Свет и тепло в каждый дом

---
Конденсация отработанного пара после турбин - самое слабое место цикла в плане КПД. Дело в том, что при фазовом переходе из пара в жидкость, вода теряет большую часть своей энергии. Отдает ее циркводе, т.е. тепло тупо выбрасывается в окружающую среду.
Пример: пар после последней ступени турбины имеет t=30°C и каждый килограмм его всё еще несет в себе некое количество энергии. Но вот пар уменьшился в объеме примерно в 40000 раз - сконденсировался, превратился в жидкость - и теперь тот же килограмм воды уже несет в себе ~ в 25 раз меньше энергии при тех же t=30°C (((.
"Постойте! Какой в жопу пар при 30°С? Ведь все мы знаем, что вода закипает при 100!" - воскликнет эрудированный читатель. На самом деле t кипения (насыщения по научному) напрямую и однозначно зависит от давления, при котором происходит процесс. При атмосферном давлении да, это будет 100°, при вакууме (в конденсаторе Р меньше, чем снаружи, помните?) 20-40°, при 15 атмосферах вода закипит лишь после 200°С, а 300-градусный кипяток мы получим при Р=85 кг/см2. Классический пример тому - вопрос "Почему мясо в горах варится дольше, а в скороварке быстрее".
Дык вот, вернемся к нашим баранам. Что можно сделать, чтобы сократить потери в окружающую среду при конденсации? Правильно - заставить пар конденсироваться в границах рабочего цикла. Для этого умные люди придумали отбирать пар из проточной части турбины еще до того, как он попадет в конденсатор.
Отбирают в подогреватели, которые греют этот же самый конденсат из конденсатора на пути его обратно в котел. Хитро, да?
Так же с отборов турбины пар может, в зависимости от проектной схемы, направляться в подогреватели сетевой воды (теплосеть), на собственные нужды станции (тот же мазут греть к примеру), да мало ли куда, пар в хозяйстве - штука нужная.
"Но ведь этот пар мог сработаться в турбине и превратится в еще больше электричества!" - никак не угомонится этот умник-читатель. Мог бы. Слышал, что в некоторых других странах данная практика не нашла применения: очень усложняется схема, дороговизна подогревателей, их обслуживания и ремонта, вопросы надежности...
Но товаГищи из КБ Ленинграда, Харькова, Калуги (именно этими заводами в основном и представлен парк турбин на постсоветском пространстве) всё просчитали, нашли золотую середину и сказали: "Отборам пара быть! Не пиздите тут." И понеслось. Лично я думаю, что таки да, выгода есть.
В итоге по пути от паровпуска турбины до конденсатора может отбираться до 2/3 всего пара.
В зависимости от того, за какой ступенью проделана дырка (технологическое отверстие) в корпусе турбины, отборы могут быть как высокого - атмосфер до 50-ти, так и низкого, вплоть до небольшого вакуума, давления.
Рис.26 Подогреватели конденсата и питательной воды на фоне турбины

Итак, конденсат из конденсатора конденсатными насосами (масло маслянное))) проходит через подогреватели низкого давления, затем попадает в деаэратор. Я выше упоминал дедушку-профессора, так вот он назвал деаэратор "обезгаживатель", радуясь своей удачной шутке даже больше нас, студентов).
Деаэратор представляет собой типа цистерну с головкой (гусары, молчать). В головку сверху подается конденсат, а снизу, навстречу ему - пар из отбора турбины. Пар вышибает из воды несконденсировавшиеся газы.Зачем? Эти газы в дальнейшем могут вызвать коррозию внутренних поверхностей труб, а так же ухудшают теплообмен.
Бонусом идет опять таки же подогрев конденсата + деаэратор служит дополнительной резервной емкостью для воды, если вдруг ее резко понадобится много. Вода после деаэратора официально становится питательной.
Рис.27 Ядреный деаэратор аж с 4мя головками

Питательная вода попадает во всасывающий трубопровод питательного насоса. Пит насос - это песня. Дурмашина. Основная его задача - повысить давление пит. воды перед тем, как она попадет в котел. В итоге мы имеем представителей класса, которые могут запросто надавить атмосфер с 10 до 300! Нахрена так дохрена (немного теории):
при фазовом переходе из воды в пар, так же как и при конденсации, опять теряется энергия чисто на сам этот, ети его мать, переход. Но есть одно но - чем при большем давлении происходит переход, тем меньше тепловой энергии нужно затратить на него. При сверхкритическом давлении>220 атм, о котором уже упоминалось всвязи с прямоточными котлами, потерь на переход практически нет.
Приводом (то, что крутит насос) питательного насоса может служить как электродвигатель (я видел движки ПЭН на 6 МВт = 8 тыщ лошадей, между прочим), так и паровая турбинка, вращающаяся паром отбора из большой, основной, турбины. Турбонасосы есть смысл городить на мощных блоках овер 200 МВт.
За питательными насосами опционально устанавлены подогреватели высокого давления. Окончательно догревают воду перед котлом паром из отборов турбины. Могут работать на параметрах ~50 атм / 300°С. Жуткая вещь, но об этом, может быть, позже.
Всё, питательная вода пришла обратно к котлу, цикл замкнулся. С чем вас и поздравляю!
Рис.28 ПТН со вспомогательным бустерным насосом (обеспечивает необходимый напор на всасе, чтобы вода не закипала)

