Produksi, transmisi dan konsumsi energi listrik. Transformator

PENGGUNAAN ENERGI LISTRIK DALAM BERBAGAI BIDANG ILMU
DAN DAMPAK ILMU PENGGUNAAN LISTRIK DALAM KEHIDUPAN

Abad ke-20 telah menjadi abad ketika ilmu pengetahuan menyerbu semua bidang masyarakat: ekonomi, politik, budaya, pendidikan, dll. Secara alami, ilmu pengetahuan secara langsung mempengaruhi perkembangan energi dan ruang lingkup ketenagalistrikan. Di satu sisi, sains berkontribusi pada perluasan ruang lingkup energi listrik dan dengan demikian meningkatkan konsumsinya, tetapi di sisi lain, di era ketika penggunaan sumber daya energi tak terbarukan yang tidak terbatas menimbulkan bahaya bagi generasi mendatang, pengembangan teknologi hemat energi dan penerapannya dalam kehidupan menjadi tugas ilmu pengetahuan yang mendesak. .

Mari kita pertimbangkan pertanyaan-pertanyaan ini pada contoh-contoh spesifik. Sekitar 80% pertumbuhan PDB (produk domestik bruto) di negara maju dicapai melalui inovasi teknis, yang sebagian besar terkait dengan penggunaan listrik. Segala sesuatu yang baru dalam industri, pertanian, dan kehidupan sehari-hari datang kepada kami berkat perkembangan baru di berbagai industri sains.

Sebagian besar perkembangan ilmiah dimulai dengan perhitungan teoretis. Tetapi jika pada abad kesembilan belas perhitungan ini dilakukan dengan menggunakan pena dan kertas, maka pada zaman revolusi ilmu pengetahuan dan teknologi (revolusi ilmu pengetahuan dan teknologi), semua perhitungan teoritis, pemilihan dan analisis data ilmiah, dan bahkan analisis linguistik karya sastra adalah dilakukan dengan menggunakan komputer (komputer elektronik), yang beroperasi pada energi listrik, yang paling nyaman untuk transmisi jarak jauh dan penggunaan. Tetapi jika pada awalnya komputer digunakan untuk perhitungan ilmiah, sekarang komputer telah hidup dari sains.

Sekarang mereka digunakan di semua bidang aktivitas manusia: untuk merekam dan menyimpan informasi, membuat arsip, menyiapkan dan mengedit teks, melakukan menggambar dan karya grafis, otomatisasi produksi dan pertanian. Elektronikisasi dan otomatisasi produksi adalah konsekuensi paling penting dari revolusi "industri kedua" atau "mikroelektronik" dalam perekonomian negara-negara maju. Pengembangan otomatisasi terintegrasi secara langsung berkaitan dengan mikroelektronika, tahap kualitatif baru yang dimulai setelah penemuan mikroprosesor pada tahun 1971 - perangkat logika mikroelektronika yang dibangun ke dalam berbagai perangkat untuk mengontrol operasinya.

Mikroprosesor telah mempercepat pertumbuhan robotika. Sebagian besar robot yang digunakan saat ini termasuk yang disebut generasi pertama dan digunakan dalam pengelasan, pemotongan, pengepresan, pelapisan, dll. Robot generasi kedua yang menggantikannya dilengkapi dengan perangkat untuk mengenali lingkungan. Dan robot "intelektual" generasi ketiga akan "melihat", "merasa", "mendengar". Para ilmuwan dan insinyur di antara bidang yang paling prioritas penerapan nama robot energi nuklir, eksplorasi ruang angkasa, transportasi, perdagangan, pergudangan, perawatan medis, pengolahan limbah, pengembangan kekayaan dasar laut. Mayoritas robot berjalan dengan energi listrik, tetapi peningkatan konsumsi listrik robot diimbangi dengan biaya energi yang lebih rendah di banyak proses manufaktur yang intensif energi melalui pengenalan lebih banyak metode rasional dan proses teknologi hemat energi baru.

Tapi kembali ke sains. Semua perkembangan teoretis baru diverifikasi secara eksperimental setelah perhitungan komputer. Dan, sebagai aturan, pada tahap ini, penelitian dilakukan dengan menggunakan pengukuran fisik, analisis kimia, dll. Di sini, instrumen penelitian ilmiah beragam - banyak alat pengukur, akselerator, mikroskop elektron, tomografi resonansi magnetik, dll. Sebagian besar instrumen sains eksperimental ini menggunakan energi listrik.

Tetapi sains tidak hanya menggunakan listrik dalam bidang teoretis dan eksperimentalnya, ide-ide ilmiah terus-menerus muncul di bidang fisika tradisional yang terkait dengan pembangkitan dan transmisi listrik. Para ilmuwan, misalnya, mencoba membuat generator listrik tanpa bagian yang berputar. Pada motor listrik konvensional, arus searah harus diterapkan ke rotor untuk menciptakan "gaya magnet". Untuk elektromagnet "bekerja sebagai rotor" (kecepatan putarannya mencapai tiga ribu putaran per menit) listrik Anda harus melewati sikat karbon konduktif dan cincin yang bergesekan satu sama lain dan mudah aus. Fisikawan datang dengan ide untuk mengganti rotor dengan pancaran gas panas, pancaran plasma, di mana terdapat banyak elektron dan ion bebas. Jika kita melewatkan pancaran seperti itu di antara kutub magnet yang kuat, maka menurut hukum induksi elektromagnetik arus listrik akan muncul di dalamnya - lagipula, jet itu bergerak. Elektroda dengan mana arus dari pancaran panas harus dihilangkan dapat stasioner, berbeda dengan sikat karbon konvensional. instalasi listrik. Mesin listrik jenis baru disebut generator magnetohidrodinamik.

Pada pertengahan abad ke-20, para ilmuwan menciptakan generator elektrokimia asli, yang disebut sel bahan bakar. Dua gas, hidrogen dan oksigen, dipasok ke pelat elektroda sel bahan bakar. Pada elektroda platinum, gas menyumbangkan elektron ke sirkuit listrik eksternal, menjadi ion dan, ketika digabungkan, berubah menjadi air. Dari bahan bakar gas, listrik dan air langsung didapat. Sumber daya yang nyaman, tenang, dan bersih untuk perjalanan jarak jauh, seperti perjalanan luar angkasa, di mana kedua produk sel bahan bakar paling dibutuhkan.

Metode orisinal lain untuk menghasilkan listrik, yang telah tersebar luas di baru-baru ini, terdiri dari mengubah energi matahari menjadi energi listrik "langsung" - menggunakan instalasi fotovoltaik (baterai surya). Munculnya "rumah surya", "rumah kaca surya", "peternakan surya" dikaitkan dengan mereka. Seperti panel surya digunakan di luar angkasa untuk menyediakan listrik pesawat luar angkasa dan stasiun.

Ilmu di bidang komunikasi dan komunikasi berkembang sangat pesat. Komunikasi satelit digunakan tidak hanya sebagai alat komunikasi internasional, tetapi juga dalam kehidupan sehari-hari - antena parabola tidak jarang di kota kita. Sarana komunikasi baru, seperti teknologi serat, dapat secara signifikan mengurangi kehilangan listrik dalam proses transmisi sinyal jarak jauh.

Ilmu pengetahuan dan bidang manajemen tidak melewatinya. Ketika revolusi ilmiah dan teknologi berkembang, bidang produksi dan non-produksi dari aktivitas manusia berkembang, manajemen mulai memainkan peran yang semakin penting dalam meningkatkan efisiensinya. Dari sejenis seni, hingga saat ini berdasarkan pengalaman dan intuisi, manajemen kini telah menjadi sebuah ilmu. Ilmu manajemen, hukum umum menerima, menyimpan, mengirimkan dan memproses informasi disebut sibernetika. Istilah ini berasal dari kata Yunani "helmsman", "helmsman". Itu ditemukan dalam karya filosof Yunani kuno. Namun, kelahiran barunya sebenarnya terjadi pada tahun 1948, setelah penerbitan buku Cybernetics oleh ilmuwan Amerika Norbert Wiener.

Sebelum dimulainya revolusi "cybernetic", hanya ada ilmu komputer kertas, sarana persepsi utama yang tersisa otak manusia, dan yang tidak menggunakan listrik. Revolusi "cybernetic" memunculkan perbedaan mendasar - informatika mesin, sesuai dengan arus informasi yang meningkat secara besar-besaran, sumber energinya adalah listrik. Cara yang benar-benar baru untuk memperoleh informasi, akumulasi, pemrosesan, dan transmisinya telah dibuat, yang bersama-sama membentuk struktur informasi yang kompleks. Ini termasuk ACS ( sistem otomatis manajemen), bank data informasi, basis informasi otomatis, pusat komputer, terminal video, mesin fotokopi dan fototelegraf, secara nasional Sistem Informasi, satelit dan sistem komunikasi serat optik berkecepatan tinggi - semua ini telah memperluas cakupan penggunaan listrik tanpa batas.

Banyak ilmuwan percaya bahwa dalam kasus ini kita berbicara tentang peradaban "informasi" baru, menggantikan organisasi tradisional dari jenis masyarakat industri. Spesialisasi ini ditandai oleh fitur-fitur penting berikut:

· meluasnya penggunaan teknologi informasi dalam produksi material dan non material, dalam bidang ilmu pengetahuan, pendidikan, kesehatan, dan lain-lain;

adanya jaringan yang luas dari berbagai bank data, termasuk penggunaan umum;

transformasi informasi menjadi salah satu faktor kritis pembangunan ekonomi, nasional dan pribadi;

peredaran informasi yang bebas di masyarakat.

Transisi seperti itu dari masyarakat industri ke "peradaban informasi" menjadi mungkin sebagian besar karena pengembangan energi dan penyediaan jenis energi yang nyaman dalam transmisi dan penggunaan - energi listrik.

LISTRIK DALAM PRODUKSI

Masyarakat modern tidak dapat dibayangkan tanpa elektrifikasi kegiatan produksi. Sudah pada akhir tahun 1980-an, lebih dari 1/3 dari seluruh konsumsi energi di dunia dilakukan dalam bentuk energi listrik. Pada awal abad berikutnya, proporsi ini dapat meningkat menjadi 1/2. Peningkatan konsumsi listrik seperti itu terutama terkait dengan peningkatan konsumsinya di industri. Bagian utama dari perusahaan industri bekerja pada energi listrik. Konsumsi listrik yang tinggi merupakan ciri khas industri padat energi seperti industri metalurgi, aluminium, dan teknik.

