Энергетическая промышленность. Основные виды генерации электроэнергетики Электроэнергетика является отраслью специализации

06.09.2020

Электроэнергетика – это одна из ведущих отраслей энергетики, в которую входит сбыт, передача и производство электроэнергии. Данная отрасль энергетики считается важной, так как у нее большие преимущества относительно других видов энергии, а именно: распределение между потребителями, ее легко транспортировать на большие расстояния и превращать в другую энергию (тепловую, механическую, световую, химическую и др.). Отличительная черта электрической энергии – это ее одновременность в генерации и потреблении энергии, так как по сетям электрический ток распространяется почти со скоростью света.

Генерация электроэнергии. Это процесс, при котором различные виды энергии преобразовываются в электрическую энергию. Это происходит на электростанциях. На данный период существуют несколько видов:

Тепловая электроэнергетика. Принцип таков – энергия сгорания (тепловая) органических топлив превращается в электрическую энергию. В тепловую электроэнергетику входят тепловые электростанции – конденсационные и теплофикационные.
Ядерная энергетика. В нее входят атомные электростанции. Принцип вырабатывания электроэнергии схож с вырабатыванием энергии на тепловых электростанциях. Отличие в то, что тепловая энергия получается при делении атомных ядер в реакторе, а не при сжигании топлива.
Гидроэнергетика . К этому виду вырабатывания энергии относятся гидроэлектростанции. Здесь энергия течения воды (кинетическая) преобразуется в электроэнергию. С помощью плотин создается искусственный перепад уровней поверхности на реках. Под действием силы тяжести, вода из верхнего бьефа переливается по специальным протокам в нижний отсек. В протоках находятся водяные турбины, их лопасти раскручивает водяной поток.

Морские течения на много мощнее течений рек всего мира, поэтому в данное время идет работа над созданием морских гидроэлектростанций.

Альтернативная энергетика . Сюда относятся типы генерации электроэнергии, которые имеют ряд достоинств, по отношению к традиционным, но по некоторым причинам они не получили достаточного распространения. Основные виды альтернативной энергетики:

Ветроэнергетика – чтобы получить электроэнергию, используют кинетическую энергию ветра.

Гелиоэнергетика – электрическую энергию получают из энергии солнечных лучей.

Недостаток этих видов альтернативной энергии в том, что они маломощные, а генераторы дорогие.

Геотермальная энергетика . Здесь используют естественное тепло Земли, чтобы выработать электроэнергию. Геотермальные станции – это обычные ТЭС, где ядерный реактор и котел – это источник тепла для нагрева.

Также к видам генерации относятся: приливная энергетика, водородная энергетика и волновая энергетика.

Передача электроэнергии от электростанций к потребителям выполняется с помощью электрических сетей. Если смотреть с технической стороны, то электрическая сеть – это совокупность трансформаторов, которые расположены на подстанциях и линий электропередач.

(ТЭК) — один из межотраслевых комплексов, который представляет собой совокупность тесно взаимосвязанных и взаимозависимых отраслей топливной промышленности и электроэнергетики. В его состав входят также специализированные виды транспорта — трубопроводный и магистральные высоковольтные линии.

Топливно-энергетический комплекс — важнейшая структурная составляющая экономики России, один из факторов развития и размещения производительных сил страны. Доля топливно-энергетического комплекса в 2007 г. достигла в экспортном балансе страны более 60%. Топливно-энергетический комплекс оказывает существенное влияние на формирование бюджета страны и его региональную структуру. Отрасли комплекса тесно связаны со всеми отраслями экономики России, имеют большое районообразующее значение, создают предпосылки для развития топливных производств и служат базой для формирования промышленных, включая электроэнергетические, нефтехимические, углехимические, газопромышленные комплексы.

Вместе с тем нормальное функционирование топливно-энергетического комплекса сдерживает дефицит инвестиций, высокий уровень морального и физического износа основных фондов (в угольной и нефтедобывающей промышленности исчерпан проектный ресурс более 50% оборудования, в газовой промышленности — более 35%, свыше половины магистральных нефтепроводов эксплуатируется без капитального ремонта 25-35 лет), увеличение его негативного влияния на окружающую среду (на долю топливно-энергетического комплекса приходится 1/2 выбросов вредных веществ в атмосферу, 2/5 сточных вод, 1/3 твердых отходов от всех потребителей).

Особенность развития топливно-энергетического комплекса России состоит в перестройке его структуры в направлении повышения за последние 20 лет доли природного газа (более чем в 2 раза) и сокращении доли нефти (в 1,7 раза) и угля (в 1,5 раза), что обусловлено сохраняющимся несоответствием в размещении производительных сил и топливно-энергетических ресурсов (ТЭР), так как до 90% общих запасов ТЭР приходится на восточные районы.

