Отклонение напряжения:

- нормально допустимые и предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения U_y на выводах приемников электрической энергии равны соответственно ±5 и ±10% от номинального напряжения электрической сети по ГОСТ 721 и ГОСТ 21128 (номинальное напряжение).

Несинусоидальность напряжения характеризуется следующими показателями:

- коэффициентом искажения синусоидальности кривой напряжения.

Таблица 1 — Значения коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения в %

Несимметрия напряжений характеризуется следующими показателями:

- коэффициентом несимметрии напряжений по обратной последовательности;

- коэффициентом несимметрии напряжений по нулевой последовательности.

Нормально допустимое и предельно допустимое значения коэффициента несимметрии напряжений по обратной (и нулевой) последовательности в точках общего присоединения к электрическим сетям равны 2,0 и 4,0 % соответственно.

Отклонение частоты:

- нормально допустимое и предельно допустимое значения отклонения частоты равны ± 0,2 и ± 0,4 Гц соответственно.

1. Роль электроэнергии и ее использование в жизни современного общества.

2. Структурные схемы устройств преобразования тепловой энергии в электрическую.

Структурная схема преобразования тепловой энергии в электрическую приводилась выше (см. рис.1).

В качестве источника первичной энергии могут выступать различные вещества. В частности на ТЭС, ГеоТЭС и др. таким веществом является вода, в других установках – легкокипящие жидкости, газы.

В качестве преобразователя энергии выступает турбина, а источником электрической энергии является, как правило, трехфазный генератор переменного тока.

На рис. 4 приведена структурная схема геотермальной тепловой электростанции. Принцип работы установки заключается в следующем. Поступающая по трубопроводам из продуктивной скважины в сепаратор первой ступени пароводяная смесь разделяется на жидкую и газообразную фракции, первая из которых направляется в скважину закачки, а вторая – в сепаратор второй ступени, где производится ее доводка до необходимой кондиции. Из сепаратора пар подается в турбогенератор, где и происходит преобразование его кинетической энергии в энергию вращения вала турбогенератора. Турбогенератор вращает вал ротора трехфазного генератора переменного тока, вырабатывающего электроэнергию. Для защиты установки от чрезмерно повышенного давления пароводяной смеси, поступающей из скважины, на входе установки установлено предохранительное устройство с шумоглушителем.

Геотермальная установка мощностью 1МВт позволяет сэкономить в год 3000 тонн условного топлива.

На рис. 5 приведена структурная схема парокомпрессионного теплового насоса с газотурбинной установкой.

Установка включает в себя три контура: приводной (силовой) контур, состоящий из компрессора К, сидящего на одном валу с турбиной Т и компрессором контура отбора теплоты и камеры сгорания КС, в которой сжигается газ; контур отбора теплоты (ПНТ), в который входит компрессор, конденсатор, дроссель и испаритель; контур подогрева сетевой воды, включающий в себя котел- утилизатор и конденсатор.

Принцип работы установки заключается в следующем. Поступающий в испаритель контура отбора теплоты источник низкопотенциальной теплоты отдаёт часть своей энергии, превращая низкокипящее рабочее тело в пар. Последнее сжимается в компрессоре, за счёт чего повышается эго энергия, и поступает в конденсатор. В конденсаторе в процессе теплообмена происходит подогрев поступающей от потребителя воды и охлаждение рабочего тела, переходящего в жидкую фракцию. Из конденсатора через дроссель рабочее тело вновь поступает в испаритель.

Для приведения вала компрессора ПНТ во вращение используется газотурбинная установка приводного контура, вращение вала, которой осуществляется посредством полученных в камере сгорания газов, подаваемых на лопатки турбины. Отработавшие в турбине нагретые газы выбрасываются в атмосферу через котел-утилизатор, где они охлаждаются, отдавая теплоту подогреваемой воде.

Таким образом, сетевая вода с температурой 60⁰С, проходя через два теплообменника нагревается до температуры 90⁰С.

Структурная схема ресорбционно-компрессионного теплового обменника приведена на рис. 6.

с 50...60⁰С до 80…105⁰С за счёт охлаждения рабочего тела. Подогретая до такой температуры вода вновь поступает в котел, а после нагревания – в потребитель. Охлажденное же в ресорбере рабочее тело поступает в теплообменник, где его температура понижается до необходимой величины, а далее нагнетается насосом в дегазатор.

Установки, работающие на перепаде температур, могут использовать замкнутый и разомкнутый циклы. В установках с замкнутым циклом (Ренкина) легкокипящая жидкость типа фреона, аммиака отработав в парообразном состоянии в турбине, направляется в конденсатор, охлаждаемый наружным воздухом, а оттуда – в парогенератор.

В установках с разомкнутым циклом теплая вода поверхностного слоя океана вскипает в испарителе с низким давлением, затем направляется в турбину, после чего – в конденсатор.

Схема установки для получения электроэнергии за счет перепада температур между проточной водой подо льдом и наружным холодным воздухом приведена на рис. 7.

Принцип работы установки заключается в следующем. Протекающая подо льдом вода нагревает парогенератор 1, рабочее тело в котором переходит из жидкого в газообразное состояние и направляется на лопатки турбины 2, преводящей во вращение вал генератора переменного тока 3. Отработавший в турбине пар направляется в конденсатор 5, где переходит в жидкую фракцию и насосом 4 нагнетается опять в парогенератор. Для повышения эффективности работы конденсатора посредством вентилятора 6 производится его охлаждение атмосферным воздухом.

В номинальном режиме КПД установки составляет 7%.

Для создания автономных источников энергоснабжения, обеспечивающих совместную генерацию электрической и тепловой энергии в отдаленных малонаселенных пунктах, могут быть использованы маломощные ТЭС на базе теплового двигателя Стирлинга с внешним подводом тепла (см. рис. 8). Такой двигатель состоит из винтового маслонаполненного компрессора и винтовой маслонаполненной турбины, вал которой соединен с валами компрессора и генератора. Основным рабочим телом является газ. Масло, частично заполняющее проточную часть винтового компрессора, играет роль смазывающего, гидравлически уплотняющего и отводящего выделяющуюся в процессе сжатия рабочего тела теплоту агента. В выхлопном патрубке компрессора масло отделяется от газа и, охладившись в водяном теплообменнике, вновь впрыскивается на вход компрессора.

В винтовой турбине также используется масло с целью смазки трущихся частей и в качестве уплотнителя. Однако здесь оно впрыскивается горячим с целью подогрева рабочего тела в процессе расширения его в проточной части турбины. Этот подогрев может быть обеспечен как за счет сжигания любого вида топлива при атмосферном давлении при наименьшем загрязнении атмосферы, так и за счет использования любого другого источника тепла.

На рис. 8 приведена структурная схема автономной ТЭС с тепловым двигателем внешнего сгорания.