Hal ini menimbulkan masalah efisiensi penggunaan energi ini. Ketika listrik ditransmisikan dalam jarak yang jauh, dari produsen ke konsumen, kehilangan panas di sepanjang saluran transmisi tumbuh sebanding dengan kuadrat arus, mis. jika arus menjadi dua kali lipat, maka kehilangan panas meningkat dengan faktor 4. Oleh karena itu, diinginkan bahwa arus dalam saluran kecil. Untuk melakukan ini, naikkan tegangan pada saluran transmisi. Listrik disalurkan melalui saluran yang tegangannya mencapai ratusan ribu volt. Dekat kota-kota yang menerima energi dari saluran transmisi, tegangan ini dibawa ke beberapa ribu volt menggunakan transformator step-down. Di kota itu sendiri, di gardu induk, tegangan turun menjadi 220 volt.

Negara kita menempati wilayah yang luas, hampir 12 zona waktu. Dan ini berarti jika di beberapa daerah konsumsi listriknya maksimal, maka di daerah lain hari kerja sudah berakhir dan konsumsinya berkurang. Untuk penggunaan rasional listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik, mereka digabungkan ke dalam sistem tenaga listrik masing-masing wilayah: bagian Eropa, Siberia, Ural, Timur Jauh dan lain-lain Kombinasi seperti itu memungkinkan penggunaan listrik yang lebih efisien dengan mengoordinasikan pekerjaan masing-masing pembangkit listrik. Sekarang berbagai sistem tenaga digabungkan menjadi satu sistem energi Rusia.

Peluang berikutnya untuk penggunaan yang efektif adalah pengurangan konsumsi energi listrik dengan bantuan teknologi hemat energi dan peralatan modern yang mengkonsumsi jumlah minimum. Pembuatan baja dapat menjadi contoh. Jika pada tahun 60-an metode utama peleburan baja adalah metode open-hearth (72% dari total peleburan), maka pada tahun 90-an teknologi peleburan ini digantikan oleh lebih banyak metode yang efektif: pengonversi oksigen dan peleburan baja listrik.

LITERATUR:

1. Koltun M. Dunia Fisika: Sastra ilmiah dan artistik. - M.: Det. lit., 1984.- 271s.

2. Maksakovskiy V.P. Gambar geografi dunia. Bagian 1. karakteristik umum perdamaian. - Yaroslavl: Upper-Volzh. buku. penerbit, 1995.- 320s.

3. Ellion L., Wilkons W. Fisika. - M.: Nauka, 1967.- 808s.

4. kamus ensiklopedis fisikawan muda /Comp. V.A. Chuyanov. - M.: Pedagogi, 1984.- 352s.

Halaman 1

Pengantar.

Kelahiran energi terjadi beberapa juta tahun yang lalu, ketika orang belajar menggunakan api. Api memberi mereka kehangatan dan cahaya, adalah sumber inspirasi dan optimisme, senjata melawan musuh dan hewan liar, obat, asisten di pertanian, pengawet makanan, alat teknologi, dll.

Mitos indah Prometheus, yang memberi orang api, muncul di Yunani kuno jauh lebih lambat dari, di banyak bagian dunia, metode penanganan api yang agak canggih, produksi dan pemadamannya, konservasi api dan penggunaan rasional bahan bakar.

Selama bertahun-tahun, api dipertahankan dengan membakar sumber energi tanaman (kayu, semak, alang-alang, rumput, ganggang kering, dll.), Dan kemudian ditemukan bahwa dimungkinkan untuk menggunakan zat fosil untuk mempertahankan api: batu bara, minyak , serpih, gambut.

Saat ini, energi tetap menjadi komponen utama kehidupan manusia. Itu memungkinkan untuk membuat berbagai bahan, dan merupakan salah satu faktor utama dalam pengembangan teknologi baru. Sederhananya, tanpa menguasai berbagai macam energi, seseorang tidak dapat sepenuhnya eksis.

Pembangkit listrik.

Jenis pembangkit listrik.

Pembangkit Listrik Tenaga Panas (TPP), pembangkit listrik yang menghasilkan energi listrik sebagai hasil konversi energi panas yang dilepaskan selama pembakaran bahan bakar fosil. Pembangkit listrik termal pertama muncul pada akhir abad ke-19 dan menyebar luas. Pada pertengahan 70-an abad ke-20, pembangkit listrik termal adalah jenis utama pembangkit listrik.

Pada pembangkit listrik termal, energi kimia bahan bakar diubah terlebih dahulu menjadi energi mekanik dan kemudian menjadi energi listrik. Bahan bakar untuk pembangkit listrik semacam itu bisa berupa batu bara, gambut, gas, serpih minyak, bahan bakar minyak.

Pembangkit listrik termal dibagi menjadi kondensasi (CPP), dirancang untuk menghasilkan hanya energi listrik, dan pembangkit panas dan listrik gabungan (CHP), memproduksi, selain listrik energi termal berupa air panas dan uap. IES besar dengan signifikansi distrik disebut pembangkit listrik distrik negara bagian (GRES).

Diagram skema paling sederhana dari IES berbahan bakar batubara ditunjukkan pada gambar. Batubara dimasukkan ke bunker bahan bakar 1, dan darinya - ke pabrik penghancur 2, di mana ia berubah menjadi debu. Debu batubara memasuki tungku pembangkit uap (steam boiler) 3, yang memiliki sistem tabung di mana air yang dimurnikan secara kimia, yang disebut air umpan, bersirkulasi. Di dalam boiler, air memanas, menguap, dan uap jenuh yang dihasilkan dibawa ke suhu 400-650 ° C dan, di bawah tekanan 3-24 MPa, memasuki turbin uap 4 melalui pipa uap. parameter tergantung pada kekuatan unit.

Pembangkit listrik kondensasi termal memiliki efisiensi rendah (30-40%), karena sebagian besar energi hilang dengan gas buang dan air pendingin kondensor. Adalah menguntungkan untuk membangun IES di sekitar lokasi ekstraksi bahan bakar. Pada saat yang sama, konsumen listrik dapat ditemukan pada jarak yang cukup jauh dari stasiun.

Pembangkit listrik dan panas gabungan berbeda dari stasiun kondensasi oleh panas gabungan khusus dan turbin listrik dengan ekstraksi uap dipasang di atasnya. Pada CHPP, satu bagian uap sepenuhnya digunakan di turbin untuk menghasilkan listrik di generator 5 dan kemudian masuk ke kondensor 6, sedangkan bagian lainnya yang memiliki suhu dan tekanan tinggi diambil dari tahap perantara. turbin dan digunakan untuk suplai panas. Pompa kondensat 7 melalui deaerator 8 dan kemudian pompa umpan 9 diumpankan ke pembangkit uap. Jumlah uap yang diekstraksi tergantung pada kebutuhan perusahaan untuk energi panas.

Koefisien tindakan yang bermanfaat CHP mencapai 60-70%. Stasiun semacam itu biasanya dibangun di dekat konsumen - perusahaan industri atau area perumahan. Paling sering mereka bekerja dengan bahan bakar impor.

Stasiun termal dengan turbin gas (GTPP), uap-gas (PGPP) dan pembangkit diesel telah menjadi jauh lebih sedikit.

Bahan bakar gas atau cair dibakar di ruang bakar GTPP; hasil pembakaran dengan temperatur 750-900 masuk ke turbin gas yang memutar generator listrik. Efisiensi pembangkit listrik termal seperti itu biasanya 26-28%, dayanya hingga beberapa ratus MW. GTPP biasanya digunakan untuk menutupi puncak beban listrik. Efisiensi SGPP bisa mencapai 42 - 43%.

Yang paling ekonomis adalah pembangkit listrik turbin uap termal besar (disingkat TPP). Sebagian besar pembangkit listrik termal di negara kita menggunakan debu batu bara sebagai bahan bakar. Dibutuhkan beberapa ratus gram batu bara untuk menghasilkan 1 kWh listrik. Dalam ketel uap, lebih dari 90% energi yang dilepaskan oleh bahan bakar dipindahkan ke uap. Di turbin, energi kinetik pancaran uap dipindahkan ke rotor. Poros turbin terhubung secara kaku ke poros generator.

Turbin uap modern untuk pembangkit listrik termal adalah mesin yang sangat maju, berkecepatan tinggi, sangat ekonomis dengan masa pakai yang lama. Kekuatan mereka dalam versi poros tunggal mencapai 1 juta 200 ribu kW, dan ini bukan batasnya. Mesin seperti itu selalu multi-tahap, yaitu, mereka biasanya memiliki beberapa lusin disk dengan bilah yang berfungsi dan jumlah yang sama, di depan setiap disk, kelompok nozel yang melaluinya semburan uap mengalir. Tekanan dan suhu uap dikurangi secara bertahap.

Dari perjalanan ilmu fisika diketahui bahwa efisiensi mesin kalor meningkat dengan bertambahnya temperatur awal fluida kerja. Oleh karena itu, uap yang masuk ke turbin dibawa ke parameter tinggi: suhu hampir mencapai 550 ° C dan tekanan hingga 25 MPa. Efisiensi TPP mencapai 40%. Sebagian besar energi hilang bersama dengan uap panas buangan.

Pembangkit listrik tenaga air (HPP), kompleks struktur dan peralatan di mana energi aliran air diubah menjadi energi listrik. Pembangkit listrik tenaga air terdiri dari serangkaian struktur hidrolik yang menyediakan konsentrasi aliran air yang diperlukan dan menciptakan tekanan, dan peralatan listrik yang mengubah energi air yang bergerak di bawah tekanan menjadi energi rotasi mekanis, yang, pada gilirannya, diubah menjadi energi listrik. .

Saya Perkenalan
II Produksi dan penggunaan listrik
1. Pembangkit listrik
1.1 Pembangkit
2. Penggunaan listrik
III Transformer
1. Janji temu
2. Klasifikasi
3. Perangkat
4. Karakteristik
5. Mode
5.1 Pemalasan
5.2 Modus sirkuit pendek
5.3 Modus beban
Transmisi daya IV
V GOELRO
1. Sejarah
2. Hasil
VI Daftar referensi

Saya Perkenalan

Listrik, salah satu jenis energi yang paling penting, memainkan peran besar dalam dunia modern. Ini adalah inti dari ekonomi negara, menentukan posisi mereka di arena internasional dan tingkat pembangunan. Sejumlah besar uang diinvestasikan setiap tahun dalam pengembangan industri ilmiah yang berkaitan dengan listrik.
Listrik merupakan bagian integral dari kehidupan sehari-hari, sehingga penting untuk memiliki informasi tentang fitur produksi dan penggunaannya.

