Шпаргалка по "Физике"

-           Широкое внедрение типовых очистных  сооружений для очистки сточных вод, загрязненных нефтепродуктами.

При рассмотрении проблем  экологии не следует забывать, что  их решение требует больших капитальных  затрат. Так например, установка  газоочистных устройств на энергоблоке  увеличивает капитальные вложения на 30-40%. Уместно отметить, что широкомасштабное внедрение на зарубежных ТЭС дорогостоящих установок по десульфуризации дымовых газов начиналось тогда, когда валовой внутренний продукт на душу населения в стране достигал 6000-7000 долл. США. Поэтому все зарубежные страны очень осторожно, с учетом своих возможностей оценивают конвенции и проекты по снижению выбросов загрязняющих веществ.

Энергетики России в  трудных экономических условиях осуществляют определенные инвестиции в экологические программы, проводят исследовательские и опытно-конструкторские работы, сооружают опытные установки и вводят в действие головные образцы природоохранного оборудования, например, электрофильтры нового поколения, системы очистки дымовых газов, технологии химводоочистки с минимальными сбросами сточных вод.

В 1996 г. в РАО “ЕЭС России”  институтами отрасли была завершена  разработка Экологической Программы, определяющей основные направления  научно-технической политики для  решения экологических проблем  электроэнергетики с целью снижения негативного воздействия энергетического производства на природу и человека.

Одним из основных направлений  Программы является создание “экологически  чистых” ТЭС, парогазовых и газотурбинных  установок, отличающихся повышенной экономичностью и более высокими экологическими показателями. В настоящее время складываются объективные предпосылки для внедрения парогазовых технологий в энергетику страны, в частности, благодаря новым технологическим возможностям газотурбостроения.

Однако и на экологически “совершенных” электростанциях весьма значительны остаточные выбросы в атмосферу, требующие тысячекратного разбавления, с тем чтобы обеспечивались санитарно-гигиенические нормы в приземном слое воздуха. Поэтому весьма актуальна задача организации информационной системы экологического мониторинга тепловых электростанций и состояния прилегающей к ним окружающей среды.

Научно обоснованное решение этой задачи требует проведения комплексных натурных исследований, так как только в таких исследованиях  можно получить данные, отражающие физико-географические и метеорологические особенности района расположения станции, учитывающие характеристики источников выбросов и сбросов, и затем на их основе верифицировать математические модели, используемые для прогностических оценок воздействия ТЭС на окружающую среду.

 

Такие натурные экологические  исследования были организованы на ряде тепловых электростанций. В 80-х годах  они были проведены в Сибири на Назаровской ГРЭС мощностью 1400 МВт  и на Березовской ГРЭС-1 мощностью 1600 МВт.

С начала 90-х годов, т. е. в течение уже нескольких лет, такие исследования проводит ЭНИН на Рязанской ГРЭС (2800 МВт). К этим исследованиям  были привлечены независимые ученые из институтов Академии наук, Росгидромета, Минздрава, высших учебных заведений. В них принимали участие биологи, геохимики, почвоведы, гидрохимики, лесоводы, медики, гигиенисты, метеорологи, энергетики. Выполнены экспедиционные исследования источников выбросов и сбросов и состояния атмосферного воздуха, снежного покрова, почв, поверхностных вод, наземной растительности и водной биоты. Основные выводы, к которым позволили прийти эти исследования, состоят в следующем.

-           Если тепловые электростанции  удовлетворяют существующим гигиеническим  нормативам, т. е. концентрации  в атмосферном воздухе выбрасываемых веществ не превышают ПДК, то за десятилетия работы станции не наблюдается видимых негативных последствий.

-          Загрязнение почв летучей золой не обнаружено; микроэлементный состав почв близок к среднему содержанию химических элементов в земной коре соответствующего региона.

-           Основное влияние на древесную  растительность, на почвенный покров  в районах расположения ТЭС  оказывают общие антропогенные  нагрузки, связанные с развитием  инфраструктуры соответствующих  регионов - транспорт, рекреационное вытаптывание, сельскохозяйственное производство.

В районе Рязанской ГРЭС, эксплуатируемой с 1974 года и использующей три вида топлива (уголь, природный  газ, мазут), не было выявлено накопления в растительности химических элементов, содержащихся в выбросах ГРЭС, которые оказались бы выше уровня регионального фона.

