A potência instalada da usina é máxima. Capacidade instalada da usina

Uma vez tomada a decisão de comprar uma central eléctrica, um dos questões importantes na hora de escolhê-lo, a questão é sobre potência necessária. Para fazer uma escolha precisa e operar o dispositivo de maneira ideal, não custa nada entender algumas das definições de potência utilizadas para vários modos de operação do equipamento.

Os passaportes de muitas usinas indicam a plena e potência ativa. O primeiro é indicado em kVA (5 kVA, 10 kVA, 15 kVA, 20 kVA, 25 kVA, 30 kVA, 35 kVA). A segunda está em kW (5 kW, 10 kW, 15 kW, 20 kW, 25 kW, 30 kW, 35 kW). Complete tem dois componentes: ativo e reativo. Acorrentado CC e correntes AC com carga ativa que não causa mudança de fase entre tensão e corrente, a potência total é igual à potência ativa, ou seja, utilizada para influenciar diretamente a carga (útil). Porém, quando usinas CA operam com carga, há sempre uma mudança de fase entre tensão e corrente e, como consequência, o aparecimento de um componente reativo da potência total que não é utilizado na carga. Quanto maior for a mudança de fase, maior será a potência reativa e menor será a potência ativa realmente entregue à carga. Para caracterizar o componente ativo da potência total, é utilizado um coeficiente igual à razão entre a potência ativa e a potência total. É denominado fator de potência. Basicamente, quando as usinas operam, o coeficiente é de 0,8, ou seja, a potência ativa é 1,25 vezes menor que a total. Deve-se prestar atenção a isso para garantir que o equipamento selecionado corresponda com precisão à carga total de seus coletores de corrente.

Além disso, deve-se notar que a potência da placa de identificação é indicada pelo fabricante para certas condições normais de operação - temperatura, umidade, pressão. Se você se desviar dessas condições, por exemplo, quando a temperatura aumenta, a umidade aumenta, a pressão diminui, a potência entregue à carga será menor que a potência nominal, às vezes até em 40-50%. Neste caso, para calcular a potência necessária, não se pode prescindir de fatores de correção.

Para os diferentes modos de operação de uma usina a diesel, são utilizadas diversas definições de potência, às quais devemos prestar atenção.

A potência máxima é aquela que só pode ser sustentada por um período muito curto (de alguns segundos a alguns minutos). A potência real (nominal) é sempre significativamente menor.
A potência de curto prazo é a potência máxima fornecida pelo gerador da usina nas condições especificadas pelo fabricante, não excedendo 500 horas anuais e 300 horas entre intervalos de manutenção. A utilização deste modo é indesejável, pois pode reduzir a vida útil da instalação.

A potência operacional é a potência ativa da usina em corrente nominal e tensão e condições estabelecidas pelo fabricante.

Potência contínua é a potência nominal que os geradores a diesel de uma usina podem fornecer continuamente à carga por um tempo ilimitado entre manutenções, sob condições ambiente, definido pelo fabricante.

Potência no modo da fonte de alimentação principal (principal) - potência máxima ao operar com carga variável por tempo ilimitado entre manutenções. A potência média fornecida pela usina ao operar neste modo por 24 horas não deve ser superior a 80% da potência principal.

A potência de reserva é a potência máxima permitida ao operar com carga variável por um período limitado de tempo por ano (por exemplo, não mais que 500 horas). A duração da operação com 100% de potência não deve ser superior a 25 horas por ano, e com 90% de carga - não superior a 200 horas por ano. Não é permitido ultrapassar os limites.

Ao escolher sistemas autônomos fornecimento de energia, surgem questões relacionadas à determinação da potência necessária da usina para satisfazer o consumidor. As recomendações abaixo fornecem as informações mínimas para definição correta energia necessária de uma usina autônoma para uso doméstico e semi-industrial.