---
Чем отличается АЭС от обычной ТЭС.
Вместо котла - реактор. Детально разобраться, как он работает я в своё время пытался, но нихера не понял. Очевидно, требуется более серьезная теоретическая подготовка. Ну и без практики никуда. Далее - на пальцах (так, как всю эту кухню понимаю я, атомщики поправят если че):
В ТВЭЛах, их несколько десятков тысяч, происходит деление (размножение) нейтронов, при этом выделяется тепло, поглощаемое теплоносителем, протекающем вокруг ТВЭЛ.
Если теплоносителем является вода, которая потом превращается в пар и далее идет в турбину, то такая АЭС называется одноконтурной.
Очень похоже на обычную ТЭС, дешево и сердито, но получается, что всё оборудование работает на радиоактивной среде. Печаль.
Пироги - отдельно, сапоги - отдельно, или
двухконтурный реактор.
Так же, как и в одноконтурном, вода под высоким давлением поглощает тепло ядерной реакции, но не идет дальше в виде пара в турбину, а через уже надоевшие нам до изжоги теплообменники типа "бочка, а в ней трубки" отдает свое тепло воде второго контура, а вот она уже закипает, т.к. ее давление, а следовательно и t вскипания, ниже. Далее по накатанной:
пар-турбина-конденсатор-насос-обратно в начало контура.
Шоколад - второй контур получается НЕрадиоактивным!
Но ссука сложно и дорого (( Затрат на радиационную безопасность, меньше, но на оборудование - больше. Примерно то на то и выходит.

Самая большая задница (т.е. жопа) в управлении реактором состоит в том, что существует двусторонняя связь излучение <-> теплоноситель. Т.е. если в обычном котле в топке горит газ, маз, уголь или дрова, и им глубоко до фени, что там происходит в трубках с водой или паром, то в реакторе всё не так.
Вода вокруг ТВЭЛ поглощает излучение, тем самым тормозит его. Но вот вода превратилась в пар, а пар уже не так хорошо поглощает излучение -> интенсивность излучения возрастает -> растет t пара и ТВЭЛов. Далее возможны два варианта:
1. из-за возросшей температуры физическая структура ядерного топлива меняется и реакция затухает, t падает обратно до следующего раза. Этакое самобалансирование.
2. малёхо проскочили границу этого баланса, допустим расход воды вдруг стало значительно меньше или стержень какой не опустился, - лавинообразно ускоряется ядерная реакция, всё-пиздец - Чернобыль.
Кстати о стержнях. Вопреки
расхожему мнению, стержни и ТВЭЛ - это не одно и то же, а совсем наоборот. Стержни, содержащие бор, наоборот - выполняют функцию замедлителя ядерной реакции.
Реактор, загруженный свежими ТВЭЛами может выделяет столько энергии, что нафиг не надо. Вот его искусственно и притормаживают стержнями. По мере выработки ядерного топлива, мощь реактора падает (пару лет), и, чтобы компенсировать это падёж, стержни помаленьку вынимают из активной зоны. Это основные стержни. Есть еще регулировочные для корректировки текущего режима и аварийные на случай шухера.
Рис.29

Это сообщение отредактировал andru6ock - 22.12.2017 - 17:18

Отработанные ТВЭЛ ещё несколько лет остывают в специальных бассейнах с непрерывным охлаждением водой.

