|
'''Энергетическое машиностроение''' — [[отрасль]] производства [[промышленное оборудование|промышленного оборудования]] для [[электрогенерация|генерации]] и передачи [[электрическая энергия|электрической энергии]]. В отрасль входят предприятия по производству [[турбина|турбин]], [[электрический генератор|электрических генераторов]], силовых [[трансформатор]]ов для тепловых, атомных и гидроэлектростанций.
== Россия ==
== Энергетика, также называются системами энергетики, подполе энергетического инжиниринга и электротехники, которая имеет дело с производства, передачи, распределения и использования электроэнергии и электрических устройств, подключенных к таким системам, включая генераторы, двигатели и трансформаторы. Хотя большая часть области обеспокоен проблемами трехфазного переменного тока - стандарт для крупномасштабных передачи и распределения по современной мировой державы - значительная часть поля относится к области преобразования между переменного и постоянного тока власти и разработка специализированных систем электропитания, таких как те, которые используются в авиации или для электрических железных дорог. Энергетика привлекает большинство из его теоретической базой из электротехники и, хотя некоторые энергетики может рассматриваться инженеров энергии, инженеры энергии часто не имеют Теоретическая электротехника фон, чтобы понять энергетику. ==
{{main|Энергетическое машиностроение России}}
В [[Российская Федерация|России]] крупнейшими центрами энергетического машиностроения являются [[Санкт-Петербург]] и [[Ленинградская область]] ([[Электросила (завод)|завод «Электросила»]], [[Ленинградский металлический завод]], [[Завод турбинных лопаток]], [[Ижорский завод]]), [[Москва]] и [[Московская область]] ([[ЗиО-Подольск]]).
== <br> ==
Крупнейшими научно-исследовательскими и проектно-конструкторскими организациями в области энергетического машиностроения в РФ являются:
== <br> ==
* [[Московский энергетический институт]]
* [[Всероссийский теплотехнический институт]]
* НПО ЦКТИ им. И. И. Ползунова
[[Силовые машины]] ([[Электросила (завод)|завод «Электросила»]], [[Ленинградский металлический завод]], [[Завод турбинных лопаток]], [[Калужский турбинный завод]]), [[Объединенные машиностроительные заводы]] ([[Ижорский завод]], [[Pilsen Steel]], [[SKODA JS]]), [[ЭМАльянс]] ([[ЗиО-Подольск]], [[Красный котельщик]]), [[Энергомаш (группа предприятий)|группа «Энергомаш»]].
== Эскиз Street Station Перл, первый паровой электростанция в Нью-Йорке ==
== История ==
== Электричество стало предметом научного интереса в конце 17-го века с работой Уильяма Гилберта. [1] В течение следующих двух столетий ряд важных открытий были сделаны в том числе лампы накаливания и вольтовой кучу. [2] [3] Вероятно, величайшим открытием в отношении энергетики пришли из Майклом Фарадеем, который в 1831 году обнаружил, что изменение магнитного потока индуцирует ЭДС в петле проволоки принципу известного как электромагнитной индукции, что помогает объяснить, как работают генераторы и трансформаторы. [4 ] ==
== <br> ==
== В 1881 году два электрики построил первый в мире электростанцию на Годалминга в Англии. Станция использует два водяных производить переменный ток, который был использован для поставлять семь Siemens дуговые лампы на 250 вольт и тридцать четыре лампы накаливания на 40 вольт. [5] Однако поставка была прерывистой и в 1882 году Томасом Эдисоном и его компанией, Эдисон Электрический свет Компания, разработал первый паровой электростанцию на Перл-стрит в Нью-Йорке. Улица Станция Перл состоял из нескольких генераторов и первоначально питается около 3000 ламп в течение 59 клиентов. [6] [7] Электростанция используется постоянный ток и работать в одном напряжении. Поскольку мощность постоянного тока не может быть легко преобразован в более высоких напряжениях, необходимых для минимизации потерь мощности при передаче, что возможное расстояние между генераторами и нагрузки был ограничен вокруг пол-мили (800 м). [8] ==
== <br> ==
== В том же году в Лондоне Люсьен Gaulard и Джон Диксон Гиббса продемонстрировал первый трансформатор, подходящий для использования в реальной системе питания. Практическая ценность Gaulard и Гиббса трансформатора была продемонстрирована в 1884 году в Турине, где трансформатор был использован, чтобы осветить сорок километров (25 миль) железной дороги из одного генератора переменного тока. [9] Несмотря на успех системы, пара сделал некоторые фундаментальные ошибки. Возможно, самым серьезным был подключения праймериз трансформаторов в серии, так что переключение одной лампы или выключить бы повлиять на другие лампы далее вниз по линии. После демонстрации Джордж Вестингауз, американский предприниматель, импортная ряд трансформаторов вместе с генератором Siemens и установите его инженерам экспериментировать с ними в надежде на улучшение их для использования в коммерческой системе питания. ==
== <br> ==
== Один из инженеров Westinghouse, Уильям Стэнли, признали проблему с подключением трансформаторов в серии, в отличие от параллельно, а также понял, что делает железный сердечник трансформатора полностью заключены цикл будет улучшить регулирование напряжения вторичной обмотки. Используя эту информацию, он построил много улучшенную систему переменного тока питания в Великой Баррингтон, штат Массачусетс в 1886 году [10] В 1885 году итальянский физик и электротехник Галилео Феррарис показал, асинхронный двигатель, а в 1887 и 1888 году сербский-американский инженер Никола Тесла подал диапазон патентов, связанных с энергосистемами в том числе для практического двухфазной асинхронного двигателя [11] [12], который Вестингауз лицензию на его системе переменного тока. ==
== <br> ==
== К 1890 году мощности промышленность процветала и энергетические компании построили тысячи энергосистем (как прямых, так и переменного тока) в Соединенных Штатах и Европе - эти сети были фактически ориентированы на предоставление электрическое освещение. За это время жестокая конкуренция в США известен как "Война токов» появились между Эдисоном и Westinghouse над которой форму передачи (постоянного или переменного тока) был выше. В 1891 году Вестингауз установлен первый крупный систему питания, которая была разработана для привода электродвигателя, а не только обеспечить электрическое освещение. Установка работает 100 лошадиных сил (75 кВт) синхронный электродвигатель на Теллурид, Колорадо с мотором того, созданные в асинхронного двигателя Tesla. [13] С другой стороны Атлантики, Оскар фон Миллер построил 20 кВ 176 км трехфазный Линия передачи с Lauffen Неккаре Франкфурт-на-Майне для электротехники выставке во Франкфурте. [14] В 1895 году, после длительного процесса принятия решений, Адамс № 1 электростанция на Ниагарском водопаде начала передачи трехфазного переменного тока власть Буффало в 11 кВ. После завершения проекта Ниагара Фоллс, Нью энергетические системы более выбрал переменного тока, в отличие от постоянного тока для передачи электрической. [15] ==
== <br> ==
== Хотя 1880 и 1890 были семенные десятилетия в области, развитие в энергетике продолжалось на протяжении 20-го и 21-го века. В 1936 году первого постоянного тока (HVDC) линия коммерческий высокого напряжения с помощью ртутных вентилей была построена между Скенектади и Mechanicville, Нью-Йорк. HVDC ранее было достигнуто путем установки генераторов тока прямые в серии (в системе, известной как система Тюри), хотя это пострадал от серьезных проблем с надежностью. [16] В 1957 году Siemens продемонстрировал первый твердотельный выпрямитель (твердотельные выпрямители в настоящее время являются стандарт для HVDC систем), однако он не был до начала 1970-х годов, что эта технология была использована в коммерческих энергетических систем. [17] В 1959 году Вестингауз продемонстрировал первый выключатель, который используется SF6, как прерывания среды. [18] SF6 является намного превосходит диэлектрик воздух и, в последнее время, его использование было расширено, чтобы произвести намного более компактный коммутационное оборудование (известный как КРУ) и трансформаторов. [19] [20] Многие важные события также пришли от предоставления инноваций в сфере ИКТ к власти инженерные специальности. Например, развитие компьютеров означало исследования потоков нагрузки может быть работать более эффективно позволяет гораздо лучше планирования энергетических систем. Достижения в области информационных технологий и телекоммуникаций также позволило намного лучше дистанционного управления распределительных устройств и генераторов энергосистемы. ==
== <br> ==
== Содержание [скрыть] ==
== 1 Основы электроэнергии ==
== 2 Мощность ==
== 3 Компоненты ==
== 4 поколение ==
== 5 передач ==
== 6 Распределение ==
== 7 Использование ==
== 8 Смотрите также ==
== 9 Ссылки ==
== 10 Внешние ссылки ==
== Основы электроэнергии [править] ==
== <br> ==
== Внешний AC-адаптер питания постоянного тока используется для бытовой техники ==
== Электроэнергия является математическим произведение двух величин: тока и напряжения. Эти две величины могут отличаться в зависимости по времени (переменного тока) или может храниться при постоянных уровнях (власти DC). ==
== <br> ==
== Большинство холодильников, кондиционеров, насосов и промышленное оборудование сети переменного тока в то время как компьютеры и цифровая техника использовать питание постоянного тока (цифровые устройства, которые подключаются к сети, как правило, имеют внутренний или внешний адаптер питания для преобразования переменного тока в постоянный). Питания переменного тока имеет то преимущество, что их легко трансформировать между напряжениями и способен быть получены и использованы бесщеточный машин. Питания постоянного тока остается единственным практическим выбором в цифровых системах и может быть более экономичным для передачи на большие расстояния при очень высоких напряжениях (см HVDC). [21] [22] ==
== <br> ==
== Возможность легко преобразовать напряжение переменного тока важно по двум причинам: во-первых, власть может передаваться на большие расстояния с меньшими потерями на более высоких напряжениях. Таким образом, в энергетических сетях, где поколения удаленная от нагрузки, желательно повышающий напряжение мощности в точке поколения, а затем шаг вниз напряжение около нагрузки. Во-вторых, это часто более экономично установить турбины, которые производят более высокие напряжения, чем бы быть использованы в большинстве приборов, поэтому возможность легко трансформировать напряжения означает, что это несоответствие между напряжениями можно легко управлять. [21] ==
== <br> ==
== Твердотельные устройства, которые продукты полупроводниковой революции, сделать это можно превратить энергию постоянного тока различных напряжений, строить машины постоянного тока бесщеточные и конвертировать между AC и DC власти. Тем не менее устройства, использующие технологию твердотельного часто дороже, чем их традиционные аналоги, так переменного тока остается в широкое использование. [23] ==
== <br> ==
== Мощность [править] ==
== <br> ==
== Линии передачи мощности передачи по сети. ==
== Энергетика имеет дело с производства, передачи, распределения и использования электроэнергии, а также конструкции ряда соответствующих устройств. Они включают в себя трансформаторы, электрические генераторы, электродвигатели и силовую электронику. ==
== <br> ==
== Сетка мощности является электрическая сеть, которая соединяет различные электрические генераторы для пользователей электроэнергии. Люди покупают электроэнергию от сети, так что они не должны создавать свои собственные. Энергетики может работать на проектирование и техническое обслуживание электросети, а также энергетических систем, которые подключаются к нему. Такие системы называются системами питания на сетке и может поставить сетку с дополнительной мощности, получать питание от сети, или оба. Сетка предназначена и управляются с помощью программного обеспечения, который выполняет моделирование энергетических потоков. ==
== <br> ==
== Энергетики также может работать на системах, которые не подключены к сети. Эти системы называются вне сетки энергетические системы и могут быть использованы в предпочтении к сетке на-систем для различных причин. Например, в отдаленных районах это может быть дешевле для шахты, чтобы генерировать свою собственную власть, а не платить за подключение к сети и в большинстве мобильных приложений подключения к сети просто не практично. ==
== <br> ==
== Сегодня большинство сетей принять трехфазный электроэнергию с переменным током. Этот выбор может быть частично связано с легкостью, с которой этот тип электроэнергии можно выработать, преобразованной и используется. Часто (особенно в США), мощность разделить прежде чем он достигнет жилых клиентов, чьи маломощные приборы полагаться на однофазной электрической энергии. Тем не менее, многие крупные отрасли промышленности и организации по-прежнему предпочитают получить трехфазное питание напрямую, потому что он может быть использован для высокоэффективных электродвигателей, такие как трехфазных асинхронных двигателей. ==
== <br> ==
== Трансформаторы играют важную роль в передаче мощности, поскольку они позволяют мощности должны быть преобразованы в и из более высоких напряжений. Это важно, поскольку более высокие напряжения меньше страдают потери мощности во время передачи. Это потому, что более высокие напряжения позволяют снизить ток, чтобы доставить такое же количество энергии, как и мощность является произведением двух. Таким образом, как напряжение шаги вверх, текущие ступенек вниз. Это ток, протекающий через компонент, в результате в обоих потерь и последующем нагреве. Эти потери, возникающие в виде тепла, равны квадрату тока от времени электрическое сопротивление, через которое протекает ток, таким образом, напряжение повышается потери резко снижаются. ==
== <br> ==
== По этим причинам, электрические подстанции существуют во всем электрическим сетям для преобразования мощности для более высоких напряжений до передачи и более низких напряжениях, пригодных для приборов после передачи. ==
== <br> ==
== Компоненты [править] ==
== Энергетика представляет собой сеть взаимосвязанных компонентов, которые преобразуют различные виды энергии в электрическую энергию. Современный энергетика состоит из четырех основных подсистем: подсистемы генерации, подсистема передачи, подсистемы распределения и использования подсистемы. В подсистеме поколения, электростанция производит электричество. Подсистема передачи передает электроэнергию в центрах нагрузки. Подсистема распределения продолжает передавать власть своим клиентам. Система утилизации имеет дело с различными видами использования электрической энергии, как освещение, охлаждение, тяги, электроприводов и т.д. Использование очень новая концепция в области энергетики. ==
== <br> ==
== Поколение [править] ==