Структура производства первичных энергоресурсов в России* (в % к итогу)

Потребности национального хозяйства в топливе и энергии зависят от динамики экономики и от интенсивности энергосбережения. Высокая энергоемкость российской экономики обусловлена не только природно-географическими особенностями страны, но и высокой долей энергоемких отраслей тяжелой индустрии, преобладанием старых энергорасточительных технологий, прямыми потерями энергии в сетях. До сих пор отсутствует широкая практика энергосберегающих технологий.

Топливная промышленность. Минеральное топливо является основным источником энергии в современном хозяйстве. По топливным ресурсам Россия занимает первое место в мире. В их региональной структуре преобладает уголь, но в Западной Сибири, Поволжье, на Северном Кавказе и Урале первостепенное значение имеют нефть и природный газ.

В 2007 г. в целом по стране добыча нефти составила 491 млн. т, газа — 651 млрд. м3, угля — 314 млн. т. В размещении добычи топлива, начиная с 1970-х гг. ХХ в. и вплоть до наших дней, отчетливо прослеживается тенденция — по мере выработки наиболее эффективных месторождений нефти, природного газа и угля в западных районах страны происходит смещение основных объемов их добычи на восток. В 2007 г. в азиатской части России добывалось 93% природного газа, более 70% нефти и 92% угля России.

Cм.далее: См.далее: См.далее:

Электроэнергетика

Электроэнергетика — базовая отрасль, развитие которой является непременным условием развития экономики и других сфер жизни . В мире производится около 13000 млрд. кВт/ч, из которых только на США приходится до 25%. Свыше 60% электроэнергии в мире производится на тепловых электростанциях (в США, России и Китае — 70-80%), примерно 20% — на ГЭС, 17% — на атомных станциях (во Франции и Бельгии — 60%, Швеции и Швейцарии — 40-45%).

Наиболее обеспеченными электроэнергией в расчете на душу населения являются Норвегия (28 тыс. кВт/ч в год), Канада (19 тыс.), Швеция (17 тыс.).

Электроэнергетика вместе с топливными отраслями, включающими разведку, добычу, переработку и транспортировку источников энергии, а также и самой электрической энергии, образует важнейший для экономики любой страны топливно-энергетический комплекс (ТЭК). Около 40% всех первичных энергоресурсов мира расходуется на выработку электроэнергии. В ряде стран основная часть топливно-энергетического комплекса принадлежит государству (Франция, Италия и др.), но во многих странах основную роль в ТЭК играет смешанный капитал.

Электроэнергетика занимается производством электроэнергии, ее транспортировкой и распределением . Особенность электроэнергетики состоит в том, что ее продукция не может накапливаться для последующего использования: производство электроэнергии в каждый момент времени должно соответствовать размерам потребления с учетом нужд самих электростанций и потерь в сетях. Поэтому связи в электроэнергетике обладают постоянством, непрерывностью и осуществляются мгновенно.

Электроэнергетика оказывает большое воздействие на территориальную организацию хозяйства: позволяет осваивать ТЭР удаленных восточных и северных районов; развитие магистральных высоковольтных линий способствует более свободному размещению промышленных предприятий; крупные ГЭС притягивают к себе энергоемкие производства; в восточных районах электроэнергетика является отраслью специализации и служит основой формирования территориально-производственных комплексов.

Считается, что для нормального развития экономики рост производства электроэнергии должен обгонять рост производства во всех других отраслях. Большую часть выработанной электроэнергии потребляет промышленность. По производству электроэнергии (1015,3 млрд. кВт.-ч в 2007 г.) Россия занимает четвертое место после США, Японии и Китая.

По масштабам производства электроэнергии выделяются Центральный экономический район (17,8% общероссийского производства), Восточная Сибирь (14,7%), Урал (15,3%) и Западная Сибирь (14,3%). Среди субъектов РФ по выработке электроэнергии лидируют Москва и Московская область, Ханты-Мансийский автономный округ, Иркутская область, Красноярский край, Свердловская область. Причем электроэнергетика Центра и Урала базируется на привозном топливе, а сибирские регионы работают на местных энергоресурсах и передают электроэнергию в другие районы.

Электроэнергетика современной России главным образом представлена тепловыми электростанциями (рис. 2), работающими на природном газе, угле и мазуте, в последние годы в топливном балансе электростанций возрастает доля природного газа. Около 1/5 отечественной электроэнергии вырабатывают гидроэлектростанции и 15% — АЭС.

Тепловые электростанции , работающие на низкокачественном угле, как правило, тяготеют к местам его добычи. Для электростанций на мазуте оптимально их размещение рядом с нефтеперерабатывающими заводами. Электростанции на газе ввиду сравнительно низкой величины затрат на его транспортировку преимущественно тяготеют к потребителю. Причем в первую очередь переводят на газ электростанции крупных и крупнейших городов, так как он является более чистым в экологическом отношении топливом, чем уголь и мазут. ТЭЦ (производящие и тепло, и электроэнергию) тяготеют к потребителю независимо от топлива, на котором они работают (теплоноситель при передаче на расстояние быстро остывает).

