Enerji sistemi (enerji sistemi). Elektrik gücü (elektrik) sistemi

Elektrostatikte, bir kapasitörün enerjisinin nerede yoğunlaştığı sorusuna cevap vermek imkansızdır. Onları oluşturan alanlar ve yükler ayrı ayrı var olamaz. Onları ayırma. Bununla birlikte, değişken alanlar, onları heyecanlandıran yüklerden (güneşten gelen radyasyon, radyo dalgaları, ...) bağımsız olarak var olabilir ve enerji taşırlar. Bu gerçekler bize şunu kabul ettiriyor. enerji taşıyıcısı elektrostatik alandır .

Elektrik yüklerini hareket ettirirken, Coulomb etkileşiminin kuvvetleri belirli bir iş yapar d FAKAT. Sistem tarafından yapılan iş, etkileşim enerjisinin kaybı ile belirlenir -d W masraflar

İki nokta yükünün etkileşim enerjisi Q 1 ve Q 2 uzaktan r 12, yükü taşıma işine sayısal olarak eşit Q 1 sabit şarj alanında Q 2 potansiyelli noktadan potansiyelli noktaya :

İki yükün etkileşim enerjisini simetrik bir biçimde yazmak uygundur.

.

(5.5.3)

gelen bir sistem için n konum noktasında potansiyel için süperpozisyon ilkesi nedeniyle nokta ücretleri (Şekil 5.14) kücret, yazabiliriz:

burada φ k , i- potansiyel i-yerdeki şarj k-inci ücret. Potansiyel φ toplamda hariç tutulur k , k, yani bir nokta yük için sonsuza eşit olan yükün kendi üzerindeki etkisi dikkate alınmaz.

Daha sonra sistemin karşılıklı enerjisi nücretler şuna eşittir:

(5.5.4)

Bu formül, yalnızca yükler arasındaki mesafenin, yüklerin boyutunu belirgin şekilde aşması durumunda geçerlidir.

Yüklü bir kapasitörün enerjisini hesaplayın. Kondansatör, başlangıçta yüksüz iki plakadan oluşur. Alt plakadaki d yükünü yavaş yavaş alacağız Q ve üst plakaya aktarın (Şekil 5.15).

Sonuç olarak, plakalar arasında potansiyel bir fark ortaya çıkacaktır.Yükün her bir kısmını aktarırken, temel iş yapılır.

Kapasitans tanımını kullanarak,

Kondansatör plakalarının yükünü 0'dan 0'a çıkarmak için harcanan toplam iş Q, eşittir:

Bu enerji şu şekilde de yazılabilir:

1. İlk olarak, iki nokta yükten oluşan bir sistem düşünün. 1 ve 2. Bu yüklerin etkileştiği f 1 ve F 2 kuvvetlerinin temel çalışmalarının cebirsel toplamını bulalım. Zaman için bazı K-referans sistemlerine izin verin dtücretler dl 1 ve dl 2 arasında taşındı. O halde bu kuvvetlerin işi δА 1,2 = F 1 dl 1 + F 2 dl 2. F 2 = -Fl(Newton'un üçüncü yasasına göre): δА 1.2 = F 1 (dl 1 - dl 2). Parantez içindeki değer, yük 1'in yer değiştirmesidir. 2. şarj hakkında Daha doğrusu, bu, yük 1'in yer değiştirmesidir. K"-referans sisteminde, yük ile sıkı bir şekilde bağlantılı 2 ve orijinal K-sistemine göre aşamalı olarak onunla birlikte hareket etmek. Gerçekten de, yük 1'in yer değiştirmesi dl 1 K-sisteminde yer değiştirme dl 2 K "-sistemi artı yük 1'in yer değiştirmesi dl 1 olarak temsil edilebilir bu K "-sistemi ile ilgili olarak: dl 1 \u003d dl 2 + dl 1. Dolayısıyla dl 1 -dl 2 \u003d dl` 1 ve δA 1,2 \u003d F 1 dl` 1. δA1,2 işi değil orijinal K-sisteminin seçimine bağlıdır 2. yükten 1. yüke etki eden F 1 kuvveti korunumludur (merkezi bir kuvvet olarak). Bu nedenle, bu kuvvetin dl` 1 yer değiştirme üzerindeki işi, potansiyelde bir azalma olarak temsil edilebilir. şarj 2 alanındaki şarj 1 enerjisi veya bu yük çiftlerinin potansiyel etkileşim enerjisinde bir azalma olarak: δA 1.2 \u003d -dW 1.2, burada W12, yalnızca bu yükler arasındaki mesafeye bağlı bir değerdir.

2. Üç noktalı ücret sistemine geçelim (bu durumda elde edilen sonuç, keyfi sayıda ücret sistemine kolayca genelleştirilebilir). Tüm yüklerin temel yer değiştirmeleri sırasında tüm etkileşim kuvvetleri tarafından yapılan iş, üç etkileşim çiftinin tümünün işinin toplamı olarak temsil edilebilir, yani δА = δA 1.2 + δA 1.3 + δА 2.3. Ancak her etkileşim çifti için δA i,k \u003d -dW ik, bu nedenle δA \u003d -d (W 12 + W 13 + W 23) \u003d -dW, burada W, belirli bir ücret sisteminin etkileşim enerjisidir, W \u003d W 12 + W 13 + W23. Bu toplamdaki her terim, karşılık gelen yükler arasındaki mesafeye bağlıdır, bu nedenle belirli bir yükler sisteminin enerjisi W, konfigürasyonunun bir fonksiyonudur. Benzer akıl yürütme, herhangi bir sayıda ücret sistemi için de geçerlidir. Bu nedenle, keyfi bir yük sisteminin her konfigürasyonunun kendi W enerji değerine ve δА = -dW'ye sahip olduğu iddia edilebilir.

etkileşim enerjisi. W = W 12 + W 13 + W 23 olduğu gösterilen üç noktalı bir sistem düşünün. Her Wik terimini simetrik bir biçimde temsil edelim: Wik = (W ik + W ki)/2, çünkü Wik = W ki . O zaman W = (W 12 + W 21 + W 13 + W 3l + W 23 + W 32)/2. Üyeleri gruplandırın: W=[(W 12 +W 13) + (W 21 +W 23) + (W 3l +W 32)]/2. Parantez içindeki her toplam, i-inci yükün diğer yükler ile etkileşiminin enerjisi Wi'dir. Bu yüzden:

W i = q ben φ i olduğunu akılda tutarak, burada q i sistemin i-inci yüküdür; φ i - sistemin diğer tüm yükleri tarafından i-ro yükünün bulunduğu yerde oluşturulan potansiyel, nokta yükler sisteminin etkileşim enerjisi için son ifadeyi alırız:

Toplam etkileşim enerjisi. Yükler sürekli olarak dağıtılırsa, yükler sistemini bir dizi temel yüke dq = ρdV genişleterek ve (4.3)'teki toplamdan entegrasyona geçerek, şunu elde ederiz:

(4.4), burada φ, dV hacimli bir elemanda sistemin tüm yükleri tarafından yaratılan potansiyeldir. ρ yerine σ ve dV dS ile değiştirilerek, yüklerin bir yüzey üzerindeki dağılımı için benzer bir ifade yazılabilir. Sistem, q 1 ve q 2 yükleri olan iki bilyeden oluşsun. Toplar arasındaki mesafe, boyutlarından çok daha büyüktür, bu nedenle q l ve q 2 yükleri nokta yükler olarak kabul edilebilir. Her iki formülü kullanarak verilen sistemin W enerjisini bulun. Formül (4.3)'e göre, burada φ 1, yükün yarattığı potansiyeldir. q2şarjın bulunduğu yerde 1 , potansiyel φ 2 benzer bir anlama sahiptir. Formül (4.4)'e göre, her topun yükünü ρdV sonsuz küçük elemanlara bölmek gerekir. ve her birini, yalnızca başka bir topun yükleri tarafından değil, aynı zamanda bu yükün unsurları tarafından da yaratılan potansiyel φ ile çarpın. top. Sonra: W = W 1 + W 2 + W 12 (4.5), burada W 1 - ilk topun yükünün unsurlarının birbirleriyle etkileşim enerjisi; W2- aynı, ancak ikinci top için; K 12- birinci topun yükünün unsurlarının, ikinci topun yükünün unsurları ile etkileşim enerjisi. Enerji 1 ve W 2, q 1 ve q 2 yüklerinin öz enerjileri olarak adlandırılır ve W 12, q 1 yükünün q 2 yükü ile etkileşiminin enerjisidir.