II. Produksi dan penggunaan listrik

1. Pembangkit listrik

Pembangkit listrik adalah produksi listrik dengan mengubahnya dari jenis energi lain menggunakan perangkat teknis khusus.
Untuk menghasilkan listrik digunakan:
Generator listrik - mesin listrik di mana pekerjaan mekanis diubah menjadi energi listrik.
Baterai surya atau fotosel adalah perangkat elektronik yang mengubah energi radiasi elektromagnetik, terutama dalam rentang cahaya, menjadi energi listrik.
Sumber arus kimia - konversi sebagian energi kimia menjadi energi listrik, melalui reaksi kimia.
Sumber listrik radioisotop adalah perangkat yang menggunakan energi yang dilepaskan selama peluruhan radioaktif untuk memanaskan pendingin atau mengubahnya menjadi listrik.
Listrik dihasilkan di pembangkit listrik: termal, hidrolik, nuklir, surya, panas bumi, angin dan lain-lain.
Praktis di semua pembangkit listrik yang penting industri, skema berikut digunakan: energi pembawa energi primer dengan bantuan perangkat khusus pertama-tama diubah menjadi energi mekanik dari gerakan rotasi, yang ditransfer ke mesin listrik khusus - generator , di mana arus listrik dihasilkan.
Tiga jenis utama pembangkit listrik: pembangkit listrik termal, pembangkit listrik tenaga air, pembangkit listrik tenaga nuklir
Peran utama dalam industri tenaga listrik di banyak negara dimainkan oleh pembangkit listrik termal(TPP).
Pembangkit listrik termal membutuhkan bahan bakar organik dalam jumlah besar, sementara cadangannya menurun, dan biayanya terus meningkat karena kondisi produksi yang semakin sulit dan jarak transportasi. Faktor pemanfaatan bahan bakar di dalamnya cukup rendah (tidak lebih dari 40%), dan volume pencemaran limbah lingkungan, sangat bagus.
Faktor ekonomi, teknis, ekonomi dan lingkungan tidak memungkinkan kita untuk mempertimbangkan pembangkit listrik termal sebagai cara yang menjanjikan untuk menghasilkan listrik.
Pembangkit listrik tenaga air (HPP) adalah yang paling ekonomis. Efisiensinya mencapai 93%, dan biaya satu kWh 5 kali lebih murah daripada metode pembangkit listrik lainnya. Mereka menggunakan sumber energi yang tidak ada habisnya, dilayani oleh jumlah pekerja minimum, dan diatur dengan baik. Negara kita menempati posisi terdepan di dunia dalam hal ukuran dan kapasitas masing-masing stasiun dan unit pembangkit listrik tenaga air.
Tetapi laju pembangunan terhambat oleh biaya dan waktu konstruksi yang signifikan, karena lokasi pembangunan HPP yang jauh dari kota-kota besar, kurangnya jalan, kondisi konstruksi yang sulit, dipengaruhi oleh musim rezim sungai, area sungai yang luas dan berharga. tanah tergenang oleh waduk, waduk besar berdampak negatif pada situasi ekologis, pembangkit listrik tenaga air yang kuat hanya dapat dibangun di tempat-tempat di mana sumber daya yang sesuai tersedia.
Pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN) beroperasi dengan prinsip yang sama seperti pembangkit listrik termal, yaitu energi panas uap diubah menjadi energi mekanik putaran poros turbin, yang menggerakkan generator, di mana energi mekanik diubah menjadi energi listrik.
Keuntungan utama dari pembangkit listrik tenaga nuklir adalah jumlah kecil bahan bakar yang digunakan (1 kg uranium yang diperkaya menggantikan 2,5 ribu ton batu bara), sebagai akibatnya pembangkit listrik tenaga nuklir dapat dibangun di daerah yang kekurangan energi. Selain itu, cadangan uranium di Bumi melebihi cadangan bahan bakar mineral tradisional, dan dengan pengoperasian pembangkit listrik tenaga nuklir yang bebas masalah, dampaknya kecil terhadap lingkungan.
Kerugian utama dari pembangkit listrik tenaga nuklir adalah kemungkinan kecelakaan dengan konsekuensi bencana, yang pencegahannya memerlukan tindakan keselamatan yang serius. Selain itu, pembangkit listrik tenaga nuklir diatur dengan buruk (perlu beberapa minggu untuk benar-benar menghentikan atau menyalakannya), dan teknologi untuk memproses limbah radioaktif belum dikembangkan.
Tenaga nuklir telah tumbuh menjadi salah satu industri terkemuka ekonomi Nasional dan terus berkembang pesat, memastikan keamanan dan keramahan lingkungan.

1.1 Pembangkit

Generator listrik adalah perangkat di mana bentuk energi non-listrik (mekanik, kimia, termal) diubah menjadi energi listrik.
Prinsip operasi generator didasarkan pada fenomena induksi elektromagnetik, ketika dalam konduktor bergerak dalam medan magnet dan melintasi medan magnetnya. garis kekuatan, EMF diinduksi.Oleh karena itu, konduktor seperti itu dapat dianggap oleh kami sebagai sumber energi listrik.
Metode untuk memperoleh ggl induksi, di mana konduktor bergerak dalam medan magnet, bergerak ke atas atau ke bawah, sangat merepotkan dalam penggunaan praktisnya. Oleh karena itu, generator tidak menggunakan gerakan bujursangkar, tetapi gerakan rotasi konduktor.
Bagian utama dari setiap generator adalah: sistem magnet atau, paling sering, elektromagnet yang menciptakan medan magnet, dan sistem konduktor yang melintasi medan magnet ini.
Alternator adalah mesin listrik yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik AC. Kebanyakan alternator menggunakan medan magnet yang berputar.

Saat Anda memutar bingkai, itu berubah fluks magnet melaluinya, sehingga EMF diinduksi di dalamnya. Karena bingkai terhubung ke sirkuit listrik eksternal dengan bantuan pengumpul arus (cincin dan sikat), arus listrik muncul di bingkai dan sirkuit eksternal.
Dengan rotasi bingkai yang seragam, sudut rotasi berubah sesuai dengan hukum:

Fluks magnet melalui bingkai juga berubah seiring waktu, ketergantungannya ditentukan oleh fungsi:

di mana S luas bingkai.
Menurut hukum induksi elektromagnetik Faraday, EMF induksi yang terjadi pada rangka adalah:

di mana adalah amplitudo EMF induksi.
Nilai lain yang menjadi ciri generator adalah kekuatan arus, yang dinyatakan dengan rumus:

di mana saya adalah kekuatan saat ini pada waktu tertentu, Aku- amplitudo kekuatan arus (nilai maksimum kekuatan arus dalam nilai absolut), c- pergeseran fasa antara fluktuasi arus dan tegangan.
Tegangan listrik pada terminal generator bervariasi menurut hukum sinusoidal atau kosinus:

Hampir semua generator yang terpasang di pembangkit listrik kami adalah generator arus tiga fasa. Pada dasarnya, setiap generator tersebut adalah koneksi dalam satu mobil listrik tiga alternator, dirancang sedemikian rupa sehingga EMF yang diinduksi di dalamnya digeser relatif satu sama lain dengan sepertiga periode:

2. Penggunaan listrik

Pasokan listrik perusahaan industri. Perusahaan industri mengkonsumsi 30-70% dari listrik yang dihasilkan sebagai bagian dari sistem tenaga listrik. Variasi yang signifikan dalam konsumsi industri ditentukan oleh perkembangan industri dan kondisi iklim di berbagai negara.
Pasokan listrik transportasi listrik. Gardu penyearah transportasi listrik DC (perkotaan, industri, jarak jauh) dan gardu step-down transportasi listrik jarak jauh pada arus bolak-balik ditenagai oleh listrik dari jaringan listrik EES.
Pasokan listrik konsumen rumah tangga. Kelompok PE ini mencakup berbagai bangunan yang terletak di area perumahan kota dan kota. Ini adalah bangunan tempat tinggal, bangunan untuk tujuan administrasi dan manajerial, lembaga pendidikan dan ilmiah, toko, bangunan untuk perawatan kesehatan, tujuan budaya, katering umum, dll.

AKU AKU AKU. transformer

Transformator - statis perangkat elektromagnetik, yang memiliki dua or lagi belitan yang digabungkan secara induktif dan dirancang untuk mengubah satu sistem arus bolak-balik (primer) menjadi sistem arus bolak-balik (sekunder) lainnya melalui induksi elektromagnetik.

Diagram perangkat transformator

1 - belitan primer transformator
2 - sirkuit magnetik
3 - belitan sekunder transformator
F- arah fluks magnet
U 1- tegangan pada belitan primer
U 2- tegangan pada belitan sekunder

Transformator pertama dengan sirkuit magnetik terbuka diusulkan pada tahun 1876 oleh P.N. Yablochkov, yang menggunakannya untuk menyalakan "lilin" listrik. Pada tahun 1885, ilmuwan Hongaria M. Deri, O. Blaty, K. Zipernovsky mengembangkan transformator industri fase tunggal dengan sirkuit magnetik tertutup. Pada tahun 1889-1891. MO Dolivo-Dobrovolsky mengusulkan transformator tiga fase.

1. Janji temu

Transformer banyak digunakan di berbagai bidang:
Untuk transmisi dan distribusi energi listrik
Biasanya, di pembangkit listrik, generator arus bolak-balik menghasilkan energi listrik pada tegangan 6-24 kV, dan menguntungkan untuk mentransmisikan listrik jarak jauh pada tegangan yang jauh lebih tinggi (110, 220, 330, 400, 500, dan 750 kV) . Oleh karena itu, pada setiap pembangkit listrik dipasang trafo yang menaikkan tegangan.
Distribusi energi listrik antara perusahaan industri, pemukiman, kota dan daerah pedesaan, serta di dalam perusahaan industri, diproduksi melalui saluran udara dan kabel, pada tegangan 220, 110, 35, 20, 10 dan 6 kV. Oleh karena itu, transformator harus dipasang di semua simpul distribusi yang menurunkan tegangan menjadi 220, 380 dan 660 V.
Untuk menyediakan rangkaian yang diinginkan untuk menyalakan katup pada perangkat konverter dan untuk mencocokkan tegangan pada output dan input konverter (transformator konverter).
Untuk berbagai keperluan teknologi: pengelasan (trafo las), catu daya instalasi elektrotermal (transformator tungku listrik), dll.
Untuk menyalakan berbagai sirkuit peralatan radio, peralatan elektronik, perangkat komunikasi dan otomasi, peralatan rumah tangga, untuk memisahkan sirkuit listrik dari berbagai elemen perangkat ini, untuk mencocokkan tegangan, dll.
Untuk menghidupkan alat ukur listrik dan beberapa perangkat (relai, dll.) di rangkaian listrik tegangan tinggi atau di sirkuit yang dilalui arus besar, untuk memperluas batas pengukuran dan memastikan keamanan listrik. (mengukur transformator)

2. Klasifikasi

Klasifikasi transformator:

Dengan penunjukan: daya umum (digunakan dalam transmisi daya dan jalur distribusi) dan aplikasi khusus (tungku, penyearah, pengelasan, trafo radio).
Berdasarkan jenis pendinginan: dengan pendinginan udara (trafo kering) dan oli (transformator oli).
Menurut jumlah fase di sisi primer: fase tunggal dan tiga fase.
Menurut bentuk sirkuit magnetik: batang, lapis baja, toroidal.
Dengan jumlah belitan per fase: dua belitan, tiga belitan, banyak belitan (lebih dari tiga belitan).
Menurut desain belitan: dengan belitan konsentris dan bolak-balik (disk).

