Передача электроэнергии линии электропередач презентация по физике. Презентация - производство, передача и использование электроэнергии. Действие трансформатора основано на

Производство, передача и потребление электроэнергии

Типы электростанций

Тепловые (ТЭС) - 50 %
Гидроэлектростанции (ГЭС) - 20-25%
Атомные (АЭС) - 15 %
Альтернативные источники

энергии- 2 – 5 % (солнечная энергия, энергия термоядерного синтеза, приливная энергетика, ветроэнергетика)

Генератор

Тепловые электростанции

Внутренняя

Энергия

(энергия топлива)

Механическая

энергия

ТД (паровая

Электрическая

энергия

Генератор

Гидроэлектростанции

Механическая

энергия

(падающей воды)

Электрическая

энергия

Генератор

Атомные электростанции

Атомная энергия

(при делении

атомных ядер)

Механическая

энергия

Электрическая

энергия

Генератор электрического тока

Генератор преобразует механическую энергию в электрическую
Действие генератора основано на явлении электромагнитной индукции

Рамка с током – основной элемент генератора

Вращающаяся часть называется РОТОРОМ (магнит).
Неподвижная часть называется СТАТОРОМ (рамка)

При вращении рамки, пронизывающий рамку, магнитный поток изменяется во времени, вследствие чего в рамке возникает индукционный ток

Передача электроэнергии

Для передачи электроэнергии потребителям используют линии электропередач (ЛЭП).
При передаче электроэнергии на расстояние происходят её потери за счёт нагревания проводов (закон Джоуля - Ленца).
Способы уменьшения тепловых потерь:

1) Уменьшение сопротивления проводов, но увеличение их диаметра (тяжелы – трудно подвешивать, и дорогостоящи – медь).

2) Уменьшение силы тока путём повышения напряжения.

Трансформатор

Состоит из двух катушек изолированного провода, намотанных на общий стальной сердечник.

Действие трансформатора основано на

явлении электромагнитной индукции

Схема трансформатора

Первичная обмотка – катушка, на которую подают переменный ток одного напряжения

Вторичная обмотка – катушка, с которой снимают переменный ток другого напряжения

Повышающий трансформатор - трансформатор, увеличивающий напряжение.

Понижающий трансформатор - трансформатор, уменьшающий напряжение.

Влияние тепловых электростанций на окружающую среду

Основные этапы производства, передачи и потребления электроэнергии

1.Механическую энергию преобразуют в электрическую с помощью генераторов на электростанциях.
2. Электрическое напряжение повышают для передачи электроэнергии на большие расстояния.
3. Электроэнергию передают под высоким напряжением по высоковольтным линиям электропередач.
4. При распределении электроэнергии потребителям электрическое напряжение понижают.
5. При потреблении электроэнергии её преобразуют в другие виды энергии – механическую, световую или внутреннюю.

Слайд 1

Описание слайда:

Слайд 2

Описание слайда:

Слайд 3

Описание слайда:

Слайд 4

Описание слайда:

Слайд 5

Описание слайда:

Слайд 6

Описание слайда:

Слайд 7

Описание слайда:

Слайд 8

Описание слайда:

Слайд 9

Описание слайда:

Использование электроэнергии в областях науки Наука непосредственно влияет на развитие энергетики и сферу применения электроэнергии. Около 80% прироста ВВП развитых стран достигается за счет технических инноваций, основная часть которых связана с использованием электроэнергии. Все новое в промышленность, сельское хозяйство и быт приходит к нам благодаря новым разработкам в различных отраслях науки. Большая часть научных разработок начинается с теоретических расчетов. Но если в ХIХ веке эти расчеты производились с помощью пера и бумаги, то в век НТР (научно-технической революции) все теоретические расчеты, отбор и анализ научных данных и даже лингвистический разбор литературных произведений делаются с помощью ЭВМ (электронно-вычислительных машин), которые работают на электрической энергии, наиболее удобной для передачи ее на растояние и использования. Но если первоначально ЭВМ использовались для научных расчетов, то теперь из науки компьютеры пришли в жизнь. Электронизация и автоматизация производства - важнейшие последствия "второй промышленной" или "микроэлектронной« революции в экономике развитых стран. Очень бурно развивается наука в области средств связи и коммуникаций.