== Генерация электроэнергии является процесс, при котором энергия преобразуется в электрическую форму. Есть несколько различных процессов трансформации, среди которых химические, фото-вольтовой, и электромеханический. Электромеханического преобразования энергии используется в преобразовании энергии из угля, нефти, природного газа, урана в электрическую энергию. Из них все, кроме процесса преобразования энергии ветра воспользоваться синхронным генератором переменного тока, соединенный с паровой, газом или гидротурбины таким образом, что турбина преобразует пар, газ или поток воды в энергию вращения, и синхронный генератор преобразует вращательное энергия турбины в электрическую энергию. Это процесс преобразования турбогенератора, что на сегодняшний день наиболее экономичным и, следовательно, наиболее распространенным в промышленности сегодня. ==
== <br> ==
== Синхронной машины переменного тока является наиболее распространенным технологии для производства электрической энергии. Это называется синхронным, так как композит магнитное поле, создаваемое трех обмоток статора вращаются с той же скоростью, что и магнитное поле, создаваемое обмоткой возбуждения на роторе. Упрощенная схема модели используется для анализа стационарных условиях эксплуатации для синхронной машины. Диаграмма фазор является эффективным инструментом для визуализации связей между внутренним напряжением, тока якоря и напряжения на клеммах. Система управления возбуждением используется на синхронных машин, чтобы регулировать напряжение на клеммах, и система турбины губернатора используется, чтобы регулировать скорость машины. Тем не менее, в тесно взаимосвязанных системах, таких как «западной системы», «системы Техас» и «Восточной системы", одна машина, как правило, назначенного в качестве так называемого "качели машины», и какое поколение может быть увеличена или снизилась до компенсировать небольшие изменения нагрузки, тем самым поддерживая частоту системы именно в 60 Гц. Если нагрузка резко изменить, в качестве которого происходит с разделением системы, то сочетание «прядильной резерва» и «качели машины" могут быть использованы нагрузки диспетчера системы. ==
== <br> ==
== Стоимость работы производства электрической энергии определяется стоимость топлива и эффективность электростанции. Эффективность зависит от уровня генерации и может быть получена из кривой скорости теплового. Мы также можем получить дополнительных затрат кривой от кривой скорости нагрева. Экономический отправка процесс выделения необходимого спроса нагрузки между единицами доступных поколения, таких, что стоимость операции сводится к минимуму. Отправка излучение процесс выделения необходимого спроса нагрузки между единицами доступных поколения, таких, что загрязнение воздуха происходит от операции к минимуму. В больших системах, в частности на Западе, могут быть использованы сочетание экономического и испускания отправки. ==
== <br> ==
== Передача [править] ==
== Электричество транспортируется груз места из электростанции к подсистеме передачи. Поэтому мы можем думать о системе передачи, обеспечивая среду перевозок на электрическую энергию. Система передачи может быть разделена на системы передачи объемной и системы субпередачи. Функции передачи объемной являются для соединения генераторов, для соединения различных областей сети, и передавать электрическую энергию от генераторов с основными центрами нагрузки. Эта часть системы называется "основная", потому что она обеспечивает энергию только для так называемых насыпных грузов, таких как система распределения города, города или крупного промышленного предприятия. Функция системы субпередачи является для соединения объемной энергетической системы с системой распределения. ==
== <br> ==
== Схемы передачи могут быть построены либо под землей или над головой. Подземные кабели используются преимущественно в городских районах, где приобретение воздушных прав пути являются дорогостоящими или невозможно. Они также используются для передачи под реками, озерами и заливами. Накладные передачи используется в противном случае из-за, при заданном уровне напряжения, проводники воздушных намного дешевле, чем подземные кабели. ==
== <br> ==
== Система передачи является высокой степенью интеграции. Это упоминается как оборудования подстанций и линий электропередачи. Подстанция оборудование содержат трансформаторы, реле, рубильники. Трансформаторы являются важными статические устройства, которые передают электрическую энергию от одной схемы к другой в подсистеме передачи. Трансформаторы используются для усилить напряжение в линии передачи, чтобы уменьшить потери мощности, которая рассеивается на пути [24] Реле функционально уровень детектора. они выполнения действий переключения, когда входное напряжение (или ток) достигает или превышает определенную величину и регулируемый. Автоматический выключатель является автоматически управляется электрический выключатель предназначен для защиты электрической цепи от повреждений, вызванных перегрузки или короткого замыкания. Изменение