3. Perangkat

Transformator paling sederhana (transformator satu fasa) adalah perangkat yang terdiri dari inti baja dan dua belitan.

Prinsip perangkat transformator dua-belitan fase tunggal
Inti magnetik adalah sistem magnetik transformator, di mana fluks magnet utama ditutup.
Ketika tegangan bolak-balik diterapkan pada belitan primer, EMF dengan frekuensi yang sama diinduksi pada belitan sekunder. Jika penerima listrik terhubung ke belitan sekunder, maka arus listrik muncul di dalamnya dan tegangan diatur pada terminal sekunder transformator, yang agak kurang dari EMF dan sampai batas tertentu tergantung pada beban.

Simbol transformator:
a) - transformator dengan inti baja, b) - transformator dengan inti ferit

4. Karakteristik transformator

Daya pengenal transformator adalah daya yang dirancang untuknya.
Tegangan primer pengenal - tegangan yang dirancang untuk belitan primer transformator.
Tegangan sekunder pengenal - tegangan pada terminal belitan sekunder, diperoleh ketika transformator dalam keadaan diam dan tegangan pengenal pada terminal belitan primer.
Nilai arus ditentukan oleh peringkat daya dan tegangan masing-masing.
Tegangan pengenal tertinggi dari transformator adalah tegangan pengenal tertinggi dari belitan transformator.
Tegangan pengenal terendah adalah tegangan pengenal terkecil dari belitan transformator.
Tegangan pengenal rata-rata - tegangan pengenal, yang merupakan perantara antara tegangan pengenal tertinggi dan terendah dari belitan transformator.

5. Mode

5.1 Pemalasan

Mode gerakan menganggur- mode operasi transformator, di mana belitan sekunder transformator terbuka, dan tegangan bolak-balik diterapkan ke terminal belitan primer.

Arus mengalir dalam belitan primer transformator yang terhubung ke sumber arus bolak-balik, sebagai akibatnya fluks magnet bolak-balik muncul di inti Φ menembus kedua belitan. Karena sama pada kedua belitan transformator, perubahan Φ menyebabkan munculnya EMF induksi yang sama di setiap putaran gulungan primer dan sekunder. Nilai sesaat dari ggl induksi e di setiap belokan belitan adalah sama dan ditentukan oleh rumus:

di mana amplitudo EMF dalam satu putaran.
Amplitudo EMF induksi pada belitan primer dan sekunder akan sebanding dengan jumlah belitan pada belitan yang sesuai:

di mana N 1 dan N 2- jumlah belokan di dalamnya.
Jatuh tegangan pada belitan primer, seperti pada resistor, sangat kecil dibandingkan dengan 1, dan oleh karena itu untuk nilai efektif tegangan di primer U 1 dan sekunder U 2 gulungan, ekspresi berikut akan benar:

K- rasio transformasi. Pada K>1 trafo step-down, dan ketika K<1 - повышающий.

5.2 Mode hubung singkat

Mode hubung singkat - mode ketika output dari belitan sekunder ditutup oleh konduktor arus dengan resistansi sama dengan nol ( Z=0).

Hubungan pendek transformator dalam kondisi operasi menciptakan mode darurat, karena arus sekunder, dan karena itu yang utama, meningkat beberapa puluh kali lipat dibandingkan dengan arus nominal. Oleh karena itu, pada sirkit dengan trafo, proteksi diberikan agar, jika terjadi korsleting, trafo akan mati secara otomatis.

Dua mode hubung singkat harus dibedakan:

Mode darurat - ketika belitan sekunder ditutup pada tegangan primer pengenal. Dengan sirkuit seperti itu, arus meningkat dengan faktor 15-20. Gulungan berubah bentuk, dan insulasi hangus. Besi juga terbakar. Ini adalah mode yang sulit. Perlindungan maksimum dan gas memutuskan transformator dari jaringan jika terjadi korsleting darurat.

Mode hubung singkat eksperimental adalah mode ketika belitan sekunder dihubung pendek, dan tegangan yang dikurangi seperti itu disuplai ke belitan primer, ketika arus pengenal mengalir melalui belitan - ini adalah U K- tegangan hubung singkat.

Dalam kondisi laboratorium, uji hubung singkat transformator dapat dilakukan. Dalam hal ini, dinyatakan sebagai persentase, tegangan U K, pada Saya 1 \u003d Saya 1nom menunjuk kamu K dan disebut tegangan hubung singkat transformator:

di mana U 1nom- tegangan primer pengenal.

Ini adalah karakteristik transformator, yang ditunjukkan dalam paspor.

5.3 Modus beban

Mode beban transformator adalah mode operasi transformator dengan adanya arus di setidaknya dua belitan utamanya, yang masing-masing ditutup ke sirkuit eksternal, sedangkan arus yang mengalir dalam dua atau lebih belitan dalam mode idle adalah tidak diperhitungkan:

Jika tegangan dihubungkan ke belitan primer transformator U 1, dan hubungkan belitan sekunder ke beban, arus akan muncul di belitan saya 1 dan saya 2. Arus ini akan menciptakan fluks magnet 1 dan 2 diarahkan satu sama lain. Fluks magnet total dalam rangkaian magnet berkurang. Akibatnya, EMF yang diinduksi oleh aliran total 1 dan 2 mengurangi. tegangan RMS U 1 tetap tidak berubah. Mengurangi 1 menyebabkan peningkatan arus saya 1:

Dengan meningkatnya arus saya 1 mengalir 1 meningkat cukup untuk mengkompensasi efek demagnetisasi dari fluks 2. Kesetimbangan dipulihkan lagi pada nilai yang hampir sama dari total aliran.

IV. Transmisi listrik

Transmisi listrik dari pembangkit listrik ke konsumen adalah salah satu tugas yang paling penting dari industri energi.
Listrik ditransmisikan terutama melalui saluran transmisi overhead AC (TL), meskipun ada kecenderungan peningkatan penggunaan saluran kabel dan saluran DC.

Kebutuhan untuk mentransmisikan listrik dari jarak jauh disebabkan oleh fakta bahwa listrik dihasilkan oleh pembangkit listrik besar dengan unit yang kuat, dan dikonsumsi oleh konsumen daya yang relatif rendah yang didistribusikan di area yang luas. Kecenderungan konsentrasi kapasitas pembangkit dijelaskan oleh fakta bahwa dengan pertumbuhannya, biaya relatif untuk pembangunan pembangkit listrik menurun dan biaya listrik yang dihasilkan berkurang.
Penempatan pembangkit listrik yang kuat dilakukan dengan mempertimbangkan sejumlah faktor, seperti ketersediaan sumber daya energi, jenisnya, cadangan dan kemungkinan transportasi, kondisi alam, kemampuan untuk bekerja sebagai bagian dari sistem energi tunggal, dll. Seringkali, pembangkit listrik seperti itu ternyata jauh dari pusat utama konsumsi listrik. Pengoperasian sistem tenaga listrik terpadu yang mencakup wilayah yang luas tergantung pada efisiensi transmisi tenaga listrik jarak jauh.
Penting untuk mentransfer listrik dari tempat produksinya ke konsumen dengan kerugian minimal. Alasan utama kerugian ini adalah konversi sebagian listrik menjadi energi internal kabel, pemanasannya.

Menurut hukum Joule-Lenz, jumlah panas Q, dilepaskan selama waktu t dalam konduktor oleh hambatan R selama berlalunya arus Saya, sama dengan:

Ini mengikuti dari rumus bahwa untuk mengurangi pemanasan kabel, perlu untuk mengurangi kekuatan arus di dalamnya dan hambatannya. Untuk mengurangi hambatan kabel, tingkatkan diameternya, namun, kabel yang sangat tebal yang tergantung di antara penyangga saluran listrik dapat putus di bawah pengaruh gravitasi, terutama selama hujan salju. Selain itu, dengan peningkatan ketebalan kabel, biayanya meningkat, dan terbuat dari logam - tembaga yang relatif mahal. Oleh karena itu, cara yang lebih efektif untuk meminimalkan kerugian energi dalam transmisi listrik adalah dengan mengurangi kekuatan arus pada kabel.
Jadi, untuk mengurangi pemanasan kabel saat mentransmisikan listrik jarak jauh, perlu membuat arus di dalamnya sekecil mungkin.
Daya saat ini sama dengan produk dari kekuatan arus dan tegangan:

Oleh karena itu, untuk menghemat daya yang ditransmisikan dalam jarak jauh, perlu untuk meningkatkan tegangan dengan jumlah yang sama dengan pengurangan kekuatan arus pada kabel:

Dari rumus berikut bahwa pada nilai konstan dari daya yang ditransmisikan dari arus dan resistansi kabel, kerugian pemanasan pada kabel berbanding terbalik dengan kuadrat tegangan dalam jaringan. Oleh karena itu, untuk mentransmisikan listrik pada jarak beberapa ratus kilometer, digunakan saluran listrik tegangan tinggi (TL), tegangan antara kabel yang puluhan, dan kadang-kadang ratusan ribu volt.
Dengan bantuan saluran listrik, pembangkit listrik tetangga digabungkan menjadi satu jaringan, yang disebut sistem tenaga. Sistem Energi Terpadu Rusia mencakup sejumlah besar pembangkit listrik yang dikendalikan dari satu pusat dan menyediakan catu daya tanpa gangguan kepada konsumen.

V. GOELRO

1. Sejarah

GOELRO (Komisi Negara untuk Elektrifikasi Rusia) adalah badan yang dibentuk pada 21 Februari 1920 untuk mengembangkan proyek elektrifikasi Rusia setelah Revolusi Oktober 1917.

Lebih dari 200 ilmuwan dan teknisi terlibat dalam pekerjaan komisi tersebut. G.M. memimpin komisi. Krzhizhanovsky. Komite Sentral Partai Komunis dan secara pribadi harian V. I. Lenin mengarahkan pekerjaan komisi GOELRO, menentukan ketentuan fundamental utama dari rencana elektrifikasi negara.

Pada akhir 1920, komisi telah melakukan banyak pekerjaan dan menyiapkan Rencana Elektrifikasi RSFSR, volume 650 halaman teks dengan peta dan skema untuk elektrifikasi daerah.
Rencana GOELRO, yang dirancang untuk 10-15 tahun, mengimplementasikan ide-ide Lenin untuk menggemparkan seluruh negeri dan menciptakan industri besar.
Di bidang ekonomi tenaga listrik, rencana tersebut terdiri dari program yang dirancang untuk pemulihan dan rekonstruksi industri tenaga listrik sebelum perang, pembangunan 30 pembangkit listrik regional, dan pembangunan pembangkit listrik termal regional yang kuat. Direncanakan untuk melengkapi pembangkit listrik dengan boiler dan turbin besar untuk waktu itu.
Salah satu gagasan utama dari rencana tersebut adalah meluasnya penggunaan sumber daya tenaga air negara yang sangat besar. Ketentuan dibuat untuk rekonstruksi radikal berdasarkan elektrifikasi semua cabang ekonomi nasional negara, dan terutama untuk pertumbuhan industri berat, dan distribusi industri yang rasional di seluruh negeri.
Implementasi rencana GOELRO dimulai dalam kondisi sulit Perang Saudara dan kehancuran ekonomi.