Слайд 10

Описание слайда:

Слайд 11

Описание слайда:

Типы электростанций Тепловые (ТЭС) - 50 % Тепловые (ТЭС) - 50 % Гидроэлектростанции (ГЭС) % Гидроэлектростанции (ГЭС) % Атомные (АЭС) - 15 % Атомные (АЭС) - 15 % Альтернативные источники Альтернативные источники энергии- 2 – 5 % (солнечная энергия, энергия термоядерного синтеза, приливная энергетика, ветроэнергетика) энергии- 2 – 5 % (солнечная энергия, энергия термоядерного синтеза, приливная энергетика, ветроэнергетика)

Генератор электрического тока Генератор преобразует механическую энергию в электрическую Генератор преобразует механическую энергию в электрическую Действие генератора основано на явлении электромагнитной индукции Действие генератора основано на явлении электромагнитной индукции

Рамка с током – основной элемент генератора Вращающаяся часть называется РОТОРОМ (магнит). Вращающаяся часть называется РОТОРОМ (магнит). Неподвижная часть называется СТАТОРОМ (рамка) Неподвижная часть называется СТАТОРОМ (рамка) При вращении рамки, пронизывающий рамку, магнитный поток изменяется во времени, вследствие чего в рамке возникает индукционный ток

Передача электроэнергии Для передачи электроэнергии потребителям используют линии электропередач (ЛЭП). При передаче электроэнергии на расстояние происходят её потери за счёт нагревания проводов (закон Джоуля - Ленца). Способы уменьшения тепловых потерь: 1) Уменьшение сопротивления проводов, но увеличение их диаметра (тяжелы – трудно подвешивать, и дорогостоящи – медь). 2) Уменьшение силы тока путём повышения напряжения.

Влияние тепловых электростанций на окружающую среду ТЭС – приводят к тепловому загрязнению воздуха продуктами сгорания топлива. ГЭС – приводят к затопления огромных территорий, которые выводятся из землепользования. АЭС - может привести к выбросу радиоактивных веществ.

Основные этапы производства, передачи и потребления электроэнергии 1.Механическую энергию преобразуют в электрическую с помощью генераторов на электростанциях. 1.Механическую энергию преобразуют в электрическую с помощью генераторов на электростанциях. 2. Электрическое напряжение повышают для передачи электроэнергии на большие расстояния. 2. Электрическое напряжение повышают для передачи электроэнергии на большие расстояния. 3. Электроэнергию передают под высоким напряжением по высоковольтным линиям электропередач. 3. Электроэнергию передают под высоким напряжением по высоковольтным линиям электропередач. 4. При распределении электроэнергии потребителям электрическое напряжение понижают. 4. При распределении электроэнергии потребителям электрическое напряжение понижают. 5. При потреблении электроэнергии её преобразуют в другие виды энергии – механическую, световую или внутреннюю. 5. При потреблении электроэнергии её преобразуют в другие виды энергии – механическую, световую или внутреннюю.

ПРЕЗЕНТАЦИЯ НА ТЕМУ:
“ПРОИЗВОДСТВО И ПЕРЕДАЧА
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ”
Ученицы 11 а класса ГБОУ СОШ № 1465 Старцовой Татьяны.
Учитель: Круглова Лариса Юрьевна1.Производство электроэнергии с
помощью электростанций
а) АЭС
б) ГЭС
в) ТЭЦ
2.Передача электроэнергии,типы линий
электропередач
а) Воздушные
б) Кабельные

Производство электроэнергии

Электроэнергия производится на
электростанциях. Существует три основных
типа электростанций:
o Атомные электростанции (АЭС)
o Гидроэлектростанции (ГЭС)
o Тепловые электростанции, или же
теплоэлектроцентрали (ТЭЦ)

Атомные электростанции

Атомная
электростанция (АЭС) -
ядерная установка для
производства энергии в
заданных режимах и условиях
применения,
располагающаяся в пределах
определённой проектом
территории, на которой для
осуществления этой цели
используются ядерный
реактор (реакторы) и
комплекс необходимых
систем, устройств,
оборудования и сооружений с
необходимыми работниками

Принцип работы

.