Самыми крупными тепловыми электростанциями мощностью более 3,5 млн. кВт каждая являются Сургутская (в Ханты-Мансийском автономном округе), Рефтинская (в Свердловской области) и Костромская ГРЭС. Мощность более 2 млн. кВт имеют Киришская (около Санкт-Петербурга), Рязанская (Центральный район), Новочеркасская и Ставропольская (Северный Кавказ), Заинская (Поволжье), Рефтинская и Троицкая (Урал), Нижневартовская и Березовская в Сибири.

Геотермические электростанции, использующие глубинное тепло Земли, привязаны к источнику энергии. В России на Камчатке действуют Паужетская и Мутновская ГТЭС.

Гидроэлектростанции — весьма эффективные источники электроэнергии. Они используют возобновимые ресурсы, обладают простотой управления и очень высоким коэффициентом полезного действия (более 80%). Поэтому стоимость производимой ими электроэнергии в 5-6 раз ниже, чем на ТЭС.

Гидроэлектростанции (ГЭС) экономичнее всего строить на горных реках с большим перепадом высот, тогда как на равнинных реках для поддержания постоянного напора воды и снижения зависимости от сезонных колебаний объемов воды требуется создание больших водохранилищ. Для более полного использования гидроэнергетического потенциала сооружаются каскады ГЭС. В России созданы гидроэнергетические каскады на Волге и Каме, Ангаре и Енисее. Общая мощность Волжско-Камского каскада — 11,5 млн. кВт. И он включает 11 электростанций. Самыми мощными являются Волжская (2,5 млн. кВт) и Волгоградская (2,3 млн. кВт). Действуют также Саратовская, Чебоксарская, Воткинская, Иваньковская, Угличская и др.

Еще более мощный (22 млн. кВт) — Ангаро-Енисейский каскад, включающий самые крупные в стране ГЭС: Саянскую (6,4 млн. кВт), Красноярскую (6 млн. кВт), Братскую (4,6 млн. кВт), Усть-Илимскую (4,3 млн. кВт).

Приливные электростанции используют энергию высоких приливов и отливов в отсеченном от моря заливе. В России действует опытная Кислогубская ПЭС у северного побережья Кольского полуострова.

Атомные электростанции (АЭС) используют высокотранспортабельное топливо. Учитывая, что 1 кг урана заменяет 2,5 тыс. т угля, АЭС целесообразнее размещать вблизи потребителя, в первую очередь в районах, лишенных других видов топлива. Первая в мире АЭС была построена в 1954 г. в г. Обнинске (Калужская обл.). Сейчас в России действует 8 атомных электростанций, из которых самыми мощными являются Курская и Балаковская (Саратовская обл.) по 4 млн. кВт каждая. В западных районах страны действуют также Кольская, Ленинградская, Смоленская, Тверская, Нововоронежская, Ростовская, Белоярская. На Чукотке — Билибинская АТЭЦ.

Важнейшая тенденция развития электроэнергетики — объединение электростанций в энергосистемах, которые осуществляют производство, передачу и распределение электроэнергии между потребителями. Они представляют собой территориальное сочетание электростанций разных типов, работающих на общую нагрузку. Объединение электростанций в энергосистемы способствует возможности выбирать наиболее экономичный режим нагрузки для разных типов электростанций; в условиях большой протяженности государства, существования поясного времени и несовпадения пиковых нагрузок в отдельных частях таких энергосистем можно маневрировать производством электроэнергии во времени и пространстве и перебрасывать ее по мере надобности во встречных направлениях.

В настоящее время функционирует Единая энергетическая система (ЕЭС) России. В ее состав входят многочисленные электростанции европейской части и Сибири, которые работают параллельно, в едином режиме, сосредоточивая более 4/5 суммарной мощности электростанций страны. В регионах России восточнее Байкала действуют небольшие изолированные энергосистемы.

Энергетической стратегией России на ближайшее десятилетие предусмотрено дальнейшее развитие электрификации за счет экономически и экологически обоснованного использования ТЭС, АЭС, ГЭС и нетрадиционных возобновляемых видов энергии, повышение безопасности и надежности действующих энергоблоков АЭС.

План:

1 История
- 1.1 История российской электроэнергетики
2 Основные технологические процессы в электроэнергетике
- 2.1 Генерация электрической энергии
- 2.2 Передача и распределение электрической энергии
- 2.3 Потребление электрической энергии
3 Виды деятельности в электроэнергетике
- 3.1 Оперативно-диспетчерское управление
- 3.2 Энергосбыт

Введение

Тепловая электростанция и ветрогенераторы в Германии

Эле́ктроэнерге́тика - отрасль энергетики, включающая в себя производство, передачу и сбыт электроэнергии. Электроэнергетика является наиболее важной отраслью энергетики, что объясняется такими преимуществами электроэнергии перед энергией других видов, как относительная лёгкость передачи на большие расстояния, распределения между потребителями, а также преобразования в другие виды энергии (механическую, тепловую, химическую, световую и др.). Отличительной чертой электрической энергии является практическая одновременность её генерирования и потребления, так как электрический ток распространяется по сетям со скоростью, близкой к скорости света.