Sejak 1947, Uni Soviet menduduki peringkat pertama di Eropa dan kedua di dunia dalam hal produksi listrik.

Rencana GOELRO memainkan peran besar dalam kehidupan negara kita: tanpanya, tidak mungkin membawa Uni Soviet ke jajaran negara-negara industri paling maju di dunia dalam waktu sesingkat itu. Implementasi dari rencana ini membentuk seluruh perekonomian domestik dan masih sangat menentukannya.

Penyusunan dan implementasi rencana GOELRO menjadi mungkin dan semata-mata karena kombinasi dari banyak faktor obyektif dan subyektif: potensi industri dan ekonomi yang cukup besar dari Rusia pra-revolusioner, tingkat tinggi sekolah ilmiah dan teknis Rusia, konsentrasi semua kekuatan ekonomi dan politik, kekuatan dan kemauannya, dan juga mentalitas konsili-komunal tradisional rakyat dan sikap patuh dan percaya mereka terhadap penguasa tertinggi.
Rencana GOELRO dan implementasinya membuktikan efisiensi tinggi sistem perencanaan negara di bawah kondisi kekuasaan terpusat yang kaku dan telah menentukan pengembangan sistem ini selama beberapa dekade yang akan datang.

2. Hasil

Pada akhir tahun 1935, program pembangunan kelistrikan telah beberapa kali dipenuhi.

Alih-alih 30, 40 pembangkit listrik regional dibangun, di mana, bersama dengan stasiun industri besar lainnya, 6.914 ribu kW kapasitas ditugaskan (di mana 4.540 ribu kW adalah regional, hampir tiga kali lebih banyak daripada menurut rencana GOELRO).
Pada tahun 1935, ada 13 pembangkit listrik 100.000 kW di antara pembangkit listrik regional.

Sebelum revolusi, kapasitas pembangkit listrik terbesar di Rusia (Moskow ke-1) hanya 75 ribu kW; tidak ada satu pun pembangkit listrik tenaga air yang besar. Pada awal tahun 1935, total kapasitas terpasang pembangkit listrik tenaga air telah mencapai hampir 700.000 kW.
Yang terbesar pada waktu itu di dunia, pembangkit listrik tenaga air Dnieper, Svirskaya 3, Volkhovskaya, dll. Dibangun Pada titik tertinggi perkembangannya, Sistem Energi Terpadu USSR dalam banyak hal melampaui sistem energi negara maju negara-negara Eropa dan Amerika.

Listrik praktis tidak dikenal di desa-desa sebelum revolusi. Pemilik tanah besar memasang pembangkit listrik kecil, tetapi jumlahnya sedikit.

Listrik mulai digunakan dalam pertanian: di penggilingan, pemotong pakan ternak, mesin pembersih biji-bijian, dan penggergajian; dalam industri, dan kemudian - dalam kehidupan sehari-hari.

Daftar literatur yang digunakan

Venikov V. A., Transmisi daya jarak jauh, M.-L., 1960;
Sovalov S. A., Mode transmisi daya 400-500 kv. EES, M., 1967;
Bessonov, L.A. Landasan teori teknik elektro. Sirkuit listrik: buku teks / L.A. Bessonov. - edisi ke-10. — M.: Gardariki, 2002.
Teknik elektro: Kompleks pendidikan dan metodis. /DAN. M. Kogol, G. P. Dubovitsky, V. N. Borodianko, V. S. Gun, N. V. Klinachev, V. V. Krymsky, A. Ya. Ergard, V. A. Yakovlev; Diedit oleh N.V. Klinacheva. - Chelyabinsk, 2006-2008.
Sistem kelistrikan, v. 3 - Transmisi daya dengan arus bolak-balik dan searah tegangan tinggi, M., 1972.

Maaf, tidak ada yang ditemukan.

dalam fisika

dengan topik "Produksi, Transmisi, dan Penggunaan Listrik"

siswa kelas 11 A

MOU sekolah nomor 85

Catherine.

Rencana abstrak.

Pengantar.

1. Produksi listrik.

1. jenis pembangkit listrik.

2. sumber energi alternatif.

2. Transmisi daya.

transformer.

3. Penggunaan listrik.

Pengantar.

Mitos indah Prometheus, yang memberi api kepada orang-orang, muncul di Yunani Kuno jauh lebih lambat daripada di banyak bagian dunia metode penanganan api yang agak canggih, produksi dan pemadamannya, konservasi api, dan penggunaan bahan bakar yang rasional dikuasai.

Hingga saat ini, energi masih menjadi komponen utama kehidupan manusia. Itu memungkinkan untuk membuat berbagai bahan, adalah salah satu faktor utama dalam pengembangan teknologi baru. Sederhananya, tanpa menguasai berbagai jenis energi, seseorang tidak dapat hidup sepenuhnya.

Pembangkit listrik.

Jenis pembangkit listrik.

Pembangkit listrik termal (TPP), pembangkit listrik yang menghasilkan listrik sebagai hasil konversi energi panas yang dilepaskan selama pembakaran bahan bakar fosil. Pembangkit listrik termal pertama muncul pada akhir abad ke-19 dan sebagian besar didistribusikan. Pada pertengahan 70-an abad ke-20, pembangkit listrik termal adalah jenis utama pembangkit listrik.

Pembangkit listrik termal dibagi menjadi: kondensasi(IES) dirancang untuk menghasilkan energi listrik saja, dan gabungan pembangkit panas dan pembangkit listrik(CHP), selain menghasilkan energi panas listrik berupa air panas dan uap. IES besar dengan signifikansi distrik disebut pembangkit listrik distrik negara bagian (GRES).

Diagram skema paling sederhana dari IES berbahan bakar batubara ditunjukkan pada gambar. Batubara dimasukkan ke bunker bahan bakar 1, dan darinya - ke pabrik penghancur 2, di mana ia berubah menjadi debu. Debu batubara memasuki tungku pembangkit uap (steam boiler) 3, yang memiliki sistem pipa di mana air yang dimurnikan secara kimia, yang disebut air umpan, bersirkulasi. Di dalam boiler, air memanas, menguap, dan uap jenuh yang dihasilkan dibawa ke suhu 400-650 ° C dan, di bawah tekanan 3-24 MPa, memasuki turbin uap 4 melalui pipa uap. parameter tergantung pada kekuatan unit.

gabungan panas dan pembangkit listrik berbeda dari stasiun kondensasi dengan turbin ekstraksi panas khusus yang dipasang di atasnya dengan ekstraksi uap. Pada CHPP, satu bagian uap sepenuhnya digunakan di turbin untuk membangkitkan listrik di generator 5 dan kemudian masuk ke kondensor 6, dan yang lainnya, yang memiliki suhu dan tekanan tinggi, diambil dari tahap menengah turbin dan digunakan untuk suplai panas Kondensat dipompa 7 melalui deaerator 8 dan kemudian diumpankan oleh pompa umpan 9 diumpankan ke pembangkit uap. Jumlah uap yang diekstraksi tergantung pada kebutuhan perusahaan untuk energi panas.

Efisiensi CHP mencapai 60-70%. Stasiun semacam itu biasanya dibangun di dekat konsumen - perusahaan industri atau area perumahan. Paling sering mereka bekerja dengan bahan bakar impor.

Stasiun termal dengan turbin gas(GTP), uap-gas(PGES) dan pembangkit listrik tenaga diesel.

Bahan bakar gas atau cair dibakar di ruang bakar GTPP; hasil pembakaran dengan temperatur 750-900 masuk ke turbin gas yang memutar generator listrik. Efisiensi pembangkit listrik termal seperti itu biasanya 26-28%, dayanya hingga beberapa ratus MW . GTPP biasanya digunakan untuk menutupi beban listrik puncak. Efisiensi SGPP bisa mencapai 42 - 43%.

Turbin uap modern untuk pembangkit listrik termal adalah mesin yang sangat maju, berkecepatan tinggi, sangat ekonomis dengan masa pakai yang lama. Kekuatan mereka dalam versi hulu ledak mencapai 1 juta 200 ribu kW, dan ini bukan batasnya. Mesin seperti itu selalu multi-tahap, yaitu, mereka biasanya memiliki beberapa lusin disk dengan bilah yang berfungsi dan jumlah yang sama, di depan setiap disk, kelompok nozel yang melaluinya semburan uap mengalir. Tekanan dan suhu uap secara bertahap menurun.

stasiun pembangkit listrik tenaga air (HPP), kompleks struktur dan peralatan, di mana energi aliran air diubah menjadi energi listrik. HPP terdiri dari rangkaian seri struktur hidrolik, menyediakan konsentrasi yang diperlukan dari aliran air dan penciptaan tekanan, dan peralatan listrik yang mengubah energi air yang bergerak di bawah tekanan menjadi energi mekanik rotasi, yang, pada gilirannya, diubah menjadi energi listrik.

Napor HPP tercipta dari konsentrasi jatuhnya sungai di areal bekas bendungan, atau penurunan, atau bendungan dan derivasi bersama-sama. Peralatan listrik utama pembangkit listrik tenaga air terletak di gedung pembangkit listrik tenaga air: di ruang mesin pembangkit listrik - unit hidrolik, peralatan bantu, kontrol otomatis dan perangkat pemantauan; di pos kendali pusat - konsol operator-pengirim atau operator pembangkit listrik tenaga air. meningkatkan gardu transformator terletak baik di dalam gedung pembangkit listrik maupun di gedung terpisah atau di area terbuka. Switchgear sering terletak di area terbuka. Bangunan pembangkit listrik dapat dibagi menjadi beberapa bagian dengan satu atau lebih unit dan peralatan bantu, terpisah dari bagian bangunan yang berdekatan. Di gedung HPP atau di dalamnya, tempat perakitan dibuat untuk perakitan dan perbaikan berbagai peralatan dan untuk operasi pemeliharaan tambahan HPP.

Kapasitas terpasang (dalam MW) membedakan antara pembangkit listrik tenaga air kuat(St.250), sedang(hingga 25) dan kecil(sampai 5). Kekuatan pembangkit listrik tenaga air tergantung pada tekanan (perbedaan antara tingkat kolam atas dan bawah ), laju aliran air yang digunakan dalam turbin hidrolik, dan efisiensi unit hidrolik. Untuk beberapa alasan (misalnya, karena perubahan musiman ketinggian air di waduk, variabilitas beban sistem tenaga, perbaikan unit pembangkit listrik tenaga air atau struktur hidrolik dll.), tekanan dan aliran air terus berubah, dan, di samping itu, aliran berubah ketika kekuatan pembangkit listrik tenaga air diatur. Ada siklus tahunan, mingguan, dan harian dari mode operasi HPP.