На рисунке показана схема работы атомной
электростанции с двухконтурным водо - водяным
энергетическим реактором. Энергия, выделяемая в
активной зоне реактора, передаётся теплоносителю
первого контура. Далее теплоноситель поступает в
теплообменник (парогенератор), где нагревает до
кипения воду второго контура. Полученный при этом
пар поступает в турбины,
вращающие электрогенераторы. На выходе из турбин
пар поступает в конденсатор, где охлаждается большим
количеством воды, поступающим из водохранилища.
Компенсатор давления представляет собой довольно
сложную и громоздкую конструкцию, которая служит
для выравнивания колебаний давления в контуре во
время работы реактора, возникающих за счёт теплового
расширения теплоносителя. Давление в 1-м контуре
может доходить до 160 атм (ВВЭР-1000).

.

Помимо воды, в различных реакторах в качестве
теплоносителя могут применяться также расплавы
металлов: натрий, свинец, эвтектический сплав свинца с
висмутом и др. Использование жидкометаллических
теплоносителей позволяет упростить конструкцию
оболочки активной зоны реактора (в отличие от
водяного контура, давление в жидкометаллическом
контуре не превышает атмосферное), избавиться от
компенсатора давления. Общее количество контуров
может меняться для различных реакторов, схема на
рисунке приведена для реакторов типа ВВЭР (ВодоВодяной Энергетический Реактор). Реакторы типа
РБМК (Реактор Большой Мощности Канального типа)
использует один водяной контур, реакторы на быстрых
нейтронах - два натриевых и один водяной контуры,
перспективные проекты реакторных установок СВБР-100
и БРЕСТ предполагают двухконтурную схему, с тяжелым
теплоносителем в первом контуре и водой во втором.

Выработка электроэнергии

Мировыми лидерами в производстве ядерной
электроэнергии являются:
США (836,63 млрд кВт·ч/год), работает 104 атомных
реактора (20% от вырабатываемой электроэнергии)
Франция (439,73 млрд кВт·ч/год),
Япония (263,83 млрд кВт·ч/год),
Россия (177,39 млрд кВт·ч/год),
Корея (142,94 млрд кВт·ч/год)
Германия (140,53 млрд кВт·ч/год).
В мире действует 436 энергетических ядерных
реакторов общей мощностью 371,923 ГВт,
российская компания «ТВЭЛ» поставляет топливо
для 73 из них (17 % мирового рынка)

Гидроэлектростанции

Гидроэлектростанция (ГЭС) - электростанция, в
качестве источника энергии использующая энергию
водного потока. Гидроэлектростанции обычно строят
на реках, сооружая плотины и водохранилища.
Для эффективного производства электроэнергии на ГЭС
необходимы два основных фактора: гарантированная
обеспеченность водой круглый год и возможно большие
уклоны реки, благоприятствуют гидростроительству
каньонообразные виды рельефа.

Принцип работы

.

Цепью гидротехнических сооружений является
обеспечение необходимым напором воды, поступающей
на лопасти гидротурбины, которая приводит в действие
генераторы, вырабатывающие электроэнергию.
Необходимый напор воды образуется посредством
строительства плотины, и как следствие концентрации
реки в определенном месте, или деривацией -
естественным током воды. В некоторых случаях для
получения необходимого напора воды используют
совместно и плотину, и деривацию.
Непосредственно в самом здании гидроэлектростанции
располагается все энергетическое оборудование. В
зависимости от назначения, оно имеет свое
определенное деление. В машинном зале расположены
гидроагрегаты, непосредственно преобразующие
энергию тока воды в электрическую энергию.

.

Гидроэлектрические станции
разделяются в зависимости
от вырабатываемой мощности:
мощные - вырабатывают от 25 МВт и выше;
средние - до 25 МВт;
малые гидроэлектростанции - до 5 МВт.
Также они делятся в зависимости от
максимального использования напора
воды:
высоконапорные - более 60 м;
средненапорные - от 25 м;
низконапорные - от 3 до 25 м.

Крупнейшие ГЭС в мире

Наименование
Мощность
ГВт
Среднегодовая
выработка
Собственник
География
Три Ущелья
22,5
100 млрд кВт ч
р. Янцзы,
г. Сандоупин, Китай
Итайпу
14
100 млрд кВт ч
р. Карони, Венесуэла
Гури
10,3
40 млрд кВт ч
р. Токантинс, Бразилия
Черчилл-Фолс
5,43
35 млрд кВт ч
р. Черчилл, Канада
Тукуруи
8,3
21 млрд кВт ч
р. Парана,
Бразилия/Парагвай

Теплоэлектростанции

Тепловая электростанция (или тепловая
электрическая станция) -
электростанция, вырабатывающая
электрическую энергию за счет
преобразования химической
энергии топлива в механическую энергию
вращения вала электрогенератора.

Принцип работы

Типы

Котлотурбинные электростанции
Конденсационные электростанции (КЭС, исторически
получили название ГРЭС - государственная районная
электростанция)
Теплоэлектроцентрали (теплофикационные
электростанции, ТЭЦ)
Газотурбинные электростанции
Электростанции на базе парогазовых установок
Электростанции на основе поршневых
двигателей
С воспламенением от сжатия (дизель)
C воспламенением от искры
Комбинированного цикла

Передача электроэнергии

Передача электрической энергии от электрических
станций до потребителей осуществляется
по электрическим сетям. Электросетевое хозяйство -
естественно-монопольный сектор электроэнергетики:
потребитель может выбирать, у кого покупать
электроэнергию (то есть энергосбытовую компанию),
энергосбытовая компания может выбирать среди
оптовых поставщиков (производителей
электроэнергии), однако сеть, по которой поставляется
электроэнергия, как правило, одна, и потребитель
технически не может выбирать электросетевую
компанию. С технической точки зрения, электрическая
сеть представляет собой совокупность линий
электропередачи (ЛЭП) и трансформаторов,
находящихся на подстанциях.

.

Линии электропередачи представляют собой
металлический проводник, по которому проходит
.
электрический
ток. В настоящее время практически
повсеместно используется переменный ток.
Электроснабжение в подавляющем большинстве
случаев - трёхфазное, поэтому линия
электропередачи, как правило, состоит из трёх фаз,
каждая из которых может включать в себя несколько
проводов.

Линии электропередачи делятся на 2 типа:

Воздушные
Кабельные

Воздушные

Воздушные ЛЭП подвешены над поверхностью земли на безопасной высоте на
специальных сооружениях, называемых опорами. Как правило, провод на
воздушной линии не имеет поверхностной изоляции; изоляция имеется в местах
крепления к опорам. На воздушных линиях имеются системы грозозащиты.
Основным достоинством воздушных линий электропередачи является их
относительная дешевизна по сравнению с кабельными. Также гораздо лучше
ремонтопригодность (особенно в сравнении с бесколлекторными КЛ): не
требуется проводить земляные работы для замены провода, ничем не затруднён
визуальный осмотр состояния линии. Однако, у воздушных ЛЭП имеется ряд
недостатков:
широкая полоса отчуждения: в окрестности ЛЭП запрещено ставить какие-либо
сооружения и сажать деревья; при прохождении линии через лес, деревья по
всей ширине полосы отчуждения вырубаются;
незащищённость от внешнего воздействия, например, падения деревьев на
линию и воровства проводов; несмотря на устройства грозозащиты, воздушные
линии также страдают от ударов молнии. По причине уязвимости, на одной
воздушной линии часто оборудуют две цепи: основную и резервную;
эстетическая непривлекательность; это одна из причин практически
повсеместного перехода на кабельный способ электропередачи в городской
черте.

Кабельные

Кабельные линии (КЛ) проводятся под землёй. Электрические
кабели имеют различную конструкцию, однако можно выявить
общие элементы. Сердцевиной кабеля являются три
токопроводящие жилы (по числу фаз). Кабели имеют как
внешнюю, так и междужильную изоляцию. Обычно в качестве
изолятора выступает трансформаторное масло в жидком виде,
или промасленная бумага. Токопроводящая сердцевина кабеля,
как правило, защищается стальной бронёй. С внешней стороны
кабель покрывается битумом. Бывают коллекторные и
бесколлекторные кабельные линии. В первом случае кабель
прокладывается в подземных бетонных каналах - коллекторах.
Через определённые промежутки на линии оборудуются
выходы на поверхность в виде люков - для удобства
проникновения ремонтных бригад в коллектор.
Бесколлекторные кабельные линии прокладываются
непосредственно в грунте.

