Шпаргалка по "Физике"

 

16. Собственные нужды ТЭС и АЭС.

Собственные нужды электростанции, комплекс вспомогательного электрического оборудования электростанции, обеспечивающего бесперебойную  работу её основных агрегатов (паровых котлов, турбогенераторов, ядерных реакторов или гидротурбин). В состав Собственные нужды электростанции входят: силовая и осветительная электросети станции, аккумуляторные установки, аварийные источники электропитания, электродвигатели всех механизмов — насосов (водяных, нефтяных, масляных и т.д.), вентиляторов, а на наиболее распространённых тепловых электростанциях — также механизмов разгрузки железнодорожных вагонов, подачи топлива, угледробления и пылеприготовления.

 

  Электроприёмники Собственные нужды электростанции подразделяют на группы в соответствии с требованиями бесперебойной работы. К группе наиболее ответственных (HO) относят электроприёмники, выход из строя которых приводит к нарушению нормального режима работы станции или к аварии. На ТЭС это — электродвигатели питательных насосов паровых котлов, на АЭС — системы управления и защиты реактора, механизмы расхолаживания реактора, на ГЭС — механизмы, обеспечивающие циркуляцию масла и воды в системах смазки и охлаждения, механизмы закрытия дроссельных затворов напорных трубопроводов. Организация работы HO электроприёмников предусматривает их надёжное резервирование, обеспечивающее высокую надёжность устройств Собственные нужды электростанции Затраты электроэнергии на работу Собственные нужды электростанции составляют (в % от общего кол-ва электроэнергии, вырабатываемой станцией) от 0,2 на ГЭС большой мощности до 12 на АЭС с. газовым теплоносителем.

 

17. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии.

Солнечная энергия пригодна либо для производства низкопотенциального тепла либо для производства электроэнергии. В первом случае применяются плоские неконцентрирующие солнечные коллекторы, в которых теплоносителями могут быть вода, воздух или антифризы. Коллекторы устанавливаются неподвижно на крышах домов под углом к горизонту, равным широте местности. В зависимости от условий инсоляции в коллекторах теплоноситель нагревается на 40 - 50њ С больше, чем температура окружающей среды. В ряде стран, расположенных в низких широтах (например, Кипр, Израиль, Турция, Греция и др.), такие устройства получили широкое распространение. Они практически полностью покрывают потребности населения в горячей воде, во всяком случае, во время летнего сезона и оказываются экономически выгодными. Электроэнергия от светового потока может производиться двумя путями: путем прямого преобразования в фотоэлектрических установках либо за счет нагрева теплоносителя, который производит работу в том или ином термодинамическом цикле.

Ветровая  энергия используется для производства механической или электрической энергии. Наиболее распространенным типом ветровых установок (ВЭУ) является турбина с горизонтальным валом и числом лопастей от 1 до 3. Турбина, мультипликатор и электрогенератор размещаются в гондоле, установленной на верху мачты. В последних моделях ВЭУ используются асинхронные генераторы переменной мощности, а задачу кондиционирования вырабатываемой энергии выполняет электроника.

Стоимость установленного киловатта современных  ветровых установок снижена примерно до 1000 долл. При среднегодовой скорости ветра около 7 м/с и работе на полной мощности 2500 ч/год такая установка вырабатывает электроэнергию стоимостью 7 - 8 цент/кВт? ч. Сегодня наиболее распространены ВЭУ единичной мощностью 100 - 500 кВт, хотя построены и эксплуатируются агрегаты единичной мощностью в несколько мегаватт.

Малые ВЭУ (мощностью менее 100 кВт) обычно предназначаются для автономной работы. Более крупные установки  создаются как сетевые. Как правило, на одной площадке устанавливается  достаточно большое количество ВЭУ, образующих так называемую ветровую ферму. На одной из них в Калифорнии (США) размещено около тысячи ВЭУ, так что суммарная установленная мощность фермы превышает 100 Мвт.