Normalmente, os dados do passaporte para usinas autônomas indicam duas potências - potência total em kVA e potência ativa em kW. O gerador elétrico de uma usina autônoma produz energia elétrica de determinada tensão (monofásica - 220/230V, ou trifásica -380V/400V) com frequência de 50 Hz e, dependendo da potência do motor - gasolina ou diesel, com uma determinada corrente de carga. As curvas de tensão e corrente são senoides. Idealmente, estas curvas deveriam coincidir e a potência ativa deveria ser idêntica à potência total. No entanto, ao gerar energia CA, há sempre algum ângulo de deslocamento entre as curvas de corrente e tensão. A discrepância entre os gráficos provoca uma diminuição na potência efetivamente fornecida pelo gerador à rede. A potência real removida dos terminais do gerador no modo nominal, ou seja, na tensão e frequência nominais da placa de identificação e é a potência ativa da usina. A relação entre a potência ativa e a potência total é chamada de fator de potência - Cos?, que igual a cosseno o ângulo de mudança entre corrente e tensão.

Na maioria dos casos, as usinas autônomas possuem fator de potência de 0,8. Assim, a potência total em kVA gerada pelo gerador será 1,25 vezes maior que a potência ativa medida em kW.

Para consumidor doméstico Ao escolher uma usina autônoma de pequena potência - até 7 kW, basta certificar-se de que a potência nominal total dos receptores elétricos indicada nas placas de identificação, por exemplo, a potência de uma chaleira elétrica, a potência total das lâmpadas , não excede a potência ativa da usina indicada em kW.

Para consumidores de cargas pesadas, fatores adicionais também devem ser levados em consideração.

Por exemplo, a operação e a produção de energia de uma usina autônoma são influenciadas por fatores como temperatura e umidade relativa ambiente, pressão, bem como a natureza da carga - puramente ativa, indutiva, etc. Os dados do passaporte geralmente fornecem dados para condições normais. zona intermediária a parte europeia da Rússia, ou seja, - temperatura ambiente: 25ºC, pressão: 1000 Mbar (750 mm Hg), umidade relativa: 30%.

Sob condições externas mais difíceis - temperatura elevada ar, pressão reduzida (por exemplo, em condições de montanha), aumento da umidade - consequentemente, a potência fornecida à rede diminuirá. Assim, em condições de ar rarefeito nas montanhas, os motores combustão interna perder seu poder. De acordo com isso, uma usina autônoma não será capaz de fornecer potência nominal nas montanhas. O cálculo da potência ativa fornecida pela usina, neste caso, requer a introdução de fatores redutores. É impossível listar tudo no âmbito deste artigo. fatores de correção e em cada caso específico você precisa entrar em contato com o passaporte de instalação ou com os especialistas do fornecedor. Aqui nos limitaremos a um aviso de que, em alguns casos, além dos dados do passaporte condições externas operação reduz a potência ativa de saída real em 40-50%.

Concluindo, fornecemos definições adicionais sobre a operação de usinas autônomas em determinados modos.

Potência operacional grupo geradoré a potência, expressa em kW, que é fornecida aos terminais do gerador na tensão e frequência nominais e sob condições ambientais especificadas.

A potência contínua é a potência nominal que um grupo gerador pode fornecer continuamente por um período de tempo ilimitado entre a manutenção especificada pelo fabricante e sob condições ambientais especificadas pelo fabricante.

A potência principal é a potência máxima ao longo de um ciclo de várias cargas que o grupo gerador fornece durante quantidade ilimitada tempo entre a manutenção especificada pelo fabricante e nas condições ambientais por ele especificadas. A potência média fornecida pelo gerador durante um período de 24 horas não deve exceder 80% da potência principal.

A potência de curto prazo é a potência máxima que o gerador pode fornecer sob condições ambientais especificadas durante um máximo de 500 horas anuais e um máximo de 300 horas entre intervalos de manutenção especificados pelo fabricante. Espera-se que tal uso sob tais condições afete a vida útil do gerador.

A potência máxima no modo de energia em espera é a potência máxima permitida com carga variável durante um número limitado de horas por ano (500 horas) sob condições ambientais especificadas e durante os seguintes períodos máximos de funcionamento: 100% com carga durante 25 horas/ano; 90% com carga de 200 horas/ano; exceder é inaceitável.

Usinas nucleares. A participação das usinas nucleares na geração total de eletricidade é de cerca de 12% (nos EUA - 19,6%, no Reino Unido - 18,9, na Alemanha - 34%, na Bélgica - 65%, na França - mais de 76%). Estava previsto que a participação das centrais nucleares na produção de electricidade na URSS atingiria 20% em 1990; na verdade, apenas 12,3% foram alcançados; Desastre de Chernobyl causou uma redução no programa de construção nuclear, desde 1986, apenas 4 unidades de energia foram colocadas em operação;

Atualmente, a situação está mudando; o governo adotou uma resolução especial que efetivamente aprovou o programa para a construção de novas usinas nucleares até 2010. Sua fase inicial é a modernização das unidades de energia existentes e o comissionamento de novas, que deverão substituir as unidades de energia existentes. unidades das centrais nucleares de Bilibino, Novovoronezh e Kola que foram aposentadas após 2000. .

Atualmente, existem 9 usinas nucleares na Rússia com capacidade total de 20,2 milhões de kW (Tabela 3.4). Outras 14 usinas nucleares e ACT (estação de fornecimento de calor nuclear) com capacidade total de 17,2 milhões de kW estão em projeto, construção ou temporariamente desativadas.

Tabela 3.4. Poder de operação de usinas nucleares

Região econômica	Nome da central nuclear	Capacidade instalada, milhões de kW
Noroeste Terra Negra Central Central Povolzhsky Norte Urais Extremo Oriente	Leningradskaia Novovoronejskaia Smolenskaia Kalininskaia Balakovskaia Cola Beloyarskaia Bilibinskaia

Atualmente, foi introduzida a prática de exame internacional de projetos e operação de usinas nucleares. Como resultado do exame, 2 unidades da central nuclear de Voronezh foram desativadas, a central nuclear de Beloyarsk está planejada para ser desativada, a primeira unidade de energia da central nuclear de Novovoronezh foi desativada, a quase concluída central nuclear de Rostov foi desativada e uma série de projetos estão sendo revisados ​​novamente. Verificou-se que as localizações das centrais nucleares foram, em alguns casos, mal escolhidas e que a qualidade da sua construção e equipamento nem sempre cumpria os requisitos regulamentares.

Os princípios de localização de centrais nucleares foram revistos. Em primeiro lugar, é levado em consideração o seguinte: a necessidade de eletricidade da área, condições naturais(em particular, uma quantidade suficiente de água), densidade populacional, capacidade de proteger as pessoas da exposição inaceitável à radiação sob certas condições situações de emergência. Neste caso, a probabilidade de terremotos, inundações e a presença de águas subterrâneas. As centrais nucleares não devem estar localizadas a menos de 25 km de cidades com mais de 100 mil habitantes, para ACT - a menos de 5 km. A potência total da usina é limitada: NPP - 8 milhões de kW, ACT - 2 milhões de kW.

Novo em energia nuclearé a criação da ATEC e da ACT. No ATPP, assim como em um CHPP convencional, tanto elétricos quanto energia térmica e no ACT ( usinas nucleares fornecimento de calor) - apenas térmico. Os ACTs de Voronezh e Nizhny Novgorod estão em construção. A ATPP opera na vila de Bilibino, em Chukotka. As centrais nucleares de Leningrado e Beloyarsk também fornecem calor de baixa qualidade para necessidades de aquecimento. EM Níjni Novgorod a decisão de criar o ACT gerou fortes protestos da população, por isso foi realizado um exame por especialistas da AIEA, que deram parecer sobre alta qualidade projeto.

As vantagens das usinas nucleares se resumem ao seguinte: podem ser construídas em qualquer área, independentemente de seus recursos energéticos; o combustível nuclear se distingue por um conteúdo energético excepcionalmente alto (1 kg do principal combustível nuclear - urânio - contém a mesma quantidade de energia que 25.000 toneladas de carvão: as usinas nucleares não emitem emissões para a atmosfera em operação sem problemas (ao contrário usinas termelétricas), eles não absorvem oxigênio do ar.