Menurut tekanan maksimum yang digunakan, HPP dibagi menjadi: tekanan tinggi(lebih dari 60 m), tekanan sedang(dari 25 hingga 60 m) dan tekanan rendah(dari 3 hingga 25 m). Di sungai datar, tekanan jarang melebihi 100 m, dalam kondisi pegunungan, melalui bendungan, dimungkinkan untuk membuat tekanan hingga 300 m dan banyak lagi, dan dengan bantuan derivasi - hingga 1500 m. Pembagian pembangkit listrik tenaga air menurut tekanan yang digunakan adalah perkiraan, bersyarat.

Menurut skema penggunaan sumber daya air dan konsentrasi tekanan, HPP biasanya dibagi menjadi: saluran, dekat bendungan, pompa pengalihan dan pengalihan non-tekanan, campuran, penyimpanan yang dipompa dan pasang surut.

Di pembangkit listrik tenaga air saluran dan bendungan, tekanan air dibuat oleh bendungan yang menghalangi sungai dan menaikkan permukaan air di hulu. Pada saat yang sama, beberapa banjir di lembah sungai tidak dapat dihindari. Pembangkit listrik tenaga air run-of-river dan dekat-bendungan dibangun baik di sungai-sungai air yang tinggi dan di sungai-sungai pegunungan, di lembah-lembah sempit yang terkompresi. HPP run-of-river dicirikan oleh head hingga 30-40 m.

Pada tekanan yang lebih tinggi, ternyata tidak praktis untuk mentransfer tekanan air hidrostatik ke gedung HPP. Dalam hal ini, jenis bendungan Pembangkit listrik tenaga air, di mana bagian depan tekanan diblokir oleh bendungan di seluruh, bangunan pembangkit listrik tenaga air terletak di belakang bendungan, berdekatan dengan hilir.

Jenis tata letak lainnya dekat bendungan Pembangkit listrik tenaga air sesuai dengan kondisi pegunungan dengan aliran sungai yang relatif rendah.

PADA turunan Konsentrasi hidroelektrik dari jatuhnya sungai dibuat dengan cara derivasi; air di awal bagian sungai yang digunakan dialihkan dari saluran sungai dengan saluran, dengan kemiringan yang jauh lebih kecil dari kemiringan rata-rata sungai di bagian ini dan dengan pelurusan tikungan dan belokan saluran. Ujung turunan dibawa ke lokasi gedung HPP. Air limbah dikembalikan ke sungai atau dialirkan ke HPP pengalihan berikutnya. Derivasi bermanfaat ketika kemiringan sungai tinggi.

Tempat khusus di antara HPP ditempati oleh pembangkit listrik penyimpanan yang dipompa(PSPP) dan pembangkit listrik pasang surut(PES). Pembangunan pembangkit listrik penyimpanan yang dipompa disebabkan oleh meningkatnya permintaan akan daya puncak dalam sistem energi besar, yang menentukan kapasitas pembangkit yang diperlukan untuk menutupi beban puncak. Kemampuan PSPP untuk mengakumulasi energi didasarkan pada kenyataan bahwa energi listrik bebas dalam sistem tenaga untuk jangka waktu tertentu digunakan oleh unit-unit PSPP, yang beroperasi dalam mode pompa, memompa air dari reservoir ke kolam penyimpanan atas. Selama beban puncak, energi yang terakumulasi dikembalikan ke sistem tenaga (air dari bak atas memasuki pipa tekanan dan memutar unit hidrolik yang beroperasi dalam mode generator saat ini).

PES mengubah energi pasang surut air laut menjadi energi listrik. Karena beberapa fitur yang terkait dengan sifat periodik pasang surut, tenaga listrik pembangkit listrik tenaga air pasang surut dapat digunakan dalam sistem tenaga hanya dalam hubungannya dengan energi pengaturan pembangkit listrik, yang mengkompensasi kegagalan daya pembangkit listrik tenaga pasang surut di siang hari. atau bulan.

Fitur yang paling penting dari sumber daya tenaga air dibandingkan dengan bahan bakar dan sumber daya energi adalah pembaruan terus menerus.Tidak adanya kebutuhan bahan bakar untuk HPP menentukan rendahnya biaya listrik yang dihasilkan di HPP. Oleh karena itu, pembangunan pembangkit listrik tenaga air, meskipun investasi modal spesifik yang signifikan per 1 kW kapasitas terpasang dan periode konstruksi yang lama telah dan sangat penting, terutama jika dikaitkan dengan lokasi industri intensif listrik.

Pembangkit listrik tenaga nuklir (NPP), pembangkit listrik di mana energi atom (nuklir) diubah menjadi energi listrik. Pembangkit listrik pada pembangkit listrik tenaga nuklir adalah reaktor nuklir. Panas yang dilepaskan dalam reaktor sebagai hasil reaksi berantai dari pembelahan inti beberapa elemen berat, kemudian, seperti pada pembangkit listrik tenaga panas konvensional (TPP), diubah menjadi listrik. Tidak seperti pembangkit listrik termal yang beroperasi dengan bahan bakar fosil, pembangkit listrik tenaga nuklir beroperasi di bahan bakar nuklir(terutama 233U, 235U, 239Pu) Telah ditetapkan bahwa sumber daya energi dunia bahan bakar nuklir (uranium, plutonium, dll.) secara signifikan melebihi sumber daya energi cadangan alam bahan bakar organik (minyak, batu bara, gas alam, dll. ). Hal ini membuka prospek yang luas untuk memenuhi permintaan bahan bakar yang berkembang pesat.Selain itu, konsumsi batu bara dan minyak yang terus meningkat untuk keperluan teknologi industri kimia global perlu diperhitungkan, yang menjadi pesaing serius bagi industri termal. pembangkit listrik. Terlepas dari penemuan deposit baru bahan bakar organik dan peningkatan metode produksinya, ada kecenderungan di dunia untuk peningkatan relatif dalam biayanya. Ini menciptakan kondisi yang paling sulit bagi negara-negara dengan cadangan bahan bakar fosil yang terbatas. Ada kebutuhan yang jelas untuk pengembangan energi nuklir yang cepat, yang telah menempati tempat yang menonjol dalam keseimbangan energi sejumlah negara industri di dunia.

Diagram skema pembangkit listrik tenaga nuklir dengan reaktor nuklir berpendingin air ditunjukkan pada gambar. 2. Panas yang dihasilkan dalam inti reaktor pendingin, diambil oleh air dari sirkuit 1, yang dipompa melalui reaktor oleh pompa sirkulasi.Air panas dari reaktor masuk ke penukar panas (generator uap) 3, di mana ia mentransfer panas yang diterima di reaktor ke air sirkuit ke-2. Air dari sirkuit ke-2 menguap di pembangkit uap, dan uap terbentuk, yang kemudian memasuki turbin 4.

Paling sering, 4 jenis reaktor neutron termal digunakan di pembangkit listrik tenaga nuklir:

1) air-air dengan air biasa sebagai moderator dan pendingin;

2) grafit-air dengan pendingin air dan moderator grafit;

3) air berat dengan air pendingin dan air berat sebagai moderator;

4) grafiti - gas dengan pendingin gas dan moderator grafit.

Pilihan jenis reaktor yang paling banyak digunakan ditentukan terutama oleh akumulasi pengalaman dalam reaktor pembawa, serta ketersediaan peralatan industri yang diperlukan, bahan baku, dll.

Reaktor dan sistem pendukungnya meliputi: reaktor itu sendiri dengan perlindungan biologis , penukar panas, pompa atau instalasi peniup gas yang mensirkulasikan pendingin, pipa dan alat kelengkapan untuk sirkulasi sirkuit, perangkat untuk memuat ulang bahan bakar nuklir, sistem ventilasi khusus, pendinginan darurat, dll.

Untuk melindungi personel pembangkit listrik tenaga nuklir dari paparan radiasi, reaktor dikelilingi oleh perlindungan biologis, yang bahan utamanya adalah beton, air, pasir serpentin. Peralatan sirkuit reaktor harus benar-benar tertutup rapat. Sebuah sistem disediakan untuk memantau tempat-tempat kemungkinan kebocoran pendingin, langkah-langkah diambil agar munculnya kebocoran dan kerusakan di sirkuit tidak menyebabkan emisi radioaktif dan polusi di tempat PLTN dan daerah sekitarnya. Udara radioaktif dan sejumlah kecil uap pendingin, karena adanya kebocoran dari sirkuit, dikeluarkan dari tempat PLTN tanpa pengawasan oleh sistem ventilasi khusus, di mana filter pemurnian dan penampung gas disediakan untuk mengecualikan kemungkinan polusi atmosfer. . Layanan kontrol dosimetri memantau kepatuhan terhadap aturan keselamatan radiasi oleh personel PLTN.

Ketersediaan pelindung biologis, ventilasi khusus dan sistem pendingin darurat, dan layanan kontrol dosimetri memungkinkan untuk sepenuhnya melindungi personel pemeliharaan PLTN dari efek berbahaya dari paparan radioaktif.

Pembangkit listrik tenaga nuklir, yang merupakan jenis pembangkit listrik paling modern, memiliki sejumlah keunggulan signifikan dibandingkan jenis pembangkit listrik lainnya: dalam kondisi operasi normal, mereka sama sekali tidak mencemari lingkungan, tidak perlu mengikat sumber bahan baku. dan, karenanya, dapat ditempatkan hampir di mana saja. Unit daya baru memiliki kapasitas hampir sama dengan kapasitas rata-rata pembangkit listrik tenaga air, namun, faktor pemanfaatan kapasitas terpasang di pembangkit listrik tenaga nuklir (80%) secara signifikan melebihi indikator ini di pembangkit listrik tenaga air atau pembangkit listrik termal.

Praktis tidak ada kelemahan signifikan dari pembangkit listrik tenaga nuklir dalam kondisi operasi normal.Namun, orang tidak dapat gagal untuk memperhatikan bahaya pembangkit listrik tenaga nuklir dalam keadaan force majeure yang mungkin: gempa bumi, angin topan, dll. - di sini model unit daya lama berpotensi bahaya kontaminasi radiasi wilayah karena overheating reaktor yang tidak terkendali.

Sumber energi alternatif.

Energi matahari.

Baru-baru ini, minat pada masalah penggunaan energi matahari telah meningkat secara dramatis, karena potensi energi berdasarkan penggunaan radiasi matahari langsung sangat tinggi.

Pengumpul radiasi matahari yang paling sederhana adalah lembaran logam yang menghitam (biasanya aluminium), di dalamnya ada pipa dengan cairan yang beredar di dalamnya. Dipanaskan oleh energi matahari yang diserap oleh kolektor, cairan disuplai untuk penggunaan langsung.