Так вот. Посмотрели на всё это ученые мужи и говорят: "Если эта ваша вода такое говно непредсказуемое, то давайте ебанемся, и вместо воды в первом контуре будем использовать, к примеру, натрий! Жидкий".
Еще более ученые отвечают им: "Вы там на своей Балабановской фабрике совсем что ли? А если радиоактивный натрий из первого контура попадет в воду второго? На ютубе посмотрите, как натрий с водой реагирует, придурки!"
Первые ученые: "А мы тогда вконец ёбнемся и сделаем три контура! В первом будет радиоактивный натрий, во втором - нерадиоактивный, а третий уже норм - с водой. Если второй и третий бахнут - ниче страшного - они ж не радиоактивные."
Вторые ученые: "Звучит разумно, давайте делать".
И сделали трехконтурный реактор. Дорого, зато безопасно и рулить им легче. Наверное. Широко не распространены.
Рис.30

Плюс из-за всех этих обратных связей, ограничений по металлу, РБ и т.д., получается, что сильно-то пар и не нагреешь, поэтому турбины АЭС пыхтят на влажном насыщенном паре с давлением ~70 атм и t~300°С. Что, в свою очередь, влечет за собой еще ряд технических мероприятий, таких как догрев пара середины турбины острым паром, сепарация (отделение влаги), чистка от всякой радиоактивной бяки и еще черт знает что. Я не очень-то в теме, нюансов не знаю.
По АЭС доклад окончил.
---
ГТУ (газотурбинная установка).
Как писалось ранее, ГТУ работает не на паре, а на газе. Газ с давлением ~30 атм подается к горелкам камеры сгорания, там воспламеняется, и с t~1000-1400°C попадает в проточную часть газовой турбины. Дальше принцип такой же, как и у паровой - газ лупит по лопаткам, расширяется, быстро-быстро течет дальше, крутит турбину. Нюансы:
- если паровые турбины работают на паре с начальной t максимум 550°, то тут уже >1000 - соответственно другие требования к металлу, вплоть до принудительного охлаждения лопаток. Хотя корпуса турбин тоньше, что позволяет в разы сократить время прогрева -> пуска турбины;
- для обеспечения горения такого количества газа требуется до хера и больше воздуха. Воздух в камеру сгорания подается многоступенчатым компрессором (как турбина, только наоборот - за каждой последующей ступенью воздух всё сжатее и сжатее). Вал компрессора соединен с валом газовой турбины, т.е. газовая турбина сама же и крутит компрессор и обеспечивает себя воздухом.
Воздух, в процессе сжатия компрессором до ~15 атм, и сам не хило так нагревается до ~300°С.
- требования к чистоте газа и воздуха для ГТУ довольно жесткие, т.к. грязь в проточной части - дело стремное, а вскрытие турбины только лишь для чистки - удовольствие дорогое и муторное.
Воздух очищается в штуковине с прикольным названием КВОУ (комлектная воздухоочистительная установка);
- газовая турбина может работать не только на газе: например в качестве резервного топлива может использоваться солярка, но она на ура засерает проточную часть, поэтому это скорее экстрим, нежели обычное явление;

Рис.31 Ротор ГТУ. Слева – лопатки компрессора, справа – турбины

Это сообщение отредактировал andru6ock - 22.12.2017 - 17:19

---
Как уже упоминалось выше - компрессоры жрут очень много энергии, примерно половину от всей, вырабатываемой газовой турбиной. Это убивает ее КПД до ~35%. Прямо-таки скажем - так себе показатель, как у обычной конденсационной турбины, а ТЭЦ с теплофикационным или производственным отбором пара вообще кроет ГТУ по КПД, как бык овцу. В чем же тогда профит?
Зачем переть из-за бугра дорогущие Сименсы-хуименсы, да еще и со скандалом на весь мир?
Кстати о скандале. Традиционно сильными сторонами российского энергостроения является выпуск оборудования для ГЭС и АЭС. Худо-бедно, но торгуем паровыми котлами-турбинами. В области же ГТУ - швах полный, сильно отстали.
Вот эти вот базары, что «Технопромэкспорт» что-то там домодернизировал в сименсоновских турбинах для Крыма, ничего, кроме кривой ухмылки, не вызывают. ХЗ, покрасили мож в другой цвет. За державу обидно, но ладно, не будем о грустном, вернемся к нашим баранам.
Фишка вот в чем. Газ на выходе из газовой турбины имеет t~400-500°С и его еще можно ого-го как использовать. Не в трубу же выпускать в самом деле.
Вот и выпускают в котел-утилизатор (КУ). Не очень удачное название, на мой взгляд. Для котла мусоросжигательного завода больше подходит). В КУ нет открытого огня, соответственно и нет топки в классическом ее виде. Все поверхности нагрева от начала до конца газового тракта выполнены не экранами (панелями), а пакетами. Барабан тоже бывает. В пакетах текёть ... па-бам! питательная вода!!! Шо, блять?! Откуда нах?! Это же не паровая турбина!
Оказывается, есть и паровая. И вращается она как раз этим паром из котла-утилизатора. Можно юзать турбины для обычных ТЭЦ, в т.ч. и с отборами пара на производство или для подогрева теплосети.
Это уже совсем другой коленкор, и связка ГТУ-КУ-паровая турбина (а то и две) запросто дает КПД овер 60%. И называется вся эта кучка уже паро-газовой установкой (ПГУ).
К паровой турбине, естественно, прилагается весь традиционный фарш: конденсатор, градирни или водоем, питательный насос итд (см. выше).
Рис.32