Геотермальная энергия, строго говоря, не является возобновляемой, поскольку речь идет не об использовании постоянного потока тепла, поступающего из недр к поверхности (в среднем 0,03 Вт/м2), а об использовании тепла, запасенного жидкими или твердыми средами, находящимися на определенных глубинах. В большинстве мест так называемая геотермальная ступень, определяемая тепловым потоком и теплопроводностью пород, составляет не более 3њ /100 м. Однако в местах молодого вулканизма, вблизи разломов земной коры геотермальная ступень повышается в несколько раз, и уже на глубинах в несколько сот метров (иногда в несколько километров) имеются либо сухие горные породы, нагретые до 100њ С и более, либо запасы воды или пароводяной смеси такой температурой. Сегодня для получения тепла или для производства электроэнергии используются исключительно термальные воды или парогидротермы.

Существующие  геотермальные электростанции (геоТЭС) представляют собой одноконтурные  системы, в которых геотермальный  пар непосредственно работает в  паровой турбине, или двухконтурные  с низкокипящим рабочим телом  во втором контуре. Наиболее распространены геоТЭС в Италии, Исландии, Японии и США. Единичная мощность таких геоТЭС составляет единицы (иногда десятки) мегаватт.

Биомасса  представляет собой весьма широкий  класс энергоресурсов и включает древесину, отходы промышленные (лесной и деревообрабатывающей промышленности), сельскохозяйственные и бытовые. Энергетическое использование биомассы возможно через сжигание, газификацию и пиролиз, биохимическую переработку с получением спиртов или биогаза. Каждый из этих процессов имеет свою область применения и назначение. Некоммерческое использование биомассы (проще говоря, дров) наносит большой ущерб окружающей среде. Хорошо известны проблемы обезлесивания и опустынивания в Африке, сведение тропических лесов в Южной Америке. С другой стороны, использование древесины от возобновляемых плантаций является примером получения энергии от органического сырья с суммарными нулевыми выбросами диоксида углерода.

 

18. Вторичные ресурсы и энергосберегающие технологии.

 

 

 

19. Виды электромагнитных помех.

Способность приборов и устройств нормально  функционировать в условиях воздействия  на них электрических, магнитных  и электромагнитных полей, а также  не создавать собственных электромагнитных помех недопустимого уровня называется электромагнитной совместимостью. При анализе воздействия электромагнитных помех особое внимание уделяется причинам их возникновения, путям распространения, особенностям воздействия на различные объекты, а также мерам, методам и средствам защиты и подавления электромагнитных помех.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ  ПОМЕХА (ЭП) – нежелательное воздействие  электромагнитного, электрического и  магнитного полей, а также тока и  напряжения любого источника, которое  может ухудшить качество функционирования системы за счет искажения информативных  параметров полезного сигнала. Вследствие сложности и многообразия электромагнитных помех их классифицируют по различным признакам в зависимости от характера источника и способа распространения.

По  происхождению электромагнитные помехи бывают естественные (природные) и искусственные, причем последние могут быть непреднамеренные (индустриальные) и преднамеренные (организованные). Естественные ЭП образуются электромагнитными процессами и явлениями, которые объективно происходят в различных оболочках Земли и космосе и непосредственно не связаны с деятельностью человека. Искусственные или индустриальные ЭП обусловлены электромагнитными процессами и явлениями в различных технических системах, созданных человеком. Непреднамеренные ЭП возникают из-за особенностей физического процесса, несовершенства технологических средств и предпринятых организационных и технических мер.

По  типу распространения выделяют пространственные и кондуктивные помехи. Первые характеризуются  воздействием через излучаемое и  распространяющееся в пространстве электромагнитное поле, а вторые проникают в аппаратуру по проводниковым каналам связи и электропитания. В частности, кондуктивными называют помехи, возникающие при связи через общее сопротивление, например через заземляющие шины или источники питания. При этом токи от различных схем протекают через общее сопротивление, падение напряжения на котором от каждого из токов будет помехой для других схем. ЭП в виде излучения от источников помех являются наиболее распространенными. Характеристики излучаемых ЭП определяются источником помех, расстоянием до приемника помех и параметрами окружающей среды.

По  месту расположения источника помехи относительно исследуемого электронного устройства различают внешние (внесистемные, внеблочные), внутренние (внутрисистемные) и собственные помехи. Очевидно, что внешние помехи вызваны процессами в других устройствах, внутрисистемные – возникают как электромагнитные явления и связи, не предусмотренные схемой и конструкцией устройства, а собственные помехи представляют собой шумы компонентов, связанные с функционированием самого устройства.