A operação de usinas nucleares é acompanhada por uma série de consequências negativas.

1. Dificuldades existentes de uso energia atômica- eliminação de resíduos radioactivos. Para a retirada das estações, são construídos contêineres com proteção potente e sistema de refrigeração. O enterramento é realizado no solo em grandes profundidades em camadas geologicamente estáveis.

2. As consequências catastróficas dos acidentes nas nossas centrais nucleares devem-se a um sistema de protecção imperfeito.

3. Poluição térmica de corpos d'água utilizados por usinas nucleares. Operação de usinas nucleares como objetos perigo aumentado requer a participação das autoridades e da gestão do Estado na definição das direções de desenvolvimento e na atribuição dos fundos necessários.

No futuro, será dada cada vez mais atenção à utilização de fontes alternativas de energia - sol, vento, calor interno terra, marés marítimas. Usinas experimentais já foram construídas usando essas fontes de energia não convencionais: em maremotos na Península de Kola, Kislogubskaya e Mezenskaya, nas águas termais de Kamchatka - usinas perto do rio Pauzhetka, etc. Norte com potência de até 4 kW são usados ​​para proteger os principais gasodutos da corrosão - e oleodutos, em campos offshore. Estão em andamento trabalhos para envolver uma fonte de energia como a biomassa na circulação econômica.

Para um aproveitamento mais econômico, racional e abrangente do potencial total das usinas do nosso país, foi criado o Sistema Único de Energia (UES), no qual operam mais de 700 grandes usinas com capacidade total superior a 250 milhões de kW (ou seja, 84 % da capacidade de todas as usinas do país). O UPS é controlado a partir de um único centro equipado com tecnologia informática electrónica.

As vantagens económicas do Sistema Único de Energia são óbvias. Potentes linhas de transmissão de energia aumentam significativamente a confiabilidade do fornecimento de eletricidade à economia nacional, aumentam as diárias e gráficos anuais consumo de energia, melhorar indicadores econômicos estações, criar condições para a electrificação completa de zonas ainda carentes de energia eléctrica. Membro da CEE no território ex-URSS inclui inúmeras usinas que operam em paralelo em modo único, concentrando 4/5 da potência total das usinas do país. A CEE estende a sua influência a uma área de mais de 10 milhões de km2 com uma população de cerca de 220 milhões de pessoas. No total, existem aproximadamente 100 sistemas regionais de energia no país. Eles formam 11 sistemas de energia unidos. Os maiores deles são Sul, Central, Siberiano e Ural.

UES do Noroeste, Centro, região do Volga, Sul, Norte do Cáucaso e os Urais fazem parte da Comunidade Económica Europeia. Eles estão unidos por linhas principais de alta tensão como Samara - Moscou (500 kW), Samara - Chelyabinsk, Volgogrado - Moscou (500 kW), Volgogrado - Donbass (800 kW), Moscou - São Petersburgo (750 kW), etc. .

Hoje, no contexto da transição para um mercado, a familiarização com a experiência de coordenação das atividades e concorrência dos vários proprietários do setor elétrico Países ocidentais pode ser útil para escolher o mais princípios racionais colaboração proprietários de instalações de energia elétrica operando como parte do Sistema Unificado de Energia.

Foi criado um órgão de coordenação - o Conselho de Energia Elétrica dos países da CEI. Os princípios de operação conjunta dos sistemas energéticos unidos da CEI foram desenvolvidos e acordados.

O desenvolvimento da indústria de energia elétrica nas condições modernas deve levar em consideração os seguintes princípios:

·conduzir a construção de usinas ecologicamente corretas e transferir usinas termelétricas para mais combustível limpo- gás natural;

· criar centrais térmicas para indústrias de aquecimento, agricultura e utilitários, que garante economia de combustível e duplica a eficiência das usinas;

· construir pequenas centrais eléctricas tendo em conta as necessidades de electricidade das grandes regiões;

· unir vários tipos centrais eléctricas num sistema energético unificado;

· construir estações de armazenamento reversível em pequenos rios, especialmente em regiões da Rússia com escassez de energia;

· uso no recebimento energia elétrica combustíveis não tradicionais, eólico, solar, das marés, geotérmico, etc.