Это сообщение отредактировал andru6ock - 22.12.2017 - 17:19

ГЭС.
В зависимости от способа подачи воды, ее гидростатического столба, мощности, турбины на ГЭС могут иметь лопатки в виде ковшей, лопастей, расположенных как в беличьем колесе, или по виду сильно напоминающие винт корабля. Последние могут быть поворотными, т.е. на ходу менять свой угол относительно потока воды для регулировки мощности турбины.
Ротор может быть помещен как в ж/б, так и в металлический корпус.
С одной стороны отсутствие всякой тепломеханической мути сильно упрощает дело, однако само строительство ГЭС требует больших затрат. Но в итоге всё равно электроэнергия получается в 2-3 раза дешевле ТЭСовской. Plus ресурс побольше.
Вообще затраты на топливо для ТЭС составляют до 80% от стоимости конечной продукции. На АЭС само топливо дешевле, но там РБ денег жрет немерянно. Поддержание гидрохозяйства ГЭС в исправном состоянии хоть и обходится недешево, но дешевле затрат на всякий там газ уголь нефть итд.
Учитывая вышесказанное и то, что большинство ГЭС возведены при СССР, Русьгидро по идее должно купаться в деньгах. Однако хуй - не купается (см.статью "Эффективный менеджмент").

Рис.33 ротор с лопаточками мощной гидротурбины

Это сообщение отредактировал andru6ock - 22.12.2017 - 17:20

Производство собственно электричества.
Итак, слава Богу, котлы/реакторы на ТЭС/АЭС пыхтят, газ перед ГТУ горит, вода на ГЭС поступает - турбины крутятся.
Надо теперь эту энергию вращения преобразовать в электричество.
Для этого к турбине присобачивают генератор. Что он из себя представляет:
1. Ротор. Т.е. вращающийся турбиной вал.
2. На роторе расположена обмотка. Грубо говоря - совокупность проволочных катушек и стальных пластин.
3. Возбудитель (гы))). Служит для подачи постоянного тока на обмотку ротора.
4, 4а Статор - неподвижная часть, корпус генератора, с внутренней стороны которого тоже уложена обмотка.
Как вся эта цветомузыка делает электричество.
Через возбудитель на обмотку ротора подается постоянный ток, который получают от выпрямителей обычного переменного тока. Т.о. вокруг обмотки ротора создается вращающееся вместе с ротором магнитное поле. Это поле при взаимодействии с неподвижной обмоткой статора создает в последней электродвижущую силу - то, что нам и нужно - электричество.
Турбина крутится со скоростью 3000 оборотов в минуту, т.е. за одну секунду создается 50 (3000 оборотов делим на 60 сек) импульсов ЭДС - получаем электрический ток © частотой 50 Герц.
Обмотка статора секторами поделена на три равные части (типа значок мерса), каждая часть изолирована от другой и имеет свой собственный выход (вывод) из генератора. В то время как в одной фазе ЭДС максимальна, в другой она только идет на подъем, а в третьей уже убывает. Итак так получается трехфазный переменный ток частотой 50 Гц.

Рис. 34 Дядька открыл торцевую крышку генератора и не знает че с ним делать дальше (шутка)