По  типу сигнала помехи различают: случайные  и детерминированные. В свою очередь  те и другие бывают импульсными, широкополосными  и узкополосными.

Такая классификация позволяет оценить  помеховую обстановку в целом, проанализировать и сформировать подход к устранению нежелательного воздействия конкретного вида помех и ИИС.

Кроме того, в научно-технических документах и технической литературе пользуются специальными терминами для характеристики помеховой обстановки:

Приемником  или рецептором помех являются любые  системы или составляющие их части  вплоть до элементов и отдельных  компонентов, на которых сказывается  действие помех.

Восприимчивость – эта мера реакции приемника  на помеху, характеризующая его способность снижать качество функционирования под действием помехи.

Помехоустойчивость - cвойство приемника сохранять  качество функционирования при воздействии  помехи, то есть противостоять ей за счет системотехнических мер.

Помехозащищенность - cвойство приемника сохранять качество функционирования и противостоять помехам за счет схемотехнических, конструктивно-технологических и дополнительных мер защиты, не изменяющих принципов действия и построения приемника.

Решение проблемы электромагнитной совместимости данной системы, как правило, всегда начинается с изучения электромагнитной обстановки, т.е. совокупности электромагнитных, электрических и магнитных полей, а также токов и напряжений помех, которые существуют в этой области пространства и могут влиять на функционирование прибора или системы в целом.

  Электромагнитная обстановка формируется  всеми видами существующих в  заданной ситуации электромагнитных  помех, создаваемых как внешними, так и внутренними источниками.

  Источники электромагнитных помех  весьма разнообразны и имеют различные характеристики: интенсивность, направленность, временной и частотный диапазоны и т.д. Классификация помех по причинам из возникновения является одним из основных и наиболее полезных видов анализа помех.

Среди наиболее важных типов помех можно назвать:

собственные шумы компонентов электронных схем;

наводки в измерительных линиях, в каналах  связи, приборах и т.д., обусловленные  нелинейностью и не идеальностью характеристик компонентов электронных  схем, взаимовлияния электронных устройств через общие каналы связи;

индустриальные (или промышленные);

естественные  помехи.

 

 

 

 

20. Показатели качества электроэнергии.

Показатели  качества электроэнергии имеют собственное  понятие качества относительно других видов продукции. Электрическая энергия имеет очень широкий спектр применения и обладает рядом специфических свойств которые влияют на качество производимой продукции. Потребитель электрической энергии имеет четко обозначенные технические характеристики по условиям присоединения к электрической сети: напряжение, ток потребления, мощность, частота. Качество электрической энергии определяется совокупностью требований, при которых потребители электрической энергии будут работать в режиме, позволяющем выполнять заложенные в них функции.

Поэтому в соответствии с Законом Российской Федерации «О защите прав потребителей» (ст.7) и постановлением Правительства  России от 13 августа 1997г. №1013 электрическая  энергия подлежит обязательной сертификации по показателям качества электроэнергии согласно ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения».

Показателями  качества электроэнергии являются:

отклонение  напряжения от своего номинального значения;

колебания напряжения от номинала;

несинусоидальность напряжения;

несимметрия напряжений;

отклонение  частоты от своего номинального значения;

длительность  провала напряжения;

импульс напряжения;

временное перенапряжение.

Отклонения  напряжения от своего номинального значения оказывает значительное влияние на работу электродвигателей. В случае снижения напряжения на зажимах двигателя уменьшается реактивная мощность намагничивания, при той же потребляемой мощности увеличивается ток двигателя, что вызывает перегрев изоляции. Повышенный износ изоляции приводит к сокращению срока службы двигателя. При значительном снижении напряжения на зажимах асинхронного двигателя, возможно его «опрокидывание» резкое падение момента на его валу и значительный рост тока в обмотках статора, что может привести к его возгоранию. Снижение напряжения ухудшает и условия пуска двигателя, так как при этом уменьшается его пусковой момент. Повышение напряжения на выводах двигателя приводит к увеличению потребляемой им реактивной мощности, которую необходимо компенсировать.

Колебания напряжения: