Kintamosios elektros srovės generavimas ir perdavimas
Kintamoji srovė yra srovė, kurios dydis ir kryptis periodiškai kinta. Kintamosios srovės dėka šiandien mūsų namuose yra šviesos ir šilumos. Visos mūsų laikų pramonės įmonės ir gamybos veikia tik kintamosios srovės dėka. Be kintamosios srovės šiuolaikinės civilizacijos technologinė pažanga būtų tiesiog neįmanoma.
Kintamajai srovei gauti naudojami elektromechaniniai įtaisai, vadinamieji indukciniai generatoriai… Juose vienaip ar kitaip gauta mechaninė energija perduodama rotoriui, rotorius sukasi, ko pasekoje rotoriaus sukimosi mechaninė energija elektromagnetinės indukcijos būdu paverčiama elektros energija.
Prisiminkite, kad jei pasukate magnetą laidžiojo rėmo viduje, rėmelyje bus indukcija kintamoji srovė… Generatorius veikia šiuo principu. Tik pramoniniame generatoriuje statorius atlieka rėmo vaidmenį, o magneto vaidmenį atlieka rotorius su magnetizuojančia rite, iš tikrųjų besisukantis elektromagnetas.
Pramoniniame generatoriuje statorius yra didžiulė plieninė konstrukcija žiedo su grioveliais viduje. Šiose plyšiuose klojama varinė trifazė apvija. Magnetinį lauką, kaip jau minėjome, sukuria rotorius, kuris yra plieninė šerdis su pora (arba keliomis poromis, priklausomai nuo vardinio rotoriaus greičio) polių, kuriuos sudaro srovė rotoriaus apvijoje. Nuo žadintuvo į rotoriaus apviją tiekiama nuolatinė srovė.
Pagal dviejų polių indukcinio generatoriaus schemą nesunku suprasti, kad rotoriaus magnetinio lauko jėgos linijos kerta statoriaus apvijos posūkius, o vieną kartą per apsisukimą rotoriaus magnetinis srautas keičia savo kryptį. atsižvelgiant į tuos pačius statoriaus apsisukimus.
Taigi statoriaus apvijoje susidaro kintamoji srovė, o ne pulsuojanti nuolatinė srovė. Jei mes kalbame apie atominę elektrinę, tada generatoriaus rotorius gauna mechaninį sukimąsi iš garo, kuris, esant didžiuliam slėgiui, tiekiamas į turbinos, prijungtos prie rotoriaus, mentes. Garai atominėje elektrinėje gaminamas iš vandens, kuris šildomas branduolinės reakcijos šiluma, tiekiama į vandenį per šilumokaitį.
Rusijoje kintamosios srovės dažnis tinkle yra 50 Hz, tai reiškia, kad dviejų polių generatoriaus rotorius turi padaryti 50 apsisukimų per sekundę. Taigi atominėje elektrinėje rotorius daro 3000 apsisukimų per minutę, o tai tiesiog suteikia generuojamos srovės dažnį 50 Hz. Keičiasi generuojamos srovės kryptis pagal sinusoidinį (harmoninį) dėsnį.
Generatoriaus apvija yra padalinta į tris dalis, todėl kintamoji srovė yra trifazė.Tai reiškia, kad kiekvienoje iš trijų statoriaus apvijos dalių susidaręs EMF fazinis poslinkis vienas kito atžvilgiu 120 laipsnių. Efektyvioji generuojamos įtampos vertė elektrinėje gali būti nuo 6,3 iki 36,75 kV, priklausomai nuo generatoriaus tipo.
Norėdami perduoti elektros energiją dideliu atstumu, aukštos įtampos elektros linijos (PTL)… Bet jei elektra perduodama be konvertavimo, ta pačia įtampa, kuri ateina iš generatoriaus, tada perdavimo metu energijos nuostoliai bus didžiuliai ir galutinio vartotojo praktiškai niekas nepasieks.
Faktas yra tas, kad energijos nuostoliai perdavimo laiduose yra proporcingi srovės vertės kvadratui ir tiesiogiai proporcingi laidų varžai (žr. Džaulio-Lenco dėsnis). Tai reiškia, kad norint efektyviau perduoti ir paskirstyti elektrą, pirmiausia reikia kelis kartus padidinti įtampą, kad tokiu pat kiekiu sumažėtų srovė ir dėl to žymiai sumažėtų transportavimo nuostoliai. Ir tik padidintą įtampą prasminga perkelti į elektros linijas.
Todėl elektra pirmiausia tiekiama iš elektrinės į transformatorių pastotę... Čia įtampa padidinama iki 110-750 kV ir tik tada tiekiama į elektros linijas. Tačiau vartotojui reikia 220 arba 380 voltų, todėl linijos gale aukštoji įtampa transformatorių pastotėmis nuleidžiama atgal iki 6-35 kV.
Transformatorius įrengiamas pastotėje prie mūsų namo arba įmontuojamas į namą. Čia įtampa vėl krenta — nuo 6-35 kV iki 220 (380) voltų, kurie jau paskirstomi vartotojams.Per įvesties paskirstymo įrenginį laidų ir kabelių tinklas išsiskiria į skirtingas patalpas.