Это сообщение отредактировал andru6ock - 22.12.2017 - 17:20

FAQ
Q: А вот я слышал, что в СШП и Японии в розетках 60 Гц, неувязочка, ТС, a?
A: Всё просто, путем несложных подсчетов получаем, что ихненские турбины крутятся со скоростью 60Гц х 60 сек = 3600 об/мин.
Дело в том, что мистер Тесла на заре энергетики посчитал, что частота в 60 Гц оптимальна, плюс гармонично сочетается с 60 секундами в минуте + тогдашние убогие лампочки не так сильно мерцали при 60 Гц, как при 50.
Дальнейший опыт эксплуатации показал, что 50 Гц вроде бы пижжэ, но единого мнения так и нет, посему каждый остался при своем.
Q: И что, вода тоже может крутить турбины ГЭС со скоростью 3000 об/мин? Чето не верится...
А: Нет, не может, за исключением ковшовых гидротурбин, которые у нас нераспространены. Чтобы всё-таки получить 50 Гц используют многополюсные генераторы. Если в обычном генераторе 2 полюса (помните, на обмотку ротора - подается + и - постоянного тока), то в многополюсном фактически соседствуют несколько разных раздельных обмоток - несколько пар полюсов. Две пары полюсов создают в обмотке статора уже 2 импульса ЭДС за один оборот, четыре - 4, и т.д. Нетрудно подсчитать, что для гидротурбины со скоростью вращения, к примеру, 500 об/мин, т.е. в 6 раз медленнее обычной, требуется генератор с 6 парами полюсов (6 разных обмоток возбуждения), чтобы выдавать 50 Гц. Для 300 об/мин - 10 пар, 150 - 20 и т.д.
Такие генераторы производятся чуть ли не штучно, под определенный тип турбины, привязанной к конкретной "акватории", они габаритнее своих обычных собратьев, что не может не отражаться на их стоимости.
Q: Ещё есть нюансы?
А: Чесслово, последний: некоторые модели газовых турбин вращаются с частотой более 3000 об/мин, и для того, чтобы совокупить их с 50-тигерцовыми генераторами, используют редуктор, т.е. ротора турбины и генератора сцеплены не жестко, а через шестерни с различающимся количеством зубцов на них (у турбинной меньше) - к примеру маленькая турбинная шестерня уже совершила 5400 оборотов, а большая генераторная - только 3000, что и требуется.
Редуктор грохочет, требует охлаждения, поджирает КПД, тоже геморрой, короче.

---


Опять меня унесло вбок. Вернемся к генераторам.
Вся эта вышеописанная магнитно-эдс-вращательная мутотень может не хило нагревать внутренние элементы генераторов, что не очень хорошо для эксплуатации и долговечности оных. Че делать?
Ясен пень - охлаждать. Для этого на одном или на обоих концах ротора генератора прилепим вентилятор, который будет гонять по кругу воздух внутри. Просто и элегантно. Для маломощных генераторов.
Генераторы чуть помощнее - приходится городить систему охлаждения циркводой воздуха, который охлаждает генератор.
Ещё мощнее - внутри генератора вместо воздуха закачан чистый водород - он лучше охлаждает.
Лютая ебанина. Если, к примеру, газ при своей концентрации в воздухе до 5% не горит и не взрывается (просто воняет)))), при 5-15% взрывается с соответствующими последствиями, зато после 15% спокойно горит, то водород такая дрянь, что гореть начинает только после 75%, а бабахает в диапазоне 4-75%...
Это влечет за собой комплекс доп.мер - маслянные уплотнения и гидрозатворы для герметичности, контроль, защиты и т.д. Звучит, может, и не очень впечатляюще, но на самом деле довольно-таки навороченная и сложная схема.
Рис.35 Газомаслянная система генератора. Упрощенная схема.

