Principes fondamentaux de la théorie de l'alimentation électrique. Schéma, description

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Principes fondamentaux de la théorie de l'alimentation électrique. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Les sources d'électricité sont des centrales électriques capables de convertir différents types d'énergie en énergie électrique. Selon les types d'énergie utilisés, les centrales électriques sont divisées en centrales thermiques, nucléaires et hydroélectriques.

Les centrales thermiques brûlent du charbon, du pétrole ou du gaz naturel. La chaleur qui en résulte convertit l'eau des chaudières en vapeur, qui à son tour entraîne les rotors du générateur. Les générateurs convertissent l'énergie mécanique en énergie électrique.

Dans les centrales nucléaires, le processus de conversion de l'énergie de la vapeur en énergie mécanique puis en énergie électrique est similaire. La seule différence est que les centrales nucléaires sont alimentées par des éléments radioactifs qui libèrent de la chaleur lors de la réaction de désintégration.

Les centrales hydroélectriques convertissent l'énergie de l'eau en mouvement en énergie électrique.

Il existe également des centrales éoliennes et solaires, géothermiques, marémotrices, etc. (les flux d'air en mouvement, la chaleur solaire et la chaleur des eaux souterraines, ou l'énergie des marées marines et des marées sont converties en énergie électrique).

Les centrales thermiques sont divisées en condensation et chauffage.

Dans les centrales à condensation, l'énergie thermique est entièrement convertie en énergie électrique.

Dans les centrales de cogénération (également appelées centrales de production combinée de chaleur et d'électricité (CHP), l'énergie thermique n'est que partiellement convertie en énergie électrique et est principalement utilisée pour approvisionner les entreprises et les bâtiments résidentiels en vapeur et en eau chaude. Les centrales de cogénération sont construites à proximité des consommateurs Les centrales électriques à turbine à vapeur à condensation sont généralement construites à proximité d'endroits où sont extraits du charbon, de la tourbe ou du schiste bitumineux.

Lors de la construction de centrales hydroélectriques, les tâches d'amélioration de la navigation des rivières, d'irrigation des terres arides, d'approvisionnement en eau, etc. sont résolues en parallèle.

Dans les zones où il n'y a pas de réserves de combustible et des rivières avec des ressources hydroélectriques suffisantes, il est tout à fait conseillé de construire des centrales nucléaires (NPP). Les centrales nucléaires fonctionnent avec du combustible nucléaire, qui est consommé en petites quantités.

L'électricité produite dans les stations est transmise aux consommateurs via des lignes à haute tension (110 kV et plus) via des sous-stations de transformation élévatrices.

Afin de répartir rationnellement la charge entre les centrales, d'utiliser efficacement leurs capacités, d'augmenter la fiabilité de l'approvisionnement des consommateurs et de leur fournir de l'énergie électrique avec des indicateurs optimaux en termes de fréquence et de tension, le fonctionnement en parallèle des centrales est pratiqué sur le réseau électrique commun du système énergétique régional, qui comprend les centrales électriques, les lignes électriques, les postes de transformation du réseau et les réseaux de chaleur reliés par le mode général de production et de distribution d'énergie électrique et thermique. Beaucoup de ces systèmes sont combinés dans un réseau électrique commun et forment de grands systèmes électriques des républiques, des territoires, etc.

Les réseaux électriques sont utilisés pour la transmission et la distribution de l'énergie électrique des centrales électriques au consommateur et se composent d'appareillages de commutation (RU) et de lignes aériennes ou câblées de différentes tensions. Le centre d'alimentation (CP) est l'appareillage de la tension du générateur de la centrale électrique ou l'appareillage de la tension secondaire de la sous-station abaisseuse du système électrique de la zone.

Il existe des réseaux électriques en courant continu et alternatif. Les réseaux à courant continu comprennent les réseaux de chemins de fer électrifiés, les métros, les tramways, les trolleybus, certains réseaux d'entreprises chimiques, métallurgiques et autres. L'alimentation de tous les autres objets de l'industrie, de l'agriculture, des usages municipaux et domestiques est réalisée par courant alternatif triphasé avec une fréquence de 50 Hz.

L'énergie électrique avec une tension de 6000 10, 000 20, 000 110 V est générée par des turbocompresseurs et des hydrogénérateurs. Il n'est pas économiquement envisageable de transporter de l'énergie électrique d'une telle tension sur de longues distances en raison de pertes importantes. Par conséquent, dans les sous-stations de transformation élévatrices construites dans les centrales électriques, elle est portée à 220, 500 et 35 kV, et avant d'atteindre les consommateurs dans les sous-stations de transformation abaisseuses, elle est réduite à 10, 6 et XNUMX kV.

La fourniture d'électricité aux entreprises industrielles et aux villes s'effectue via des appareillages et des sous-stations, au plus près des consommateurs.

L'appareillage est utilisé pour recevoir et distribuer l'énergie électrique et contient des dispositifs de commutation, des bus combinés et de connexion, des dispositifs auxiliaires (compresseur, batterie, etc.), des dispositifs de protection, des automatismes, des instruments de mesure.

Les tableaux sont ouverts (ORU) (l'équipement principal est situé à l'extérieur) et fermés (ERU) (l'équipement est situé à l'intérieur).

Une installation électrique servant à convertir et à distribuer de l'énergie électrique est appelée une sous-station et se compose de transformateurs ou d'autres convertisseurs d'énergie, d'appareillages de commutation, d'appareils de commande et d'installations auxiliaires. Selon que des transformateurs ou d'autres convertisseurs d'énergie y prédominent, les sous-stations sont appelées transformateur (TP) ou convertisseur.

Un appareil qui ne fait pas partie d'une sous-station et qui est conçu pour recevoir et distribuer de l'énergie électrique à une tension sans conversion ni transformation est appelé un point de distribution (RP).

La qualité de l'énergie électrique se caractérise par la constance de la fréquence et la stabilité de la tension dans les normes établies. La fréquence est fixée par les centrales électriques pour l'ensemble du système électrique dans son ensemble.

En fonction de la configuration du réseau, le niveau de tension évolue à l'approche du consommateur, des conditions de chargement des équipements et de la consommation d'énergie électrique. Les tensions des réseaux électriques et des équipements électriques sont normalisées.

Auteur : Bannikov E.A.

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