состояния любого одного компонента может существенно влиять на работу всей системы. Без надлежащей защиты контактов, возникновение нежелательного электрического искрения вызывает значительного ухудшения контактов, которые страдают серьезный ущерб. [25] Есть три возможные причины ограничений потока мощности в линии передачи. Эти причины тепловой перегрузки, нестабильность напряжения, и угол ротора нестабильность. Тепловая перегрузка вызвана чрезмерной потока тока в цепи вызывает перегрева. Нестабильность по напряжению, что имела место, когда мощность, необходимая для поддержания напряжения на или выше допустимых уровней превышает доступную мощность. Угол нестабильность ротора является динамическим проблема может возникнуть следующие неисправности, такие как короткое замыкание, в системе передачи. Это может также произойти десятки секунд после аварии из-за плохо затухающей или незатухающих колебательной реакции движения ротора. Пока равные критерии площадь сохраняется, взаимосвязанная система будет оставаться стабильной. Если равные критерии площадь нарушаться, становится необходимым, чтобы отделить компонент неустойчивой от остальной части системы. ==
== <br> ==
== Распределение [править] ==
== Система распределения транспортирует питание от системы передачи / подстанции заказчику. Распределительные питатели могут быть радиальными или сеть в конфигурации разомкнутой с одного или нескольких альтернативных источников. Сельские системы, как правило, из бывших и городских систем последних. Оборудование, связанное с системой распределения обычно начинается на выходе из выключателя распределение фидера. Трансформатор и выключатель, как правило, под юрисдикцией "отдела подстанций". Распределительные питатели состоят из комбинаций наземные и подземные проводника, 3 фазы и однофазных выключателей с перерывом нагрузки и без Выключатели нагрузки способности, передал защитные устройства, предохранители, трансформаторы (на напряжение использования), разрядники, регуляторы напряжения и конденсаторы. ==
== <br> ==
== Совсем недавно, инициативы Smart Grid внедряются так, что 1. Распределение ошибок фидерные автоматически изолированы и власть восстановлена в неповрежденных цепей автоматическими аппаратного / программного обеспечения / пакетов связи. 2. Конденсаторы автоматически включается или выключается для динамического контроля VAR потока и CVR (Сохранение Снижение напряжения) ==
== <br> ==
== Использование ==
== Использование является "конечный результат" из производства, передачи и распределения электроэнергии. Энергия производится с помощью системы передачи и распределения включен в полезную работу, свет, тепло, или комбинации этих элементов в точке использования. Понимание и использование характеризующий электроэнергии имеет решающее значение для правильного планирования и эксплуатации энергетических систем. Неправильное характеристика использования может привести к чрезмерной или под строительство объектов энергосистемы и подчеркивая оборудования системы за возможности дизайна. Термин нагрузки относится к устройству или совокупность устройств, которые привлекают энергию от энергосистемы. Отдельные грузы (устройства) варьируются от небольших лампочек для больших асинхронных двигателей с печах. Термин нагрузки часто несколько произвольно применены, время от времени используется для описания конкретного устройства, а в других случаях со ссылкой на весь объект, и даже используется для описания сосредоточенных потребляемой мощности компонентов системы питания и подключенных устройств утилизации ниже определенной точки в крупных исследованиях шкала системы. ==
== <br> ==
== Основным применением электрической энергии в пересчете на механическую энергию. Электромагнитные, или устройства "EM", предназначенные для этой цели, как правило, называется "двигатели". На самом деле машина является центральным компонентом комплексной системы, состоящей из источника, контроллер, двигатель, и нагрузки. Для специализированных приложений, система может быть, и часто есть, предназначены в качестве единого целого. Многие бытовые приборы (например, пылесос) имеют в одном блоке, контроллер, двигатель, и нагрузки. Тем не менее, остается большое количество важных автономных приложений, которые требуют выбор правильного двигателя и связанного управления, для конкретного груза. Именно это общая проблема, что является предметом этого раздела. Читатель предупрежден, что нет "волшебной пулей", чтобы иметь дело со всеми приложениями двигателя нагрузки. Как и многие технические проблемы, есть художественный, а также научно измерение к ее решению. Точно так же, каждый человек имеет приложения свои особые характеристики, и требует значительного опыта управления. Тем не менее, систематическое формулировка вопросов может быть полезным для новичка в этой области дизайна, и даже для опытных инженеров, с которыми сталкиваются с новой или необычного применения. ==
{{перевести|en|Power engineering}}
|