Tek bir iletkenin enerjisi. İletkenin bir yükü olmasına izin verin Q ve potansiyel φ. Yükün olduğu her noktada φ'nin değeri aynı olduğundan, formül (4.4)'teki integral işaretinin altından φ alınabilir. O zaman kalan integral yükten başka bir şey değildir. Q iletken üzerinde ve W=qφ/2=Cφ 2 /2=q 2 /2C (4.6) (С = q/φ olduğu göz önüne alındığında).

kondansatör enerjisi. İzin vermek Q ve φ - pozitif yüklü kapasitör plakasının yükü ve potansiyeli. Formül (4.4)'e göre, integral iki parçaya bölünebilir - biri ve diğer plakalar için. O zamanlar

W = (q + φ + –q _ φ_)/2. Çünkü q_ = –q + , o zaman W = q + (φ + –φ_)/2 = qU/2, burada q=q + - kapasitör şarjı, sen- plakalar arasındaki potansiyel fark. С=q/U => W= qU/2=CU 2 /2=q 2 /2C(4.7). Bir kondansatörün bir plakadan diğerine küçük porsiyonlarda dq "yük transferi olarak şarj edilmesini düşünün. Bu durumda tarafımızdan yapılan temel iş, alan kuvvetlerine karşı şu şekilde yazılacaktır: DА=U'dq'=(q'/C)dq', burada U', dq yükünün bir sonraki kısmı transfer edildiğinde plakalar arasındaki potansiyel farktır. Q" 0'dan Q, kapasitörün toplam enerjisinin ifadesiyle çakışan A \u003d q 2 / 2C elde ederiz. Ek olarak, A işi için elde edilen ifade, kapasitör plakaları arasında keyfi bir dielektrik olması durumunda da geçerlidir. Bu aynı zamanda formüller (4.6) için de geçerlidir.

İş bitimi -

Bu konu şunlara aittir:

Ücret sisteminin elektrik enerjisi

Site sitesinde okuyun: "ücret sisteminin elektrik enerjisi"

Bu konuyla ilgili ek materyale ihtiyacınız varsa veya aradığınızı bulamadıysanız, çalışma veritabanımızdaki aramayı kullanmanızı öneririz:

Alınan malzeme ile ne yapacağız:

Bu materyalin sizin için yararlı olduğu ortaya çıktıysa, sosyal ağlarda sayfanıza kaydedebilirsiniz:

Etkileşime enerji yaklaşımı. Elektrik yüklerinin etkileşimine yönelik enerji yaklaşımı, göreceğimiz gibi, pratik uygulamalarında çok verimlidir ve ek olarak, elektrik alanının kendisine fiziksel bir gerçeklik olarak farklı bir bakış açısı getirme olasılığını açar.

Her şeyden önce, bir yükler sisteminin etkileşim enerjisi kavramına nasıl gelinebileceğini öğreneceğiz.

1. İlk önce, 1 ve 2 nokta yüklerinden oluşan bir sistem düşünelim. Bu yüklerin etkileştiği F ve F2 kuvvetlerinin temel çalışmalarının cebirsel toplamını bulalım. cU süresi boyunca bazı K-referans çerçevesinde, yükler dl ve dl 2 hareket etsin. O halde bu kuvvetlerin karşılık gelen işi

6L, 2 = F, dl, + F2 dl2.

F2 = - F, (Newton'un üçüncü yasasına göre) olduğunu göz önünde bulundurarak, önceki ifadeyi yeniden yazıyoruz: Mlj, = F,(dl1-dy.

Parantez içindeki değer, yük 2'ye göre yük 1'in hareketidir. Daha doğrusu, yükün /("-referans sistemindeki, yük 2 ile sıkı bir şekilde bağlantılı ve orijinal /('ye göre ötelemeli olarak hareket eden) hareketidir. Aslında, /(-sistemindeki dl yer değiştirmesi, yük 1, dl2'nin yer değiştirmesi /("-sistem artı dl'nin yer değiştirmesi, yük / buna göre /("-sistem: dl, =) olarak temsil edilebilir. dl2+dl, Dolayısıyla dl, - dl2 = dl" , Ve

Böylece, keyfi bir /(-referans çerçevesindeki temel işin toplamının, diğer yükün hareketsiz olduğu referans çerçevesindeki bir yüke etki eden kuvvet tarafından yapılan temel işe her zaman eşit olduğu ortaya çıkıyor. Başka bir deyişle, 6L12 çalışması, ilk /( - referans sistemlerinin seçimine bağlı değildir.

Yüke / yükün 2 tarafından etki eden F„ kuvveti korunumludur (merkezi kuvvet olarak). Bu nedenle, bu kuvvetin dl yer değiştirmesi üzerindeki işi, 2. yük alanındaki 1. yükün potansiyel enerjisinde bir azalma veya dikkate alınan yük çiftinin potansiyel etkileşim enerjisinde bir azalma olarak temsil edilebilir:

burada 2, yalnızca bu yükler arasındaki mesafeye bağlı olan bir değerdir.

2. Şimdi, üç noktalı ücret sistemine geçelim (bu durumda elde edilen sonuç, keyfi sayıda ücret sistemine kolayca genelleştirilebilir). Tüm yüklerin temel yer değiştirmeleri sırasında tüm etkileşim kuvvetleri tarafından yapılan iş, üç etkileşim çiftinin tümünün işinin toplamı olarak temsil edilebilir, yani 6L = 6L (2 + 6L, 3 + 6L 2 3. Ancak her bir etkileşim çifti için). , gösterildiği gibi, 6L ik = - d Wik, yani

W, belirli bir ücret sisteminin etkileşim enerjisidir,

W "= wa + Wtz + w23.

Bu toplamın her terimi karşılık gelen yükler arasındaki uzaklığa bağlıdır, dolayısıyla W enerjisi

Belirli bir ücret sisteminin, konfigürasyonunun bir fonksiyonudur.

Benzer bir akıl yürütme, herhangi bir sayıda ücret sistemi için açıkça geçerlidir. Bu nedenle, keyfi bir yük sisteminin her konfigürasyonunun kendi W enerji değerine sahip olduğu ve bu konfigürasyon değiştiğinde tüm etkileşim kuvvetlerinin işinin W enerjisindeki azalmaya eşit olduğu iddia edilebilir:

bl = -ag. (4.1)

Etkileşim enerjisi. W enerjisi için bir ifade bulalım. Önce, W = - W12+ ^13+ ^23 olduğunu gösterdiğimiz üç nokta yük sistemini yeniden ele alalım- Bu toplamı aşağıdaki gibi dönüştürelim. Her Wik terimini simetrik bir biçimde temsil ediyoruz: Wik= ]/2(Wlk+ Wk), çünkü Wik=Wk, O zaman

Üyeleri aynı ilk indekslere sahip olarak gruplayalım:

Parantez içindeki her toplam, i-inci yükün diğer yükler ile etkileşiminin Wt enerjisidir. Böylece son ifade şu şekilde yeniden yazılabilir:

keyfi bir genelleme

Bir sistem için elde edilen yük sayısı ifadesinin yüzdesi açıktır, çünkü yapılan muhakemenin sistemi oluşturan yüklerin sayısından tamamen bağımsız olduğu açıktır. Böylece, bir nokta yük sisteminin etkileşim enerjisi

Wt = olduğunu akılda tutarak<7,9, где qt - i-й заряд системы; ф,- потен­циал, создаваемый в месте нахождения г-го заряда всеми остальными зарядами системы, получим окончательное выражение для энергии взаимодействия системы точечных зарядов:

Örnek vermek. Dört özdeş nokta yükü q, kenarı a olan bir tetrahedronun köşelerinde bulunur (Şekil 4.1). Bu sistemin yüklerinin etkileşim enerjisini bulun.

Her bir yük çiftinin etkileşim enerjisi burada aynıdır ve = q2/Ale0a'ya eşittir. Toplamda, şekilde görülebileceği gibi, bu tür etkileşimli altı çift vardır, bu nedenle bu sistemin tüm nokta yüklerinin etkileşim enerjisi

W=6#,=6<72/4яе0а.

Bu sorunu çözmek için başka bir yaklaşım, formül (4.3) kullanımına dayanmaktadır. Diğer tüm yüklerin alanı nedeniyle, yüklerden birinin konumundaki potansiyel f, f = 3'e eşittir.<7/4яе0а. Поэтому

Toplam etkileşim enerjisi. Yükler sürekli olarak dağıtılırsa, o zaman, yükler sistemini bir dizi temel yüklere genişleterek dq = p dV ve (4.3)'teki toplamdan entegrasyona geçerek, şunu elde ederiz:

burada f, dV hacmine sahip bir elemanda sistemin tüm yüklerinin yarattığı potansiyeldir. Benzer bir ifade, örneğin bir yüzey üzerinde yüklerin dağılımı için yazılabilir; bunun için formül (4.4)'te p'nin o ile ve dV'nin dS ile değiştirilmesi yeterlidir.

(4.4) ifadesinin yalnızca değiştirilmiş bir ifade (4.3) olduğu ve nokta yükler fikrinin sürekli olarak dağıtılmış bir yük fikriyle değiştirilmesine karşılık gelen yanlış bir şekilde (ve bu genellikle yanlış anlamalara yol açar) düşünülebilir. Aslında, bu böyle değil - her iki ifade de içeriklerinde farklılık gösterir. Bu farkın kaynağı, aşağıdaki örnekte en iyi şekilde gösterilen, her iki ifadede bulunan φ potansiyelinin farklı anlamındadır.

Sistem q ve q2 yükleri olan iki bilyeden oluşsun "Toplar arasındaki mesafe, boyutlarından çok daha büyük olduğundan, ql ve q2 yükleri nokta yükler olarak kabul edilebilir. Her iki formülü kullanarak bu sistemin W enerjisini bulalım.

Formül (4.3)'e göre

W="AUitPi +2> burada f[ q2 yükünün yerde yarattığı potansiyeldir.

bir ücret bulmak benzer bir anlama sahiptir

ve potansiyel f2.

Formül (4.4)'e göre, her topun yükünü sonsuz küçük p AV öğelerine bölmeli ve her birini yalnızca başka bir topun yükleri tarafından değil, aynı zamanda bu yükün öğeleri tarafından oluşturulan potansiyel φ ile çarpmalıyız. top. Sonucun tamamen farklı olacağı açıktır, yani:

W=Ağ + W2+Ağ2, (4.5)

burada Wt, birinci topun yükünün unsurlarının birbirleriyle etkileşim enerjisidir; W2 - aynı, ancak ikinci top için; Wi2 - birinci topun şarj elemanlarının ikinci topun şarj elemanları ile etkileşim enerjisi. W ve W2 enerjilerine qx ve q2 yüklerinin öz enerjileri denir ve W12, yükün q2 yükü ile etkileşiminin enerjisidir.

Böylece, W enerjisinin formül (4.3) ile hesaplanmasının sadece Wl2 verdiğini ve formül (4.4) ile hesaplamanın toplam etkileşim enerjisini verdiğini görüyoruz: W(2'ye ek olarak, ayrıca IF ve öz enerjiler de vardır. W2. Bu durumu göz ardı etmek genellikle büyük hataların kaynağıdır.

Bu konuya § 4.4'te döneceğiz, ancak şimdi formül (4.4) kullanarak birkaç önemli sonuç elde ediyoruz.

Bir yük sisteminin elektrik enerjisi.

Dielektrik polarizasyon sırasında saha çalışması.

Elektrik alan enerjisi.

Herhangi bir madde gibi, elektrik alanın da enerjisi vardır. Enerji, durumun bir fonksiyonudur ve alanın durumu yoğunluk tarafından verilir. Buradan, elektrik alanının enerjisinin, yoğunluğun tek değerli bir fonksiyonu olduğu sonucu çıkar. Alanda enerji konsantrasyonu kavramını tanıtmak son derece önemli olduğundan. Alan enerji konsantrasyonunun ölçüsü yoğunluğudur:

için bir ifade bulalım. Bunun için, her yerde homojen olduğunu varsayarak düz bir kapasitörün alanını ele alıyoruz. Herhangi bir kapasitördeki bir elektrik alanı, şarjı sırasında ortaya çıkar ve bu, bir plakadan diğerine yük transferi olarak gösterilebilir (şekle bakın). Ücret transferinde harcanan temel iş ͵ şuna eşittir:

a, işin tamamıdır:

alan enerjisini artırmaya giden yol:

Buna göre (elektrik alan yoktu), kapasitörün elektrik alanının enerjisi için şunu elde ederiz:

Düz kapasitör durumunda:

çünkü, - kapasitörün hacmi, alanın hacmine eşittir. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, elektrik alanının enerji yoğunluğu:

Bu formül yalnızca izotropik bir dielektrik durumunda geçerlidir.

Elektrik alanının enerji yoğunluğu, yoğunluğun karesi ile orantılıdır. Bu formül, düzgün bir alan için elde edilmiş olmasına rağmen, herhangi bir elektrik alanı için geçerlidir. Genel durumda, alan enerjisi aşağıdaki formülle hesaplanabilir:

İfade geçirgenliği içerir. Bu, bir dielektrikteki enerji yoğunluğunun bir vakumdakinden daha büyük olduğu anlamına gelir. Bunun nedeni, bir dielektrikte bir alan oluştururken, dielektrik polarizasyonu ile bağlantılı ek işlerin yapılmasıdır. Elektrik indüksiyon vektörünün değerini enerji yoğunluğu ifadesinde yerine koyalım:

İlk terim, alanın boşluktaki enerjisiyle, ikincisi, dielektrik birim hacminin polarizasyonu için harcanan işle ilgilidir.

Alan tarafından polarizasyon vektörünün artışında harcanan temel iş eşittir.

Bir dielektrik birim hacmi başına polarizasyon işi:

çünkü kanıtlamak istediğimiz şey buydu.

Uzayda herhangi bir noktada üst üste binme ilkesine göre iki nokta yükten oluşan bir sistem düşünün (şekle bakın):

Elektrik alan enerji yoğunluğu

Birinci ve üçüncü terimler, sırasıyla yüklerin elektrik alanlarıyla ilişkilidir ve ikinci terim, yüklerin etkileşimi ile ilişkili elektrik enerjisini yansıtır:

Yüklerin öz enerjisi pozitiftir ve etkileşim enerjisi hem pozitif hem de negatif olabilir.

Bir vektörün aksine, bir elektrik alanının enerjisi toplamsal bir miktar değildir. Etkileşim enerjisi daha basit bir ilişki ile temsil edilebilir. İki nokta yükü için etkileşim enerjisi:

toplamı olarak temsil edilebilir:

yükün bulunduğu yerdeki yük alanının potansiyeli nerede ve yükün bulunduğu yerdeki yük alanının potansiyeli nerede.

Elde edilen sonucu, keyfi sayıda ücret sistemine genelleştirerek, şunu elde ederiz:

sistemin şarjı nerede, şarjın olduğu yerde oluşan potansiyel, Tüm kalan sistem ücretleri.

Yükler kütle yoğunluğu ile sürekli olarak dağıtılırsa, toplam hacim integrali ile değiştirilmelidir:

hacim elemanında sistemin tüm yüklerinin yarattığı potansiyel nerede. Ortaya çıkan ifade eşleşir toplam elektrik enerjisi sistemler.