-           Анализ состояния поверхностных  водотоков и водоемов в районах  расположения исследованных тепловых  электростанций показал, что основным  источником загрязнения вод являются не сбросы ТЭС, а органика и нефтепродукты.

-           Сброс нагретых вод в водохранилище  Рязанской ГРЭС сопровождается  усилением процессов его самоочищения  от загрязнений, поступающих в него с речным стоком.

В программах продолжающихся НИР по изучению, оценке и прогнозированию воздействия теплоэнергетики на окружающую среду предусматриваются:

-      установление  допустимых нагрузок техногенного  воздействия на компоненты окружающей  среды с учетом специфики природных условий регионов;

-      развитие эколого-экономического моделирования для регионов расположения ТЭС с учетом их инфраструктуры и природных условий;

-      применение  новых информационных технологий для экологического мониторинга.

В заключение хочется  подчеркнуть, что развитие электроэнергетики любой страны должно рассматриваться с позиций глобального взаимодействия ее с окружающей средой. Обязательность такого подхода обусловлена тем, что газообразные выбросы ТЭС, рассеиваясь в атмосфере и претерпевая физико-химические превращения, переносятся воздушными массами на большие расстояния. В последние годы все большее внимание обращают на потенциальную возможность изменения климата планеты, вызванного нарушением радиационного теплового баланса Земли в результате накопления продуктов сгорания органического топлива (СО2) в атмосфере и усиления парникового эффекта.

 

Из приведенных в  моем докладе данных следует, что  удельная антропогенная нагрузка для  территории России - самая низкая по сравнению с наиболее промышленно  развитыми странами. При этом основными потребителями кислорода для сжигания органического топлива и, соответственно, основными поставщиками выбросов в окружающую среду являются как раз промышленно развитые страны. В то же время продуктивность биоты на территории этих стран может быть явно недостаточной, чтобы компенсировать выбросы внутри страны. Таким образом, оказывается, что целый ряд стран бесплатно использует природные ресурсы других государств в виде продукции их биоты.

С этой точки зрения важно  отметить, что в России имеется самый крупный в мире массив ненарушенных экосистем, что положительно сказывается в глобальных масштабах. Считается, что леса и ветланды России играют такую же роль в стабилизации окружающей среды Северного полушария, как и вся бразильская часть Амазонки для Южного полушария.

В связи с этим следует  остановиться на вопросе о международных  обязательствах России в части эмиссии парниковых газов.

Рамочная конвенция  ООН об изменении климата, подписанная  от имени Российской Федерации в 1992 г. на Конференции ООН по окружающей среде, обязывает страны-участники к 2000 г. вернуться по уровню выбросов углекислого газа к 1990 г. Стратегия дальнейшего сокращения эмиссии предполагает к 2050 г. снижение эмиссии СО2 в развитых странах и в России на 80 % от уровня 1990 г.

Однако стартовые условия  России и развитых промышленных стран  по удельной эмиссии парниковых газов  и удельным энерговложениям, а также  по удельному валовому национальному  продукту совершенно различны. США, например, занимали сдержанную позицию в отношении законодательного решения по ограничению выбросов парниковых газов. Самое важное обстоятельство, определяющее такую позицию, - это огромные экономические издержки, связанные с реализацией соответствующих мер. Как известно, США являются крупнейшим поставщиком парниковых газов в атмосферу: при населении около 5% от общемирового, страна дает более 20% выброса газов, вызывающих парниковый эффект, в том числе 23% СО2, от 15 до 20% оксидов азота.

Поэтому, с нашей точки  зрения, Россия должна очень взвешенно относиться к принятию на себя международных обязательств в этой области. Слишком жесткие обязательства, не адекватные ни уровню эмиссий парниковых газов в стране, ни ее экономическим возможностям, ставят Россию, при всей ее природной и ресурсной уникальности, в положение, сдерживающее динамичное развитие ее энергетики.

 

4/ Параметры режима электрических  сетей.

Электрическая сеть состоит  из разных элементов имеющих каждый свое назначение и конструктивное выполнение. Каждый из участков электрической сети характеризуется одинаковым набором параметров (r, x, g, b, Kt ).

r – актривное сопротивление, Ом;

x – реактивное сопротивление, Ом;

g – активная проводимость, См;

b – реактивная проводимость, См;

Kt – коэффициент трансформации.

Параметры отражают характерные свойства элементов сети и различаются только количественно.

Для количественного  определения свойств элементов  электрической сети составляется схема  замещения. На ней указывают все  параметры, определяющие состояние  электрической сети. Схемы замещения  сети составляются из схем замещения отдельных элементов, они отличаются от принципиальных схем соединения этих элементов.

Принципиальные схемы  соединений (схемы коммутации) нужны  только для определения направления  передачи электрической энергии  и степени резервирования питания потребителей. В них каждый элемент сети имеет изображение, отражающее его действие в решении задачи электроснабжения.

Схема замещения сети составляется для выполнения расчетов рабочих режимов. Каждый элемент  сети в ней может отражаться несколькими подэлементами.

При характеристике симметричных рабочих режимов схемы замещения  составляются на одну фазу трехфазной сети, общей является нейтраль цепи.

Потери активной мощности отражаются активными сопротивлениями (r) или проводимостями (g). Потери реактивной мощности отражаются реактивными (индуктивными) сопротивлениями или проводимостями. Генерация реактивной мощности отражается отрицательными реактивными емкостными сопротивлениями или проводимостями.

Различают продольные и  поперечные ветви схем замещения. Продольными называются ветви, по которым проходит ток нагрузки. Потери мощности в этих ветвях определяются нагрузочным током.

Поперечными называются ветви, которые включены на полное напряжение (непосредственно соединены с  нейтралью схемы). Потери мощности в этих ветвях определяются подведенным напряжением.

Особо отражается на схемах замещения явление трансформации. Это относится к сетям, состоящим  из участков разных номинальных напряжений и рассматриваемых вместе.

Элемент трансформации  отражает факт изменения параметров режима - напряжений и токов. Значения полной мощности при этом не изменяются (потери в трансформаторах отражаются другими элементами схемы).

Особыми являются и элементы, отражающие работу потребителей и пунктов  питания. Они отражают факт потребления и генерации мощности, их представляют активными элементами схемы – нагрузками. При этом генерация мощности рассматривается как отрицательная нагрузка. Совокупность нагрузок определяет режим сети.

Линия электропередачи как элемент электрической сети

Передача электрической  энергии по линиям обусловлена распространением электромагнитного поля в проводах и окружающим их пространстве. При  действии переменного напряжения возникают  переменное магнитное поле вокруг проводов и переменное электростатическое поле между фазными проводами и между каждым из проводов и землей. Условное изображение элементов этих полей показано на рисунке для одного провода ВЛ.

Возникновение переменного  электрического поля приводит к появлению  токов смещения (зарядных токов), величины которых зависят как от свойств диэлектрика, окружающего проводник, так и от разности потенциалов между проводом и землей, а для трехфазной линии также и между фазными проводами. Зарядные токи, накладываясь на нагрузочный ток, определяют постепенное изменение тока вдоль длины линии. Электромагнитное поле характеризуется напряженностью, также изменяющейся вдоль длины линии. Это приводит к наведению эдс самоиндукции и взаимоиндукции, неравных для различных элементов длины линии. Неравенство этих эдс определяет сложный закон изменения напряжения по линии и изменение токов смещения (зарядных токов) вдоль длины линии.

Погонные (удельные) параметры линий

Погонное (удельное) (на единицу  длины) активное сопротивление rо при частоте 50 Гц и обычно применяемых сечениях алюминиевых или медных проводов и жил кабелей можно принять равным погонному омическому сопротивлению. Явление поверхностного эффекта начинает заметно сказываться только при сечениях порядка 500 мм2.

Активное сопротивление  – это сопротивление при протекании по проводнику переменного тока, омическое - это сопротивление при протекании по тому же проводнику постоянного тока. Для сталеалюминиевых проводов явление поверхностного эффекта также незначительно и может не учитываться.

Значительное влияние на активное сопротивление оказывает температура материала проводников, которая зависит от температуры окружающей среды и тока нагрузки.

Погонные (удельные) реактивные (индуктивные) сопротивления фаз  линий в общем случае получаются разными. Они определяются взаимным расположением фаз и геометрическими параметрами. При расчетах симметрических рабочих режимов пользуются средними значениями (независимо от транспозиции фаз линии).