternata trifase con una frequenza di 50 Hz.

L'energia elettrica con tensioni di 6000, 10, 000 V è prodotta da turbogeneratori e idrogeneratori. La trasmissione di energia elettrica di tale tensione su lunghe distanze non è economicamente fattibile a causa delle perdite significative. Pertanto, nelle sottostazioni di trasformazione step-up costruite nelle centrali elettriche, viene aumentato a 20, 000 e 110 kV e prima di raggiungere i consumatori nelle sottostazioni di trasformazione step-down viene ridotto a 220, 500 e 35 kV.

L'elettricità viene fornita alle imprese industriali e alle città attraverso quadri e sottostazioni il più vicino possibile ai consumatori.

Il quadro è utilizzato per ricevere e distribuire energia elettrica e contiene apparecchi di manovra, sbarre e sbarre di collegamento, dispositivi ausiliari (compressore, batteria, ecc.), dispositivi di protezione, automazione e strumenti di misura.

Le RU possono essere aperte (ORU) (l'attrezzatura principale è posizionata all'esterno) e chiuse (ERU) (l'attrezzatura è posizionata all'interno).

Un impianto elettrico utilizzato per convertire e distribuire energia elettrica è chiamato sottostazione ed è costituito da trasformatori o altri convertitori di energia, quadri, dispositivi di controllo e strutture ausiliarie. A seconda che qui prevalgano trasformatori o altri convertitori di energia, le sottostazioni vengono chiamate trasformatore (TP) o convertitore.

Un dispositivo che non fa parte di una sottostazione ed è progettato per ricevere e distribuire energia elettrica ad una tensione senza conversione e trasformazione è chiamato punto di distribuzione (DP).

La qualità dell'energia elettrica è caratterizzata da una frequenza costante e da una stabilità della tensione entro gli standard stabiliti. La frequenza è fissata dalle centrali elettriche per l'intero sistema energetico nel suo insieme.

A seconda della configurazione della rete, il livello di tensione cambia man mano che si avvicina al consumatore, alle condizioni di carico delle apparecchiature e al consumo di energia elettrica. Le tensioni delle reti elettriche e delle apparecchiature elettriche sono standardizzate.

Autore: Bannikov E.A.

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