Федеральный закон "Об электроэнергетике" даёт следующее определение электроэнергетики:

Электроэнергетика - отрасль экономики Российской Федерации, включающая в себя комплекс экономических отношений, возникающих в процессе производства (в том числе производства в режиме комбинированной выработки электрической и тепловой энергии), передачи электрической энергии, оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике, сбыта и потребления электрической энергии с использованием производственных и иных имущественных объектов (в том числе входящих в Единую энергетическую систему России), принадлежащих на праве собственности или на ином предусмотренном федеральными законами основании субъектам электроэнергетики или иным лицам. Электроэнергетика является основой функционирования экономики и жизнеобеспечения.

Определение электроэнергетики содержится также в ГОСТ 19431-84:

Электроэнергетика - раздел энергетики, обеспечивающий электрификацию страны на основе рационального расширения производства и использования электрической энергии.

1. История

Электрическая энергия долгое время была лишь объектом экспериментов и не имела практического применения. Первые попытки полезного использования электричества были предприняты во второй половине XIX века, основными направлениями использования были недавно изобретённый телеграф, гальванотехника, военная техника (например были попытки создания судов и самоходных машин с электрическими двигателями; разрабатывались мины с электрическим взрывателем). Источниками электричества поначалу служили гальванические элементы. Существенным прорывом в массовом распространении электроэнергии стало изобретение электромашинных источников электрической энергии - генераторов. По сравнению с гальваническими элементами, генераторы обладали бо́льшей мощностью и ресурсом полезного использования, были существенно дешевле и позволяли произвольно задавать параметры вырабатываемого тока. Именно с появлением генераторов стали появляться первые электрические станции и сети (до того источники энергии были непосредственно в местах её потребления) - электроэнергетика становилась отдельной отраслью промышленности. Первой в истории линией электропередачи (в современном понимании) стала линия Лауфен - Франкфурт, заработавшая в 1891 году. Протяжённость линии составляла 170 км, напряжение 28,3 кВ, передаваемая мощность 220 кВт . В то время электрическая энергия использовалась в основном для освещения в крупных городах. Электрические компании состояли в серьёзной конкуренции с газовыми: электрическое освещение превосходило газовое по ряду технических параметров, но было в то время существенно дороже. С усовершенствованием электротехнического оборудования и увеличением КПД генераторов, стоимость электрической энергии снижалась, и в конце концов электрическое освещение полностью вытеснило газовое. Попутно появлялись новые сферы применения электрической энергии: совершенствовались электрические подъёмники, насосы и электродвигатели. Важным этапом стало изобретение электрического трамвая: трамвайные системы являлись крупными потребителями электрической энергии и стимулировали наращивание мощностей электрических станций. Во многих городах первые электрические станции строились вместе с трамвайными системами.

Начало XX века было отмечено так называемой «войной токов» - противостоянием промышленных производителей постоянного и переменного токов. Постоянный и переменный ток имели как достоинства, так и недостатки в использовании. Решающим фактором стала возможность передачи на большие расстояния - передача переменного тока реализовывалась проще и дешевле, что обусловило его победу в этой «войне»: в настоящее время переменный ток используется почти повсеместно. Тем не менее, в настоящее время имеются перспективы широкого использования постоянного тока для дальней передачи большой мощности (см. Высоковольтная линия постоянного тока).

1.1. История российской электроэнергетики

Динамика производства электроэнергии в России в 1992-2008 годах, в млрд кВт∙ч

История российской, да и пожалуй, мировой электроэнергетики, берет начало в 1891 году, когда выдающийся ученый Михаил Осипович Доливо-Добровольский осуществил практическую передачу электрической мощности около 220 кВт на расстояние 175 км. Результирующий КПД линии электропередачи, равный 77,4 %, оказался сенсационно высоким для такой сложной многоэлементной конструкции. Такого высокого КПД удалось достичь благодаря использованию трехфазного напряжения, изобретенного самим учёным.

В дореволюционной России, мощность всех электростанций составляла лишь 1,1 млн кВт, а годовая выработка электроэнергии равнялась 1,9 млрд кВт*ч. После революции, по предложению В. И. Ленина был развернут знаменитый план электрификации России ГОЭЛРО. Он предусматривал возведение 30 электростанций суммарной мощностью 1,5 млн кВт, что и было реализовано к 1931 году, а к 1935 году он был перевыполнен в 3 раза.

В 1940 году суммарная мощность советских электростанций составила 10,7 млн кВт, а годовая выработка электроэнергии превысила 50 млрд кВт*ч, что в 25 раз превышало соответствующие показатели 1913 года. После перерыва, вызванного Великой Отечественной войной, электрификация СССР возобновилась, достигнув в 1950 году уровня выработки 90 млрд кВт*ч.

В 50-е годы XX века, в ход были пущены такие электростанции, как Цимлянская, Гюмушская, Верхне-Свирская, Мингечаурская и другие. К середине 60-х годов СССР занимал второе место в мире по выработке электроэнергии после США .

2. Основные технологические процессы в электроэнергетике

2.1. Генерация электрической энергии

Генерация электроэнергии - это процесс преобразования различных видов энергии в электрическую на индустриальных объектах, называемых электрическими станциями. В настоящее время существуют следующие виды генерации:

Тепловая электроэнергетика . В данном случае в электрическую энергию преобразуется тепловая энергия сгорания органических топлив. К тепловой электроэнергетике относятся тепловые электростанции (ТЭС), которые бывают двух основных видов:
- Конденсационные (КЭС, также используется старая аббревиатура ГРЭС);
- Теплофикационные (теплоэлектроцентрали, ТЭЦ). Теплофикацией называется комбинированная выработка электрической и тепловой энергии на одной и той же станции;

КЭС и ТЭЦ имеют схожие технологические процессы. В обоих случаях имеется котёл, в котором сжигается топливо и за счёт выделяемого тепла нагревается пар под давлением. Далее нагретый пар подаётся в паровую турбину, где его тепловая энергия преобразуется в энергию вращения. Вал турбины вращает ротор электрогенератора - таким образом энергия вращения преобразуется в электрическую энергию, которая подаётся в сеть. Принципиальным отличием ТЭЦ от КЭС является то, что часть нагретого в котле пара уходит на нужды теплоснабжения;

Ядерная энергетика . К ней относятся атомные электростанции (АЭС). На практике ядерную энергетику часто считают подвидом тепловой электроэнергетики, так как, в целом, принцип выработки электроэнергии на АЭС тот же, что и на ТЭС. Только в данном случае тепловая энергия выделяется не при сжигании топлива, а при делении атомных ядер в ядерном реакторе. Дальше схема производства электроэнергии ничем принципиально не отличается от ТЭС: пар нагревается в реакторе, поступает в паровую турбину и т. д. Из-за некоторых конструктивных особенностей АЭС нерентабельно использовать в комбинированной выработке, хотя отдельные эксперименты в этом направлении проводились;
Гидроэнергетика . К ней относятся гидроэлектростанции (ГЭС). В гидроэнергетике в электрическую энергию преобразуется кинетическая энергия течения воды. Для этого при помощи плотин на реках искусственно создаётся перепад уровней водяной поверхности (т. н. верхний и нижний бьеф). Вода под действием силы тяжести переливается из верхнего бьефа в нижний по специальным протокам, в которых расположены водяные турбины, лопасти которых раскручиваются водяным потоком. Турбина же вращает ротор электрогенератора. Особой разновидностью ГЭС являются гидроаккумулирующие станции (ГАЭС). Их нельзя считать генерирующими мощностями в чистом виде, так как они потребляют практически столько же электроэнергии, сколько вырабатывают, однако такие станции очень эффективно справляются с разгрузкой сети в пиковые часы;
Альтернативная энергетика . К ней относятся способы генерации электроэнергии, имеющие ряд достоинств по сравнению с «традиционными», но по разным причинам не получившие достаточного распространения. Основными видами альтернативной энергетики являются:
- Ветроэнергетика - использование кинетической энергии ветра для получения электроэнергии;
- Гелиоэнергетика - получение электрической энергии из энергии солнечных лучей; Общими недостатками ветро- и гелиоэнергетики являются относительная маломощность генераторов при их дороговизне. Также в обоих случаях обязательно нужны аккумулирующие мощности на ночное (для гелиоэнергетики) и безветренное (для ветроэнергетики) время;
- Геотермальная энергетика - использование естественного тепла Земли для выработки электрической энергии. По сути геотермальные станции представляют собой обычные ТЭС, на которых источником тепла для нагрева пара является не котёл или ядерный реактор, а подземные источники естественного тепла. Недостатком таких станций является географическая ограниченность их применения: геотермальные станции рентабельно строить только в регионах тектонической активности, то есть, там, где естественные источники тепла наиболее доступны;
- Водородная энергетика - использование водорода в качестве энергетического топлива имеет большие перспективы: водород имеет очень высокий КПД сгорания, его ресурс практически не ограничен, сжигание водорода абсолютно экологически чисто (продуктом сгорания в атмосфере кислорода является дистиллированная вода). Однако в полной мере удовлетворить потребности человечества водородная энергетика на данный момент не в состоянии из-за дороговизны производства чистого водорода и технических проблем его транспортировки в больших количествах;
- Стоит также отметить альтернативные виды гидроэнергетики : приливную и волновую энергетику. В этих случаях используется естественная кинетическая энергия морских приливов и ветровых волн соответственно. Распространению этих видов электроэнергетики мешает необходимость совпадения слишком многих факторов при проектировании электростанции: необходимо не просто морское побережье, но такое побережье, на котором приливы (и волнение моря соответственно) были бы достаточно сильны и постоянны. Например, побережье Чёрного моря не годится для строительства приливных электростанций, так как перепады уровня воды Чёрном море в прилив и отлив минимальны.