Energi matahari adalah salah satu jenis produksi energi yang paling intensif material. Penggunaan energi matahari dalam skala besar memerlukan peningkatan besar dalam kebutuhan bahan, dan, akibatnya, sumber daya tenaga kerja untuk ekstraksi bahan baku, pengayaannya, produksi bahan, pembuatan heliostat, pengumpul, peralatan lainnya, dan transportasi mereka.

Selama ini energi listrik yang dihasilkan oleh sinar matahari jauh lebih mahal daripada yang diperoleh dengan cara tradisional. Para ilmuwan berharap bahwa percobaan yang akan mereka lakukan di fasilitas dan stasiun percobaan akan membantu memecahkan tidak hanya masalah teknis, tetapi juga ekonomi.

Energi angin.

Energi besar dari massa udara yang bergerak. Cadangan energi angin lebih dari seratus kali lebih besar daripada cadangan tenaga air semua sungai di planet ini. Angin bertiup terus-menerus dan di mana-mana di bumi. Kondisi iklim memungkinkan pengembangan energi angin di wilayah yang luas.

Saat ini, mesin bertenaga angin hanya memenuhi seperseribu kebutuhan energi dunia. Oleh karena itu, pembuat pesawat yang dapat memilih profil bilah yang paling tepat dan menjelajahinya di terowongan angin terlibat dalam pembuatan struktur roda angin - jantung dari setiap pembangkit listrik tenaga angin. Melalui upaya para ilmuwan dan insinyur, berbagai desain turbin angin modern telah dibuat.

energi bumi.

Sejak zaman kuno, orang telah mengetahui tentang manifestasi unsur dari energi raksasa yang bersembunyi di dunia bawah bumi. Ingatan umat manusia menyimpan legenda tentang bencana letusan gunung berapi yang merenggut jutaan nyawa manusia, tanpa bisa dikenali mengubah penampilan banyak tempat di Bumi. Kekuatan letusan gunung berapi yang relatif kecil pun sangat besar, berkali-kali lipat lebih besar dari kekuatan pembangkit listrik terbesar yang dibuat oleh tangan manusia. Benar, tidak perlu berbicara tentang penggunaan langsung energi letusan gunung berapi, selama ini orang tidak memiliki kesempatan untuk mengekang elemen bandel ini.

Energi Bumi cocok tidak hanya untuk pemanasan ruang, seperti yang terjadi di Islandia, tetapi juga untuk menghasilkan listrik.Pembangkit listrik yang menggunakan sumber panas bawah tanah telah beroperasi sejak lama. Pembangkit listrik pertama seperti itu, dengan daya yang masih cukup rendah, dibangun pada tahun 1904 di kota kecil Larderello di Italia. Secara bertahap, kapasitas pembangkit listrik tumbuh, semakin banyak unit baru beroperasi, sumber air panas baru digunakan, dan hari ini kekuatan stasiun telah mencapai nilai yang mengesankan 360 ribu kilowatt.

Kekuatan transmisi.

Transformer.

Anda telah membeli kulkas ZIL. Penjual memperingatkan Anda bahwa lemari es dirancang untuk tegangan listrik 220 V. Apakah Anda memiliki tegangan listrik 127 V di rumah Anda. Sama sekali tidak. Anda hanya perlu membuat biaya tambahan dan membeli trafo.

Transformator- perangkat yang sangat sederhana yang memungkinkan Anda untuk menaikkan dan menurunkan tegangan. Konversi AC dilakukan dengan bantuan transformator. Untuk pertama kalinya, transformator digunakan pada tahun 1878 oleh martir Rusia P. N. Yablochkov untuk menyalakan "lilin listrik" yang ia temukan, sumber cahaya baru pada waktu itu. Gagasan P. N. Yablochkov dikembangkan oleh I. F. Usagin, seorang karyawan Universitas Moskow, yang merancang transformator yang ditingkatkan.

Trafo terdiri dari inti besi tertutup, di mana dua (kadang-kadang lebih) kumparan dengan belitan kawat dipasang (Gbr. 1). Salah satu belitan, yang disebut belitan primer, dihubungkan ke sumber tegangan AC. Gulungan kedua, tempat "beban" terhubung, yaitu perangkat dan perangkat yang mengkonsumsi listrik, disebut sekunder.

Gbr.1 Gbr.2

Diagram perangkat transformator dengan dua belitan ditunjukkan pada Gambar 2, dan penunjukan konvensional yang diadopsi untuk itu adalah pada Gambar. 3.

Tindakan transformator didasarkan pada fenomena induksi elektromagnetik. Ketika arus bolak-balik melewati belitan primer, fluks magnet bolak-balik muncul di inti besi, yang membangkitkan EMF induksi di setiap belitan.Selain itu, nilai sesaat EMF induksi edi setiap putaran belitan primer atau sekunder menurut hukum Faraday ditentukan oleh rumus:

e = -Δ F/Δ t

Jika sebuah F= 0сosωt, maka

e = 0dosaω t, atau

e =Edosaω t,

di mana E\u003d Ф0 - amplitudo EMF dalam satu putaran.

Pada belitan primer memiliki n1 putaran, total ggl induksi e1 adalah sama dengan hal.

Pada belitan sekunder terdapat ggl total. e2 adalah sama dengan p2e, di mana p2 adalah jumlah lilitan belitan ini.

Oleh karena itu berikut ini

e1 e2 = p1p2. (1)

jumlah tegangan kamu1 , diterapkan pada belitan primer, dan EMF e1 harus sama dengan jatuh tegangan pada belitan primer:

kamu1 + e1 = saya1 R1 , di mana R1 adalah resistansi aktif dari belitan, dan saya1 adalah arus di dalamnya. Persamaan ini mengikuti langsung dari persamaan umum. Biasanya hambatan aktif dari belitan kecil dan istilah saya1 R1 dapat diabaikan. Itu sebabnya

kamu1 ≈ -e1 . (2)

Ketika belitan sekunder transformator terbuka, arus tidak mengalir di dalamnya, dan terjadi hubungan:

kamu2 ≈ - e2 . (3)

Karena nilai sesaat dari EMF e1 dan e2 perubahan fase, maka rasionya dalam rumus (1) dapat diganti dengan rasio nilai efektif E1 danE2 EMF ini atau, dengan mempertimbangkan persamaan (2) dan (3), rasio nilai efektif tegangan U 1 dan kamu 2 .

kamu 1 /U 2 = E1 / E2 = n1 / n2 = k. (4)

Nilai k disebut rasio transformasi. Jika k>1, maka trafo step-down, dengan k<1 - meningkat.

Ketika rangkaian belitan sekunder ditutup, arus mengalir di dalamnya. Kemudian hubungannya kamu2 ≈ - e2 tidak lagi terpenuhi secara tepat, dan, karenanya, hubungan antara U 1 dan kamu 2 menjadi lebih kompleks daripada dalam persamaan (4).

Menurut hukum kekekalan energi, daya pada rangkaian primer harus sama dengan daya pada rangkaian sekunder:

kamu 1 Saya1 = kamu 2 Saya2, (5)

di mana Saya1 dan Saya2 - nilai efektif gaya pada belitan primer dan sekunder.

Oleh karena itu berikut ini

kamu 1 /U 2 = Saya1 / Saya2 . (6)

Ini berarti bahwa dengan menaikkan tegangan beberapa kali dengan bantuan transformator, kami mengurangi arus dengan jumlah yang sama (dan sebaliknya).

Karena kehilangan energi yang tak terhindarkan karena pembangkitan panas pada belitan dan inti besi, persamaan (5) dan (6) kira-kira terpenuhi. Namun, pada transformator daya tinggi modern, total kerugian tidak melebihi 2-3%.

Dalam praktik sehari-hari, Anda sering harus berurusan dengan transformer. Selain transformator yang kami gunakan mau tak mau karena fakta bahwa perangkat industri dirancang untuk satu tegangan, dan yang lain digunakan di jaringan kota, selain itu, kami harus berurusan dengan gulungan mobil. Gelendong adalah transformator step-up. Untuk membuat percikan api yang menyalakan campuran kerja, diperlukan tegangan tinggi, yang kita dapatkan dari aki mobil, setelah sebelumnya mengubah arus searah aki menjadi arus bolak-balik menggunakan pemutus. energi yang digunakan untuk memanaskan transformator, karena tegangan meningkat, arus berkurang, dan sebaliknya.

Mesin las membutuhkan transformator step-down. Pengelasan membutuhkan arus yang sangat tinggi, dan transformator mesin las hanya memiliki satu putaran keluaran.

Anda mungkin memperhatikan bahwa inti transformator terbuat dari lembaran baja tipis. Hal ini dilakukan agar tidak kehilangan energi saat mengubah tegangan. Dalam bahan lembaran, arus eddy akan memainkan peran yang lebih rendah daripada yang kontinu.

Di rumah Anda berurusan dengan transformer kecil. Adapun transformator yang kuat, mereka adalah struktur besar. Dalam kasus ini, inti dengan belitan ditempatkan di tangki yang diisi dengan oli pendingin.

Kekuatan transmisi

Konsumen listrik ada di mana-mana. Ini diproduksi di beberapa tempat yang relatif dekat dengan sumber bahan bakar dan sumber air. Oleh karena itu, ada kebutuhan untuk mentransmisikan listrik melalui jarak yang terkadang mencapai ratusan kilometer.

Tetapi transmisi listrik jarak jauh dikaitkan dengan kerugian yang signifikan. Faktanya adalah, mengalir melalui saluran listrik, arus memanaskannya. Sesuai dengan hukum Joule-Lenz, energi yang dihabiskan untuk memanaskan kabel saluran ditentukan oleh rumus

dimana R adalah hambatan saluran. Dengan antrean yang panjang, transmisi daya secara umum dapat menjadi tidak menguntungkan secara ekonomi. Untuk mengurangi kerugian, Anda tentu saja dapat mengikuti jalur pengurangan resistansi R garis dengan meningkatkan luas penampang kabel. Tetapi untuk mengurangi R, misalnya, dengan faktor 100, massa kawat juga harus ditingkatkan dengan faktor 100. Jelas bahwa pengeluaran besar logam non-ferrous yang mahal tidak dapat diizinkan, belum lagi kesulitan memasang kabel berat pada tiang tinggi, dll. Oleh karena itu, kehilangan energi pada saluran dikurangi dengan cara lain: dengan mengurangi arus di baris. Misalnya, penurunan arus dengan faktor 10 mengurangi jumlah panas yang dilepaskan dalam konduktor sebanyak 100 kali, yaitu, efek yang sama dicapai dengan pembobotan kawat seratus kali lipat.