А что будет, если напихать в турбину побольше пара? Раскрутится же больше 3000 об/мин (50 Гц), логично? Логично, но нет.
Все генераторы всех электростанций в стране (за редким исключением) связаны по проводам ЛЭП незримой магнитной связью. И чем ближе географически один генератор к другому - тем сильнее эта связь.
Т.о., утрированно, 100 генераторов в радиусе 1000 км не дадут 101-му генератору, если ему вздумается, крутиться с другой частотой.
К частоте предъявляются жесткие требования - допустимое отклонение не должно превышать ±0,1 Гц. Разберемся в том, как этого добиться.
Мощность, вырабатываемая турбинами (сила пара/газа/воды, которая лупит по лопаткам), не должна быть больше или меньше суммарной мощности конечных потребителей электричества. Т.е. должен сохраняться жесткий баланс выработки и потребления электроэнергии.
Не то, чтобы прям уж совсем жесткий, но жестковатый ))) Сеть ЛЭП огромна, связана практически вся страна. Постоянно идут т.н. перетоки из избыточных по мощности участков в дефицитные - система пытается самоуравновеситься.
Пример: вы проснулись утром, включили свет, электрочайник и т.д. - потянули электроэнергию - частота сети изменилась мизерно. Настолько мизерно, что пох.
А 1000 человек? Да тоже пох. А 100.000? Ну, может быть начнет моргать частота 49,95 Гц... Т.е. понимаете, какие масштабы? Ебануться можно.
Очень грубо: частота сети изменится на 0,1 Гц, если будет небаланс от 1 Гигаватта (500.000 чайников или невъебеный завод). Этого стараются не допускать: к примеру сидит в Костромском РДУ (регионально-диспетчерское управление) дядя Вася и смотрит, чтобы в Костромской
и Ивановской областях был баланс. Зорко смотрит, видит - утром все чаю захотели, станки включать на заводах стали - частота слегка снижаться начала... Перетоков уже скоро будет не хватать, т.к. ЛЭП тоже, знаете ли, не резиновые, или соседняя область вообще сама в дефиците сидит. Дядя Вася звонит на Костромскую ГРЭС - "А возьмите-ка 50 Мегаватт" - пошла цепочка: добавили воздуха/газа/воды в котлы -> стало больше пара лететь через турбины -> генераторы стали вырабатывать больше электричества -> частота вернулась на место.
Вечером наоборот.
Над РДУ с дядей Васей сидит дядя Коля из ОДУ (объединенное диспетческое управление) Центра. Но дядя Коля смотрит не только за дядей Васей, а и за другими дядями, в ведении которых находятся еще 12 РДУ - Воронежское, Белгородское, Московское, Владимирское, Тверское, Тульское, Ярославское, Вологодское, Курское, Липецкое, Рязанское
(кому интересно - тут вся иерархия http://so-ups.ru/index.php?id=fops ), т.е. дяде Коле не очень интересно, как обстоят дела в какой-то отдельной области, за это пусть болит голова у РДУ, зато он мыслит уже масштабом округа, в данном случае Центрального, корректируя работу всех своих подчиненных 13 РДУ таким образом, чтобы она была слаженной.
В России 7 ОДУ (Северо-Запада, Юга, Востока, Урала, Сибири, Средней Волги и Центра). Над ними говлеет т.н. Системный Оператор. Контора, естественно, в Москве, сотрудники видят ситуацию в стране в целом, корректируют сеть, управляя ОДУванами.
Так что, если вы теперь где-то прочтете что-то в духе "Усть-Мочегорская ТЭЦ-12 построена в 1964 г, снабжает электричеством Задрыщенский Комбинат Силоса и Удобрений (ЗКСиУ)" - это будет верно лишь отчасти - все шпарим в одну сеть, а оттуда уже потребители разбирают. Ток, конечно, не дурак, сам потечет туда, где поближе, но не факт, что к ЗКСиУ, который вообще может быть запитан с подстанции в 40 км от него.
Еще одним важнейшим показателем качества электроэнергии является напряжение сети. Принцип поддержания тот же, даже немного попроще. Автоматические регуляторы подают ровно столько возбуждения на обмотки роторов генераторов, чтобы на их выводах получилось требуемое напряжение.
Конкретно - 6-35 киловольт (кВ) в зависимости от мощности и типа генератора.
Далее электричество от генератора поступает в сеть. Нет, не так, в Сеть.
Сети бывают на напряжение 10, 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750 кВ. Есть даже единственная в мире ЛЭП Экибастуз — Кокшетау, рассчитанная 1150 кВ (миллион вольт, охуеть), правда сейчас она работает под 500 кВ.
http://www.yaplakal.com/forum2/topic1441694.html
Чем выше напряжение сети, тем экономичнее передача электричества по ней на дальние расстояния (чем выше ток, тем больше потери. Увеличиваем напряжение - ток уменьшается, а с ним и потери, а мощность остается той же. Закон Ома, P=U*I, ёптыть),
Чем мощнее генератор, тем дальше может быть востребовано электричество от него, а значит тем в большего напряжения сеть он должен втыкаться, + таким образом обеспечивается его связь с другими мощными, но отдаленными географически, генераторами, а это уже взаимоподдержка и взаимозаменяемость, что необходимо для устойчивой работы Сети.
К примеру: отъехал блок 1000 МВт (миллион киловатт, тоже охуеть) Ростовской АЭС - серьезная потеря, но сразу же аварийно будут грузиться мощные блоки 300 Мвт соседних Новочеркасской и Ставропольской ГРЭС, при нехватке будут сделаны необходимые переключения в сетях, подтянут более отдаленные станции.
Рис.36 Связи

Ну хз Я всегда так считал, что электикики, столяры, механики важнее всяких (гуманитариев) спортсменов. Что эти медали дадут? Престиж? Извините люди престижем не наедятся:'(

Кстати о ГРЭС. Расшифровывается как Государственная Районная ЭлектроСтанция. Название безнадежно устарело, никакие ГРЭС уже не государственные, снабжают электричеством уже не районы, а территории помасштабнее, аббревиатура - скорее дань традиции. Как правило под ГРЭС подразумевается конденсационная станция с незначительной отопительной или другой тепловой нагрузкой, т.е. заточена в основном на выработку электричества. В отличие от ТЭЦ (ТеплоЭлектро Централь), где выработка тепловой энергии в таком же приоритете, как и электрической.
Рис. 37 Ржака