A necessidade de desenvolver uma nova política energética para a Rússia é determinada por uma série de fatores objetivos:

· o colapso da URSS e a formação Federação Russa como um estado verdadeiramente soberano;

· mudanças fundamentais na estrutura sociopolítica, na situação económica e geopolítica do país, no rumo adoptado para a sua integração no sistema económico mundial;

· ampliação fundamental dos direitos dos súditos da Federação - repúblicas, territórios, regiões, etc.;

· uma mudança radical na relação entre órgãos governamentais e empresas economicamente independentes, o rápido crescimento de estruturas comerciais independentes;

· uma crise profunda na economia e na energia do país, na superação da qual a energia pode desempenhar um papel importante;

· reorientação do complexo de combustíveis e energia para a solução prioritária dos problemas sociais da sociedade, aumento das exigências de proteção ambiental.

Ao contrário dos programas energéticos anteriores, que foram criados no âmbito do sistema de planeamento e gestão administrativa e determinavam diretamente o volume de produção de energia e os recursos atribuídos para tal, a nova política energética tem um conteúdo completamente diferente.

Os principais instrumentos da nova política energética deverão ser:

· alinhar, simultaneamente com a convertibilidade do rublo, os preços da energia aos preços mundiais, com uma suavização gradual dos aumentos de preços no mercado interno;

· corporatização de empreendimentos do complexo de combustíveis e energia com envolvimento dinheiro população, investidores estrangeiros e estruturas comerciais nacionais;

· apoiar fabricantes independentes transportadores de energia, focados principalmente no uso de recursos energéticos locais e renováveis.

Aceito atos legislativos para o complexo energético, cujos principais objetivos são:

1. Preservar a integridade do complexo de energia elétrica e do Sistema Unificado de Energia da Rússia.

2. Organização de um mercado elétrico competitivo como ferramenta de estabilização dos preços da energia e aumento da eficiência do setor elétrico.

3. Ampliar oportunidades para atrair investimentos para o desenvolvimento do Sistema Energético Unificado da Rússia e de empresas regionais de energia.

4. Aumentar o papel dos súditos da Federação (regiões, territórios, autonomias) na gestão do desenvolvimento do Sistema Unificado de Energia da Federação Russa.

No futuro, a Rússia deverá abandonar a construção de novas e grandes centrais térmicas e hidráulicas, que exigem enormes investimentos e criam tensões ambientais. Está prevista a construção de usinas termelétricas de baixa e média potência e pequenas usinas nucleares em regiões remotas do norte e do leste. No Extremo Oriente, está previsto o desenvolvimento da energia hidrelétrica por meio da construção de uma cascata de centrais hidrelétricas de médio e pequeno porte.

Novas usinas termelétricas serão construídas a gás, e somente na bacia de Kansk-Achinsk está planejada a construção de poderosas usinas de condensação.

Um aspecto importante da expansão do mercado energético é a possibilidade de aumentar a exportação de combustíveis e energia da Rússia.

A base da estratégia energética da Rússia são os seguintes três objetivos principais:

1. Conter a inflação através da disponibilidade de grandes reservas de recursos energéticos, que deverão proporcionar financiamento interno e externo ao país.

2. Garantir um papel digno para a energia como factor de aumento da produtividade do trabalho e de melhoria da vida da população.

3. Reduzir a carga antrópica do complexo de combustíveis e energia no meio ambiente.

A maior prioridade da estratégia energética é melhorar a eficiência energética e a conservação de energia.

Para o período de formação e desenvolvimento das relações de mercado, uma política estrutural no domínio da energia e indústria de combustíveis pelos próximos 10-15 anos. Ele fornece:

· aumentando a eficiência de uso gás natural e a sua participação no consumo interno e nas exportações;

· aumentar o processamento profundo e o uso integrado de matérias-primas de hidrocarbonetos;

· melhorar a qualidade dos produtos de carvão, estabilizar e aumentar os volumes de produção de carvão (principalmente método aberto) à medida que são desenvolvidas tecnologias ambientalmente aceitáveis ​​para a sua utilização;

· superação da recessão e crescimento moderado da produção petrolífera.