Karena daya saat ini sebanding dengan produk dari kekuatan arus dan tegangan, untuk mempertahankan daya yang ditransmisikan, perlu untuk meningkatkan tegangan di saluran transmisi. Selain itu, semakin panjang saluran transmisi, semakin menguntungkan menggunakan tegangan yang lebih tinggi, jadi, misalnya, di saluran transmisi tegangan tinggi Volzhskaya HPP - Moskow, tegangan 500 kV digunakan. Sementara itu, generator arus bolak-balik dibangun untuk tegangan tidak melebihi 16-20 kV, karena tegangan yang lebih tinggi akan memerlukan penerapan tindakan khusus yang lebih kompleks untuk mengisolasi belitan dan bagian lain dari generator.

Oleh karena itu, trafo step-up dipasang di pembangkit listrik besar. Trafo meningkatkan tegangan di saluran sebanyak itu mengurangi arus. Kerugian daya kecil.

Untuk penggunaan langsung listrik di motor penggerak listrik peralatan mesin, jaringan penerangan dan untuk keperluan lain, tegangan di ujung saluran harus dikurangi. Ini dicapai dengan menggunakan transformator step-down. Selain itu, biasanya penurunan tegangan dan, karenanya, peningkatan kekuatan arus terjadi dalam beberapa tahap. Pada setiap tahapan tegangan semakin kecil, wilayah yang tercakup oleh jaringan listrik semakin luas. Skema transmisi dan distribusi tenaga listrik ditunjukkan pada gambar.

Stasiun-stasiun listrik di sejumlah wilayah negara ini dihubungkan oleh saluran transmisi tegangan tinggi, membentuk jaringan listrik umum yang terhubung dengan konsumen. Asosiasi semacam itu disebut sistem tenaga. Sistem tenaga memastikan pasokan energi yang tidak terputus ke konsumen, di mana pun lokasi mereka.

Penggunaan listrik.

Pemanfaatan tenaga listrik dalam berbagai bidang ilmu pengetahuan.

Abad kedua puluh telah menjadi abad ketika ilmu pengetahuan menyerbu semua bidang masyarakat: ekonomi, politik, budaya, pendidikan, dll. Secara alami, ilmu pengetahuan secara langsung mempengaruhi perkembangan energi dan ruang lingkup ketenagalistrikan. Di satu sisi, ilmu pengetahuan berkontribusi pada perluasan ruang lingkup energi listrik dan dengan demikian meningkatkan konsumsinya, tetapi di sisi lain, di era ketika penggunaan sumber daya energi tak terbarukan yang tidak terbatas menimbulkan bahaya bagi generasi mendatang, pembangunan teknologi hemat energi dan penerapannya dalam kehidupan menjadi tugas ilmu pengetahuan yang mendesak.

Mari kita pertimbangkan pertanyaan-pertanyaan ini pada contoh-contoh konkret. Sekitar 80% pertumbuhan PDB (produk domestik bruto) di negara maju dicapai melalui inovasi teknis, yang sebagian besar terkait dengan penggunaan listrik. Segala sesuatu yang baru dalam industri, pertanian, dan kehidupan sehari-hari datang kepada kita berkat perkembangan baru di berbagai cabang ilmu pengetahuan.

Sebagian besar perkembangan ilmiah dimulai dengan perhitungan teoritis. Tetapi jika pada abad ke-19 perhitungan ini dilakukan dengan menggunakan pena dan kertas, maka pada zaman revolusi ilmiah dan teknis (revolusi ilmiah dan teknologi), semua perhitungan teoritis, seleksi dan analisis data ilmiah dan bahkan analisis linguistik karya sastra dilakukan. menggunakan komputer (komputer elektronik) yang bekerja pada energi listrik, yang paling nyaman untuk transmisi jarak jauh dan penggunaan. Tetapi jika komputer pada awalnya digunakan untuk perhitungan ilmiah, sekarang komputer telah hidup dari sains.

Sekarang mereka digunakan di semua bidang aktivitas manusia: untuk merekam dan menyimpan informasi, membuat arsip, menyiapkan dan mengedit teks, melakukan pekerjaan menggambar dan grafis, mengotomatisasi produksi dan pertanian. Elektronisasi dan otomatisasi produksi adalah konsekuensi paling penting dari revolusi "industri kedua" atau "mikroelektronik" dalam ekonomi negara-negara maju. Pengembangan otomatisasi terintegrasi secara langsung berkaitan dengan mikroelektronika, tahap kualitatif baru yang dimulai setelah penemuan mikroprosesor pada tahun 1971 - perangkat logika mikroelektronika yang dibangun ke dalam berbagai perangkat untuk mengontrol operasinya.

Mikroprosesor mempercepat pertumbuhan robotika. Sebagian besar robot yang digunakan saat ini termasuk yang disebut generasi pertama, dan digunakan dalam pengelasan, pemotongan, pengepresan, pelapisan, dll. Robot generasi kedua yang menggantikannya dilengkapi dengan perangkat untuk mengenali lingkungan. Arobots - "intelektual" dari generasi ketiga akan "melihat", "merasa", "mendengar". Para ilmuwan dan insinyur di antara bidang yang paling prioritas penerapan robot adalah energi nuklir, eksplorasi ruang angkasa, transportasi, perdagangan, pergudangan, perawatan medis, pengolahan limbah, pengembangan kekayaan dasar laut. Mayoritas robot berjalan dengan listrik, tetapi peningkatan konsumsi listrik robot diimbangi oleh pengurangan biaya energi di banyak proses manufaktur yang intensif energi melalui pengenalan metode yang lebih efisien dan proses teknologi hemat energi baru.

Tapi mari kita kembali ke sains. Semua perkembangan teoretis baru diverifikasi secara eksperimental setelah perhitungan di komputer. Dan, sebagai aturan, pada tahap ini, penelitian dilakukan dengan bantuan pengukuran fisik, analisis kimia, dll. Di sini, instrumen penelitian ilmiah beragam - banyak instrumen pengukuran, akselerator, mikroskop elektron, tomografi resonansi magnetik, dll. Bagian utama dari instrumen sains eksperimental ini beroperasi pada energi listrik.

Ilmu pengetahuan tidak melewati bidang manajemen. Dengan perkembangan revolusi ilmiah dan teknis, perluasan bidang industri dan non-industri dari aktivitas manusia, manajemen mulai memainkan peran yang semakin penting dalam meningkatkan efisiensinya. Dari sejenis seni, hingga saat ini berdasarkan pengalaman dan intuisi, saat ini manajemen telah berubah menjadi sebuah ilmu. Ilmu manajemen, tentang hukum umum penerimaan, penyimpanan, transmisi, dan pemrosesan informasi disebut sibernetika. Istilah ini berasal dari kata Yunani "helmsman", "helmsman". Ini ditemukan dalam tulisan-tulisan para filsuf Yunani kuno. Namun, kelahiran barunya sebenarnya terjadi pada tahun 1948, setelah penerbitan buku Cybernetics oleh ilmuwan Amerika Norbert Wiener.

Sebelum dimulainya revolusi "cybernetic", hanya ada ilmu komputer kertas, yang alat persepsi utamanya adalah otak manusia, dan yang tidak menggunakan listrik. Revolusi "cybernetic" memunculkan perbedaan mendasar - informatika mesin, sesuai dengan peningkatan arus informasi yang sangat besar, sumber energinya adalah listrik. Sarana yang sama sekali baru untuk memperoleh informasi, akumulasi, pemrosesan, dan transmisi telah dibuat, yang bersama-sama membentuk struktur informasi yang kompleks. Ini termasuk sistem kontrol otomatis (sistem kontrol otomatis), bank data informasi, basis informasi otomatis, pusat komputer, terminal video, mesin fotokopi dan fototelegraf, sistem informasi nasional, satelit dan sistem komunikasi serat optik berkecepatan tinggi - semua ini telah diperluas tanpa batas lingkup penggunaan listrik.

Banyak ilmuwan percaya bahwa dalam kasus ini kita berbicara tentang peradaban "informasi" baru, menggantikan organisasi tradisional masyarakat dari tipe industri. Spesialisasi ini ditandai oleh fitur-fitur penting berikut:

· meluasnya penggunaan teknologi informasi dalam produksi material dan non material, dalam bidang ilmu pengetahuan, pendidikan, kesehatan, dan lain-lain;

· keberadaan jaringan yang luas dari berbagai bank data, termasuk penggunaan umum;

· transformasi informasi menjadi salah satu faktor terpenting pembangunan ekonomi, nasional dan pribadi;

peredaran informasi yang bebas di masyarakat.

Listrik dalam produksi.

Masyarakat modern tidak dapat dibayangkan tanpa elektrifikasi kegiatan produksi. Sudah pada akhir tahun 1980-an, lebih dari 1/3 dari seluruh konsumsi energi di dunia dilakukan dalam bentuk energi listrik. Pada awal abad berikutnya, proporsi ini dapat meningkat menjadi 1/2. Peningkatan konsumsi listrik seperti itu terutama terkait dengan peningkatan konsumsinya di industri. Bagian utama dari perusahaan industri menggunakan energi listrik. Konsumsi listrik yang tinggi merupakan ciri khas industri padat energi seperti industri metalurgi, aluminium, dan pembuatan mesin.

Listrik rumah tangga.

Listrik adalah asisten yang sangat diperlukan dalam kehidupan sehari-hari. Setiap hari kita menghadapinya, dan, mungkin, kita tidak dapat membayangkan hidup kita tanpanya. Ingat terakhir kali Anda mematikan lampu, yaitu rumah Anda tidak menerima listrik, ingat bagaimana Anda bersumpah bahwa Anda tidak punya waktu untuk apa pun dan Anda membutuhkan cahaya, Anda membutuhkan TV, ceret, dan banyak listrik lainnya peralatan. Lagi pula, jika kita kehilangan energi selamanya, maka kita hanya akan kembali ke zaman kuno ketika makanan dimasak di atas api dan hidup dalam wigwams dingin.

Pentingnya listrik dalam hidup kita bisa menjadi keseluruhan puisi, sangat penting dalam hidup kita dan kita sudah terbiasa. Meskipun kita tidak lagi memperhatikan bahwa itu datang ke rumah kita, tetapi ketika dimatikan, itu menjadi sangat tidak nyaman.

Hargai listrik!

Bibliografi.

1. Buku teks oleh S.V. Gromov "Fisika, Kelas 10". Moskow: Pencerahan.

2. Kamus ensiklopedis seorang fisikawan muda. Menggabungkan. V.A. Chuyanov, Moskow: Pedagogi.

3. Ellion L., Wilkons U ... Fisika. Moskow: Nauka.

4. Koltun M. Dunia fisika. Moskow.

5. Sumber energi. Fakta, masalah, solusi. Moskow: Sains dan teknologi.

6. Sumber energi non-tradisional. Moskow: Pengetahuan.

7. Yudasin L.S. Energi: masalah dan harapan. Moskow: Pencerahan.

8. Podgorny A.N. Energi hidrogen. Moskow: Nauka.