Так, добъем уже Сети.
А вот генератор, к примеру, выдает 20 кВ, а втыкается в сеть 330 кВ. Как это, не напрямую же? А через трансформатор.
Принцип его действия для данного случая: на замкнутый магнитный сердечник трансформатора с одной стороны наматывают провода от выводов генератора (обмотка низшего напряжения НН), с другой - провода, которые дальше пойдут к ЛЭП-330 кВ. Но вся фишка любого трансформатора в том, что количество витков проводов со сторон низкого и высокого напряжений - разное.
Получается, что со стороны генератора сердечник намагничивается условно 100 витками, а съем электричества с сердечника в сторону ЛЭП происходит уже с помощью 300 витков, за счет этого и напряжение на выходе из трансформатора другое, высокое. Играясь с соотношением количества витков ВН и НН можно получить любое напряжение на выходе. Этакий редуктор, только для электричества.
Трансформатор может пропускать ток в обе стороны, смотря откуда куда он течет. Т.к. сеть у нас трехфазная, то фактически в одном трансформаторе находятся три идентичных трансформатора - по одному для каждой фазы. Обмотки со сторон ВН и НН и сердечник изолированы друг от друга, не соприкасаются, т.е. связь чисто магнитная.
Трансформаторы во время работы нагреваются. Охлаждение может быть воздушным или маслянным, с естественной или принудительной циркуляцией.

Рис.38 Блочный Трансформатор – как раз-таки связывает генератор с сетью

Это сообщение отредактировал andru6ock - 22.12.2017 - 17:21

Сети разных номинальных напряжений так же связаны между собой т.н. трансформаторами связи. Например, сеть 110 кВ на какой-нибудь подстанции связана через трансформатор 110/330 с сетью 330 кВ, которая в свою очередь на этой же или вообще другой подстанции за 100 км связана с сетью 500 кВ (через трансформатор 330/500 кВ).
Т.о. получается, что при желании от любого старого дохленького генератора гипотетически можно запитать любую хреновину в любом уголке страны. На практике, конечно, этого не делается, стараются взять электричество от ближайшего источника, хотя слышал, что вокруг Москвы закончили кольцо ЛЭП 500 кВ, для того, чтобы брать электричество откуда-то чуть ли не из Сибири. Оно там дешевле засчет дешевизны угля.
Рыжий Толик, когда носился с идеей экспорта электроэнергии зарубеж, надо отдать должное, в этом плане в Сетях порядок поднавел. Зато в других местах насрал, так насрал, вот тебе и баланс ))
---
Фух. Мне сложно писать про электричество, по физике в школе - еле трояк натянул, по образованию - ни разу не электрик. Да простят меня электропрофи за некую корявость в изложении.
По мере приближения ЛЭП к потребителю, напряжение при помощи понижающих трансформаторов снижается до нужного. В быту это 380 Вольт ~ 0,4 кВ. Наверное все видели во дворах многоэтажек или на улице в деревнях будки, на дверях надпись типа "РУ 10/0,4" или "ТП 6/0,4"? Это и есть распредилительные устройства (трансформаторные подстанции) с понижающими напряжение с 10 или 6 кВ до 380 В трансформаторами внутри.
"На кой хрен мне 380, если у меня в квартире 220 В, так?" - спросит технически подкованный читатель.
Так, да не так.
Схематично: в подъезд дома или в деревню приходят 3 толстых провода (3 разных фазы А,В,С) каждый с напряжением 380 В. С фазы А запитывается 1,4,7 этаж дома или ул. Абрикосовая деревни,
с фазы В - 2,5,8й или Виноградня,
с С - 3,6,9 и ул.Тенистая соответвенно.
Получается, что к розеткам и лампочками у вас дома приходит тоже 380 В. Это линейное напряжение.
А вот когда эти 380 через прибор-потребитель замыкаются на нулевой провод (пустой, без напряжения (вторая дырка в розетке)) - получается как раз-таки 220 В фазного напряжения.
"Какая муть... Блять, нельзя было одиним проводом обойтись? Ну двумя максимум" - опять спросит уже приунывший читатель.
Можно. Но многофазная (в нашем случае трех) система электроснабжения, у истоков которой стояли господа Тесла и Доливо-Добровольский, имеет ряд неоспоримых преимуществ: меньше потери при передаче на большие расстояния, меньшая материалоемкость -> меньше цена ЛЭП и трансформаторов, более равномерное распределение ЭЭ по потребителям, трехфазные двигатели проще и эффективнее других, и т.д. Короч, оно того стоит.
По электричеству всё.
Рис.39