Çeşitli teknolojik süreçler için doğru formlarda hazırlamak için enerjinin çekildiği doğal doğal kaynaklara enerji kaynakları denir. Aşağıdaki temel enerji kaynakları türleri vardır: yakıtın kimyasal enerjisi; b atom enerjisi; su gücüne, yani hidrolik; r güneşin radyasyon enerjisi; d rüzgar gücü e gelgitlerin enerjisi; Peki jeotermal enerji. Birincil enerji kaynağı veya enerji kaynağı kömür gaz yağı uranyum konsantresi hidroelektrik güneş enerjisi...

Bu çalışma size uymuyorsa sayfanın alt kısmında benzer çalışmaların listesi bulunmaktadır. Arama butonunu da kullanabilirsiniz

Ders numarası 1.

Temel tanımlar

Güç sistemi (güç sistemi)ortak bir mod ve bu modun ortak kontrolü ile birbirine bağlı ve bağlı elektrik santralleri, elektrik şebekeleri ve elektrik tüketicilerinden oluşur.

Elektrik gücü (elektrik) sistemi- bu, elektrik santralinin, elektrik şebekelerinin ve elektrik tüketicilerinin bir dizi elektrikli parçası, yani. ısı şebekeleri ve ısı tüketicileri hariç, enerji sisteminin bir parçasıdır.

Elektrik ağı- trafo merkezleri, şalt cihazları, havai ve kablolu elektrik hatlarından oluşan elektrik enerjisinin dağıtımı için bir dizi elektrik tesisatı.

Elektrik trafo merkezleri- elektriği bir voltaj veya frekanstan başka bir voltaj veya frekansa dönüştürmek için tasarlanmış bir elektrik tesisatı.

Güç sistemlerinin özellikleri

Elektriksel olarak bağlı ağların tüm noktalarındaki frekans aynıdır

Tüketilen ve üretilen kapasitelerin eşitliği

Farklı ağ düğümlerindeki voltaj aynı değil

Güç sistemlerini birbirine bağlamanın faydaları

Güç kaynağının güvenilirliğini artırma

Güç sistemlerinin sürdürülebilirliğini geliştirmek

Enerji sistemlerinin teknik ve ekonomik göstergelerinin iyileştirilmesi

Kararlı güç kalitesi

Gerekli güç rezervinin azaltılması

Ünitelerin yükleme koşulları, yük çizelgesinin seviyelendirilmesi ve güç sisteminin maksimum yükünün azaltılması nedeniyle iyileştirilir.

Enlem ve boylamdaki coğrafi konumlarındaki farklılık nedeniyle, ES'nin üretim kapasitelerinin daha eksiksiz bir şekilde kullanılması olasılığı vardır.

Güç sistemlerinin operasyonel yönetimi, uygun hesaplamalar temelinde, enerji santrallerinin ve çeşitli voltajlardaki şebekelerin optimal çalışma modunu oluşturan sevk hizmetleri tarafından gerçekleştirilir.

Enerji kaynakları

Yenilenebilir ve yenilenemez enerji kaynakları vardır.

Çeşitli teknolojik işlemler için doğru formlarda hazırlamak için enerjinin çekildiği doğal (doğal) kaynaklara enerji kaynakları denir.

Aşağıdaki ana enerji kaynakları türleri vardır:

a) yakıtın kimyasal enerjisi;

b) atom enerjisi;

c) su enerjisi (yani hidrolik);

d) güneş radyasyon enerjisi;

e) rüzgar enerjisi.

f) gelgit enerjisi;

g) jeotermal enerji.

Birincil enerji kaynağı veya enerji kaynağı (kömür, gaz, petrol, uranyum konsantresi, hidroelektrik, güneş enerjisi vb.), çıkışı elektrik enerjisi veya elektrik ve termal enerji olan bir veya başka bir enerji dönüştürücüsüne girer. Termal enerji üretilmiyorsa, elektrikten termale ek bir enerji dönüştürücü kullanmak gerekir (Şekil 1.1'de kesikli çizgiler).