2.2. Передача и распределение электрической энергии

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. Конструктивно линии электропередачи делятся на воздушные и кабельные .
- 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 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.

2.3. Потребление электрической энергии

По данным Управления по энергетической информации США (EIA - U.S. Energy Information Administration) в 2008 году мировое потребление электроэнергии составило около 17,4 трлн кВт ч.

3. Виды деятельности в электроэнергетике

3.1. Оперативно-диспетчерское управление

Система оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике включает в себя комплекс мер по централизованному управлению технологическими режимами работы объектов электроэнергетики и энергопринимающих установок потребителей в пределах Единой энергетической системы России и технологически изолированных территориальных электроэнергетических систем, осуществляемому субъектами оперативно-диспетчерского управления, уполномоченными на осуществление указанных мер в порядке, установленном Федеральным законом «Об электроэнергетике» . Оперативное управление в электроэнергетике называют диспетчерским, потому что оно осуществляется специализированными диспетчерскими службами. Диспетчерское управление производится централизованно и непрерывно в течение суток под руководством оперативных руководителей энергосистемы - диспетчеров .

3.2. Энергосбыт

Примечания

1 2 Федеральный закон Российской Федерации от 26 марта 2003 г. N 35-ФЗ «Об электроэнергетике» - www.rg.ru/oficial/doc/federal_zak/35-03.shtm
Под общей редакцией чл.-корр. РАН Е.В. Аметистова том 2 по редакцией проф.А.П.Бурмана и проф.В.А.Строева // Основы современной энергетики. В 2-х томах. - Москва: Издательский дом МЭИ, 2008. - ISBN 978 5 383 00163 9
М. И. Кузнецов Основы электротехники. - Москва: Высшая школа, 1964.
U.S. Energy Information Administration - International Energy Statistics - tonto.eia.doe.gov/cfapps/ipdbproject/IEDIndex3.cfm?tid=2&pid=2&aid=2 (англ.) .
Оперативное управление в энергосистемах/ Е. В. Калентионок, В. Г. Прокопенко, В. Т. Федин. - Минск.: Вышэйшая школа, 2007

Электроэнергетика - базовая отрасль, развитие которой является непременным условием развития экономики и других сфер жизни общества. В мире производится около 13000 млрд. кВт/ч, из которых только на США приходится до 25%. Свыше 60% электроэнергии в мире производится на тепловых электростанциях (в США, России и Китае - 70-80%), примерно 20% - на ГЭС, 17% - на атомных станциях (во Франции и Бельгии - 60%, Швеции и Швейцарии - 40-45%).

Электроэнергетика вместе с топливными отраслями, включающими разведку, добычу, переработку и транспортировку источников энергии, а также и самой электрической энергии, образует важнейший для экономики любой страны топливно-энергетический комплекс (ТЭК). Около 40% всех первичных энергоресурсов мира расходуется на выработку электроэнергии. В ряде стран основная часть топливно-энергетического комплекса принадлежит государству (Франция, Италия и др.), но во многих странах основную роль в ТЭК играет смешанный капитал.

Электроэнергетика занимается производством электроэнергии, ее транспортировкой и распределением. Особенность электроэнергетики состоит в том, что ее продукция не может накапливаться для последующего использования: производство электроэнергии в каждый момент времени должно соответствовать размерам потребления с учетом нужд самих электростанций и потерь в сетях. Поэтому связи в электроэнергетике обладают постоянством, непрерывностью и осуществляются мгновенно.

Тепловые электростанции, работающие на низкокачественном угле, как правило, тяготеют к местам его добычи. Для электростанций на мазуте оптимально их размещение рядом с нефтеперерабатывающими заводами. Электростанции на газе ввиду сравнительно низкой величины затрат на его транспортировку преимущественно тяготеют к потребителю. Причем в первую очередь переводят на газ электростанции крупных и крупнейших городов, так как он является более чистым в экологическом отношении топливом, чем уголь и мазут. ТЭЦ (производящие и тепло, и электроэнергию) тяготеют к потребителю независимо от топлива, на котором они работают (теплоноситель при передаче на расстояние быстро остывает).

Гидроэлектростанции - весьма эффективные источники электроэнергии. Они используют возобновимые ресурсы, обладают простотой управления и очень высоким коэффициентом полезного действия (более 80%). Поэтому стоимость производимой ими электроэнергии в 5-6 раз ниже, чем на ТЭС.