---
Последнее. Ранее ушли в сторону, теперь добъем ОТОПЛЕНИЕ.
Схемы теплосети так же многообразны и порою бывают накручены так, что сами эксплуатирующие организации в них путаются. Всё ограничивается лишь разнузданностью фантазии проектировщиков ))
Или к примеру построили новый микрорайон, подключились к уже действующей теплосети. У соседей такая же ситуация. Потом слепили перемычку - две теплосети уже связаны. А застройщик у первых проебал исполнительные схемы и ваще банкрот и где его искать теперь хз. Благо, слесарь дядя Вася помнит, что справа от синей березы есть люк, а в нем задвижка и т.п. Но чаще всё в порядке, чтоб вы не подумали, просто сложные связи имеют место быть.
Ну да ладно, мы рассмотрим лишь принципиальное построение.
Существует некий контур, в котором с помощью насосов по кругу мотыляется вода. Масштаб контура может быть от одного-двух домов-многоэтажек до целых районов крупного города.
Вода в контуре постоянно подогревается, проходя либо через водогрейный котел (ВК), либо через подогреватели.
ВК может быть установлен где угодно, хоть во дворе жилого дома. По конструкции похож на энергетический котел, но поменьше и попроще, т.к. вода, проходя через ВК, не закипает, на выходе в пар не превращается. Ну и параметры не очень высокие на выходе - максимум градусов 140 при давлении атм 15. В качестве ВК может быть использован котел-утилизатор газов выхлопа ГТУ.
Подогреватели сетевой воды (они же "бойлеры") в качестве греющей среды используют, как правило, пар. Пар может быть взят с промежуточных отборов всяческих паровых турбин, либо выхлопа турбин ТЭЦ (в этом случае бойлеры выполняют еще и фунцию конденсатора пара турбины).

Рис.39 Подогреватель сетевой горизонтальный. №2. В теплоизоляции. Красноярская ТЭЦ.

Это сообщение отредактировал andru6ock - 22.12.2017 - 17:22

Если горячая вода на нужды населения или других потребителей берется прямо из вышеописанного контура, то такая теплосеть называется открытой.
В закрытых теплосетях вода первого контура служит лишь теплоносителем. Она поступает в ЦТП и ИТП (централизованные и индивидуальные тепловые пункты зданий), где через теплообменники различных мастей отдает своё тепло воде других контуров, из которых уже и берется жижа для ГВС и наших домашних батарей.
Тот контур, из которого непосредственно ведется водоразбор, постоянно подпитывается свежей водичкой - т.е. компенсируется расход.
Расход воды через контуры намного больше, чем расход собственно на разбор.
Чем холоднее на улице, тем горячее вода первого контура. У диспетчеров теплосети есть графики зависимости t сетевой воды от t окружающей среды, иногда даже с поправкой на ветер. Отклонения строго нормированы. В любом случае, даже летом, когда отопление отключено, t подающей теплосети (ее называют "прямой") не должна быть ниже 70°С, иначе в трубах начинает размножаться всякая живность, что не эстетично.
По теплосети всё, просто как 3 копейки.
---
Изначально, до написания этой статьи, я думал, что включу в нее и многое другое. Но как я ни старался быть лаконичным, всё равно портянка получилась знатная, я в жизни большего опуса, наверное, не создавал.
Если эта тема будет востребована читателями ЯПа, то запилю вторую часть, где будет рассказано о вспомогательных подразделениях электростанций (КИП, автоматика, химики и т.д.), их взаимодействии, ремонтах и людях, технике безопасности, аварийных ситуациях и многом другом. Короче говоря о том, как вся эта кухня управляется. Пару хохм, конечно, куда ж без этого ))
На мой взгляд, это не менее интересно.
ВСЁ.

после трудного рабочего дня, уж простите, меня это ебёт в последнюю очередь- всё работает, всё оплачено и заибися. это не наезд, разумеется. а за статью спасиба, ознакомлюсь дома.

Отличный обзор! Спасибо!

Не-не-не!!! Если Бузова не споёт чё-нибудь - весь мир мхом накроется!
--
А по делу, когда узнаю о ком-нибудь что он досконально знает всю подноготную участников дома-2, или всякой хуеты типа того, то точно понимаю что с этим человеком , кроме как попиздеть, никаких дел иметь не буду.

Если бы мой двоюродный брат владел таким же талантом изъясняться, как ТС, то я бы с большим интересом слушал его рассказы о том, что у них там на Рефтинской ГРЭС, в очередной раз, ёбнуло.
Как-то раз, когда с ночевкой на все выходные, отдыхали с друзьями на берегу Рефтинского водохранилища, ГРЭС сбросила пар. Ночью. Обосрались все. Фигурально, выражаясь. ))
Спасибо, ТС, интересно!

Московский энергетический институт:

Спасибо,годный пост запилил!)

Кржижановский Глеб Максимилианович. Революционер, учёный. Разработал план ГОЭЛРО и перевёл на русский язык "Варшавянку".

не хочу никого расстраивать (и нудить), но говорить о каких то 220/380 уже не корректно - Согласно ГОСТ 29322-2014 230/400 ...