.

Бесколлекторные линии существенно дешевле коллекторных при
строительстве, однако их эксплуатация более затратна в связи с
недоступностью кабеля. Главным достоинством кабельных линий
электропередачи (по сравнению с воздушными) является отсутствие широкой
полосы отчуждения. При условии достаточно глубокого заложения,
различные сооружения (в том числе жилые) могут строиться
непосредственно над коллекторной линией. В случае бесколлекторного
заложения строительство возможно в непосредственной близости от линии.
Кабельные линии не портят своим видом городской пейзаж, они гораздо
лучше воздушных защищены от внешнего воздействия. К недостаткам
кабельных линий электропередачи можно отнести высокую стоимость
строительства и последующей эксплуатации: даже в случае бесколлекторной
укладки сметная стоимость погонного метра кабельной линии в разы выше,
чем стоимость воздушной линии того же класса напряжения. Кабельные
линии менее доступны для визуального наблюдения их состояния (а в случае
бесколлекторной укладки - вообще недоступны), что также является
существенным эксплуатационным недостатком.

Электрическая энергия обладает неоспоримыми преимуществами перед всеми другими видами энергии. Ее можно передавать по проводам на огромные расстояния со сравнительно малыми потерями и удобно распределять между потребителям. Главное же в том, что эту энергию с помощью достаточно простых устройств легко превратит в любые другие формы: механическую, внутреннюю (нагревание тел), энергию света. Электрическая энергия обладает неоспоримыми преимуществами перед всеми другими видами энергии. Ее можно передавать по проводам на огромные расстояния со сравнительно малыми потерями и удобно распределять между потребителям. Главное же в том, что эту энергию с помощью достаточно простых устройств легко превратит в любые другие формы: механическую, внутреннюю (нагревание тел), энергию света.

Преимущество электрической энергии Можно передавать по проводам Можно передавать по проводам Можно трансформировать Можно трансформировать Легко превращается в другие виды энергии Легко превращается в другие виды энергии Легко получается из других видов энергии Легко получается из других видов энергии

Генератор - Устройство, преобразующее энергию того или иного вида в электрическую энергию. Устройство, преобразующее энергию того или иного вида в электрическую энергию. К генераторам относятся гальванические элементы, электростатические машины, термобатареи, солнечные батареи К генераторам относятся гальванические элементы, электростатические машины, термобатареи, солнечные батареи

Эксплуатация генератора Генерировать энергию можно либо вращая виток в поле постоянного магнита, либо виток поместить в изменяющееся магнитное поле (вращать магнит, оставляя виток неподвижным). Генерировать энергию можно либо вращая виток в поле постоянного магнита, либо виток поместить в изменяющееся магнитное поле (вращать магнит, оставляя виток неподвижным).

Значение генератора в производстве электрической энергии Важнейшие детали генератора изготавливаются очень точно. Нигде в природе нет такого сочетания движущихся частей, которые могли бы порождать электрическую энергию столь же непрерывно и экономично Важнейшие детали генератора изготавливаются очень точно. Нигде в природе нет такого сочетания движущихся частей, которые могли бы порождать электрическую энергию столь же непрерывно и экономично

Как устроен трансформатор? Он состоит из замкнутого стального сердечника, собранного из пластин, на который надеты две катушки с проволочными обмотками. Первичная обмотка подключается к источнику переменного напряжения. К вторичной обмотке присоединяют нагрузку.

АЭС производят 17% мировой выработки. Начало ХХI века эксплуатируется 250 АЭС, работают 440 энергоблоков. Больше всего США, Франции, Японии, ФРГ, России, Канаде. Урановый концентрат (U3O8) сосредоточен в следующих странах: Канаде, Австралии, Намибии, США, России. Атомные электростанции

Сравнение типов электростанции Типы электростанц ий Выбросвредных веществ в атмосфе ры, кг Занимае мая площадьга Потребле ние чистой воды м 3 Сбро с грязн ой воды, м 3 Затрат ы наохрану приро ды % ТЭЦ: уголь 251,5600,530 ТЭЦ: мазут 150,8350,210 ГЭС АЭС--900,550 ВЭС10--1 СЭС-2--- БЭС10-200,210