Гидроэлектростанции (ГЭС) экономичнее всего строить на горных реках с большим перепадом высот, тогда как на равнинных реках для поддержания постоянного напора воды и снижения зависимости от сезонных колебаний объемов воды требуется создание больших водохранилищ. Для более полного использования гидроэнергетического потенциала сооружаются каскады ГЭС. В России созданы гидроэнергетические каскады на Волге и Каме, Ангаре и Енисее. Общая мощность Волжско-Камского каскада - 11,5 млн. кВт. И он включает 11 электростанций. Самыми мощными являются Волжская (2,5 млн. кВт) и Волгоградская (2,3 млн. кВт). Действуют также Саратовская, Чебоксарская, Воткинская, Иваньковская, Угличская и др.

Еще более мощный (22 млн. кВт) - Ангаро-Енисейский каскад, включающий самые крупные в стране ГЭС: Саянскую (6,4 млн. кВт), Красноярскую (6 млн. кВт), Братскую (4,6 млн. кВт), Усть-Илимскую (4,3 млн. кВт).

Будущее за использованием нетрадиционных источников энергии - ветровой, энергии приливов, Солнца и внутренней энергии Земли. В нашей стране действует всего две приливные станции (в Охотском море и на Кольском полуострове) и одна геотермальная на Камчатке.

Атомные электростанции (АЭС) используют высокотранспортабельное топливо. Учитывая, что 1 кг урана заменяет 2,5 тыс. т угля, АЭС целесообразнее размещать вблизи потребителя, в первую очередь в районах, лишенных других видов топлива. Первая в мире АЭС была построена в 1954 г. в г. Обнинске (Калужская обл.). Сейчас в России действует 8 атомных электростанций, из которых самыми мощными являются Курская и Балаковская (Саратовская обл.) по 4 млн. кВт каждая. В западных районах страны действуют также Кольская, Ленинградская, Смоленская, Тверская, Нововоронежская, Ростовская, Белоярская. На Чукотке - Билибинская АТЭЦ.

Важнейшая тенденция развития электроэнергетики - объединение электростанций в энергосистемах, которые осуществляют производство, передачу и распределение электроэнергии между потребителями. Они представляют собой территориальное сочетание электростанций разных типов, работающих на общую нагрузку. Объединение электростанций в энергосистемы способствует возможности выбирать наиболее экономичный режим нагрузки для разных типов электростанций; в условиях большой протяженности государства, существования поясного времени и несовпадения пиковых нагрузок в отдельных частях таких энергосистем можно маневрировать производством электроэнергии во времени и пространстве и перебрасывать ее по мере надобности во встречных направлениях.

В настоящее время функционирует Единая энергетическая система (ЕЭС) России. В ее состав входят многочисленные электростанции европейской части и Сибири, которые работают параллельно, в едином режиме, сосредоточивая более 4/5 суммарной мощности электростанций страны. В регионах России восточнее Байкала действуют небольшие изолированные энергосистемы.

13 .Легкая промышленность

Лёгкая промышленность - совокупность специализированных отраслей промышленности, производящих главным образом предметы массового потребления из различных видов сырья. Лёгкая промышленность занимает одно из важных мест в производстве валового национального продукта и играет значительную роль в экономике страны.

Лёгкая промышленность осуществляет как первичную обработку сырья, так и выпуск готовой продукции. Предприятия лёгкой промышленности производят также продукцию производственно-технического и специального назначения, которая используется в мебельной, авиационной, автомобильной, химической, электротехнической, пищевой и других отраслях промышленности, в сельском хозяйстве, в силовых ведомствах, на транспорте и в здравоохранении. Одной из особенностей легкой промышленности является быстрая отдача вложенных средств. Технологические особенности отрасли позволяют осуществлять быструю смену ассортимента выпускаемой продукции при минимуме затрат, что обеспечивает высокую мобильность производства.

Лёгкая промышленность объединяет несколько подотраслей:

1.Текстильная.

1.Хлопчатобумажная.

2.Шерстяная.

3.Шёлковая.

4.Льняная.

5.Пенько-джутовая.

6.Трикотажная.

7.Валяльно-войлочная.

8.Сетевязальная.

2.Швейная.

3.Кожевенная.

4.Меховая.

5.Обувная.

Легкая промышленность объединяет группу отраслей, обеспечивающих население предметами потребления (ткани, обувь, одежда), а также выпускающих продукцию промышленного назначения и культурно-бытовые товары (телевизоры, холодильники и др.). Легкая промышленность имеет тесные связи с сельским хозяйством, химической промышленностью и машиностроением. Они снабжают ее сырьем – хлопком, натуральной и искусственной кожей, красителями, а также машинами и оборудованием.

Ведущая отрасль легкой промышленности – текстильная. Она является крупнейшей и по объему производства, и по количеству занятых в ней работников. В ее состав входят производства всех видов тканей, трикотажа, ковров и т. д.

Больше всего производят тканей из химических волокон. Крупнейшим их производителем являются США, опережая ближайших конкурентов – Индию и Японию – почти в три раза. За ними идут «азиатские тигры» – Республика Корея и Тайвань. Больше всего хлопчатобумажных тканей производят развивающиеся страны. Безусловным лидером здесь является Индия, за которой следуют США и Китай. Производство шелковых тканей традиционно для стран Азии, шерстяных – для таких развитых стран, как Великобритания, США, Италия. Они же – главные экспортеры этих тканей. Меньше всего в мире производится льняных тканей. Лидерами в этой отрасли являются Россия, Польша, Беларусь и Франция.