Ülkemizde tüketilen elektrik enerjisinin en büyük kısmı, dünyanın bağırsaklarından çıkarılan yakıtların - kömür, gaz, akaryakıt (petrol arıtma ürünü) yakılmasıyla elde edilir. Yakıldıklarında yakıtların kimyasal enerjisi termal enerjiye dönüşür.

Yakıtın yakılmasıyla elde edilen ısıl enerjiyi mekanik enerjiye ve bunu elektrik enerjisine dönüştüren santrallere termik santraller (TPP) denir.

Yılın önemli bir bölümünde mümkün olan en büyük yükle çalışan santrallere baz, yılın sadece bir bölümünde "pik" yükü karşılamak için kullanılan santrallere pik denir.

ES sınıflandırması:

1. TPP (CPP, CHPP, GTS, PGPP)
2. Nükleer santraller (1-döngü, 2-döngü, 3-döngü)
3. HES'ler (baraj, yönlendirme)

ES'nin elektrik kısmı

Elektrik santralleri (ES), toplam sayıda ana ve yardımcı ekipmana sahip karmaşık teknolojik komplekslerdir. Ana ekipman elektriğin üretimi, dönüştürülmesi, iletimi ve dağıtımı için, yardımcı ekipman ise yardımcı işlevleri (ölçüm, sinyalizasyon, kontrol, koruma ve otomasyon vb.) yerine getirmek için kullanılır. Jeneratör gerilim baraları ile ES'nin basitleştirilmiş devre şemasında çeşitli ekipmanların karşılıklı bağlantısını göstereceğiz (bkz. Şekil 1).

Pirinç. 1

Jeneratör tarafından üretilen elektrik SS baralarına verilir ve daha sonra SN'nin yardımcı ihtiyaçları, jeneratör voltajı NG'nin yükü ve güç sistemi arasında dağıtılır. Şek. 1 şunlara yöneliktir:

1. Q anahtarları - normal ve acil durum modlarında devreyi açmak ve kapatmak için.

2. QS ayırıcılar - elektrik tesisatının enerjisi kesilmiş kısımlarından voltajı boşaltmak ve onarım işinin üretimi için gerekli olan görünür bir açık devre oluşturmak. Ayırıcılar, kural olarak, operasyonel unsurlar değil onarımdır.

3. SS baraları - kaynaklardan elektrik almak ve tüketiciler arasında dağıtmak için.

4. Röle koruma cihazları РЗ - elektrik tesisatındaki hasarın gerçeğini ve yerini tespit etmek ve hasarlı elemanı kapatmak için bir komut vermek.

5. Otomasyon cihazları A - devreleri ve cihazları otomatik olarak açmak veya değiştirmek için ve ayrıca elektrik tesisatı elemanlarının çalışma modlarını otomatik olarak düzenlemek için.

6. IP ölçüm cihazları - santralin ana ekipmanının çalışmasını ve enerji kalitesini kontrol etmenin yanı sıra üretilen ve sağlanan elektriği hesaba katmak için.

7. Akım trafolarının ölçülmesi TA ve voltaj TV .

Test soruları:

1. Enerji sisteminin ve içerdiği tüm unsurların tanımını verin.
2. Elektriğin temel parametreleri.
3. Hangi enerji kaynakları doğal kaynaklardır?
4. Termik santraller nelerdir?
5. Elektrik üretmenin geleneksel yolları nelerdir?
6. Hangi elektrik üretim yöntemleri geleneksel değildir?
7. Yenilenebilir enerji kaynaklarının çeşitlerini listeler misiniz?
8. Yenilenemeyen enerji kaynaklarının çeşitlerini listeler misiniz?
9. Termik santraller ne tür santrallerdir?
10. Enerji sistemlerini birbirine bağlamanın teknik ve ekonomik avantajları nelerdir?
11. Hangi santrallere baz, hangileri tepe denir?
12. Enerji sistemleri için gereksinimler nelerdir?
13. Otomasyon cihazlarının temel amaçlarını, akım ve gerilim trafolarını, anahtarlarını listeler.
14. Ayırıcıların, röle koruma cihazlarının ve baraların temel amaçlarını listeler. Akım sınırlama reaktörünün amacı nedir?