Популярны в быту различные ковры, массовое производство которых развито в США и Индии. Но наиболее ценные ковры ручной работы. Их поставляют на мировой рынок Иран, Афганистан, Турция.

По сравнению с другими отраслями легкой промышленности география текстильной претерпела наибольшие изменения. За последние десятилетия доля развитых стран в мировом текстильном производстве заметно уменьшилась. В развивающихся странах, наоборот, наращиваются темпы развития отрасли. Наряду с давними лидерами – Индией и Египтом – текстильное производство быстро развивается в странах Юго-Восточной Азии, располагающих дешевой рабочей силой.

С текстильной тесно связана швейная и галантерейная промышленность. Пошив готовой одежды уверенно перемещается на восток: Индия и Китай соревнуются на равных с европейскими странами по пошиву одежды массового спроса. Однако и сегодня Рим является центром массовой, а Париж – «высокой» моды.

Кожевенно-обувная промышленность сосредоточена главным образом в развитых странах. Впереди находятся США и Италия. Каждая из этих стран выпускает ежегодно почти 600 млн пар обуви. На первое место по экспорту обуви вышли Китай и Тайвань, производящие дешевую и относительно качественную обувь, в том числе много спортивной.

Предприятия меховой промышленности производят очень дорогую продукцию из природного сырья. В свое время в Канаде вместо денег в обороте были шкуры бобров, а в Сибири – соболиный мех. Четыре страны – Россия, США, Германия и Китай – захватили почти весь мировой меховой рынок. Особую роль играет Греция, где перерабатываются меховые обрезки со всего мира. Во многих странах изготавливают дешевую одежду из искусственного меха.

Важной отраслью легкой промышленности является ювелирное производство, включающее переработку драгоценных металлов и камней. Эта отрасль развита в США, Индии, Израиле, западноевропейских странах. Нидерланды называют «бриллиантовым центром» мира – здесь производится огранка большинства алмазов, добываемых на Земле.

Очень распространено в мире производство игрушек. Оно развито практически в каждой стране, однако выделяются три лидера – США, Китай (Гонконг) и Япония.

По особенностям размещения предприятия легкой промышленности делятся на группы. К первой группе относятся те из них, которые занимаются первичной обработкой сырья и ориентируются на источники сырья. Ко второй – те, которые вырабатывают готовую продукцию. Они размещаются возле потребителя. Третья группа – это предприятия, в размещении которых учитывается как сырьевая база, так и потребитель.

Для легкой промышленности характерна менее выраженная по сравнению с другими отраслями территориальная специализация, так как практически в каждом регионе имеются те или иные ее предприятия. Однако в России можно выделить специализированные узлы и районы, особенно в текстильной промышленности, дающие определенный ассортимент продукции. Например, Ивановская и Тверская области специализируются на выпуске хлопчатобумажных изделий. Центральный экономический район специализируется на производстве продукции всех отраслей текстильной промышленности. Но чаще всего подотрасли легкой промышленности являются дополняющими хозяйственный комплекс регионов, обеспечивающими только внутренние потребности регионов.

Факторы размещения предприятий легкой промышленности разнообразны, однако можно выделить основные.

1. Сырьевой фактор, влияющий преимущественно на размещение предприятий по первичной обработке сырья (например, льнообрабатывающие фабрики расположены в районах производства льна, шерстомоечные предприятия - в районах овцеводства, предприятия по первичной обработке кож - вблизи крупных мясокомбинатов).

2. Населенческий, т. е. потребительский фактор. Готовая продукция легкой промышленности менее транспортабельна по сравнению с полуфабрикатами. Например, дешевле поставлять прессованный хлопок-сырец, чем хлопчатобумажные ткани.

3. Фактор трудовых ресурсов, предусматривающий их значительные размеры и квалификацию, так как все отрасли легкой промышленности трудоемкие. Исторически сложилось так, что в отраслях легкой промышленности используется преимущественно женский труд, поэтому необходимо учитывать возможности использования в регионах и женского, и мужского труда (т. е. развивать легкую промышленность в районах сосредоточения тяжелой индустрии, создавать соответствующие производства в регионах концентрации легкой промышленности).

В прошлом существенную роль в размещении играла обеспеченность топливно-энергетическими ресурсами, так как текстильное и обувное производства являются топливоемкими. В настоящее время этот фактор считается второстепенным в связи с развитием сети ЛЭП, нефте- и газопроводов.

Сырьевая база легкой промышленности России достаточно развита, она обеспечивает значительную часть потребностей предприятий в льноволокне, шерсти, химическом волокне и нитях, пушно-меховом и кожевенном сырье.

Основной поставщик натурального сырья для легкой промышленности - сельское хозяйство.