· intensificação dos recursos energéticos locais - energia hidroeléctrica, turfa, aumento significativo da utilização de recursos energéticos renováveis ​​- energia solar, eólica, geotérmica, metano de minas de carvão, biogás, etc.;

· aumentar a fiabilidade das centrais nucleares. Desenvolvimento de novos reatores extremamente seguros e econômicos, inclusive de baixa potência.

A escolha certa fonte autônoma a geração de eletricidade baseia-se na consideração obrigatória de vários fatores, sendo o principal deles o cálculo da potência necessária de uma central capaz de satisfazer todas as necessidades dos consumidores de energia numa determinada instalação ou instalações. Aqui tentaremos fornecer recomendações detalhadas determinar a potência necessária de um grupo gerador em função de sua classe - doméstica, semiindustrial e industrial.

Na grande maioria dos casos, a potência da usina está indicada no passaporte do equipamento adquirido, sendo indicadas duas dimensões: a potência total do gerador em kVA e a potência ativa em kW. Outros indicadores técnicos importantes são: tensão (220/230V para geradores monofásicos e 380/400V para trifásicos), frequência (50 Hz) e corrente de carga. Neste caso, as curvas de tensão e corrente da carga são senoides. Idealmente, eles deveriam coincidir, o que significa que as potências ativa e aparente são iguais. No entanto, as especificidades da geração de corrente alternada sempre deslocam essas curvas umas em relação às outras, ou seja, sempre se forma um certo ângulo entre as senoides de corrente e tensão, o que determina a redução de potência que o gerador realmente produz.

É importante notar que a potência real é determinada no modo nominal, ou seja, na tensão e frequência nominais da placa de identificação e é a potência ativa da usina. A relação entre a potência ativa e a potência total é chamada de fator de potência - Cos, que é igual ao cosseno do ângulo de deslocamento entre a corrente e a tensão.

Em geral, usando operações aritméticas simples, você pode facilmente converter uma potência em outra. Os geradores industriais a diesel modernos têm um fator de potência de 0,8. Assim, a potência total será 1,25 vezes a potência ativa e vice-versa.

Porém, com base em todos esses indicadores, como determinar a usina com a capacidade necessária? Ao escolher um gerador doméstico com potência de até 7 kW, bastará simplesmente calcular a potência total de todos os receptores elétricos (chaleira, sistemas de iluminação, geladeira, utensílios domésticos, etc.), que não deve ultrapassar a potência ativa da usina indicada nos dados do passaporte.

Ao mesmo tempo, ao escolher uma usina de maior potência, nível semi-industrial e industrial, além da potência total de todos os receptores elétricos, é necessário levar em consideração uma série de parâmetros adicionais, incluindo temperatura e condições climáticas funcionamento do gerador, afetando diretamente o desempenho do equipamento. Nos dados do passaporte, a potência é sempre calculada para condições normais na Rússia central: temperatura 25 graus, pressão 750 mm. Rt. Art., umidade relativa 30%. Se as condições normais mudarem, com diminuição da temperatura, aumento da pressão ou umidade, a potência real da usina fornecida à rede mudará. Com as mudanças mais graves nas condições normais, a potência ativa do gerador pode cair de 40 a 50%.

Concluindo, aqui estão alguns termos básicos que o ajudarão a compreender melhor as definições e parâmetros de trabalho. usinas modernas V vários modos funciona:

• potência operacional – potência real do gerador, expressa em kW, fornecida à rede em condições normais e de carga nominal;
• potência contínua - um indicador que determina a potência nominal que um gerador pode produzir continuamente e por um período de tempo indefinidamente longo entre serviços técnicos sob condições ambientais normais;
• Potência do modo Prime – A potência máxima fornecida pelo gerador durante um período indefinido entre manutenções programadas em condições ambientais normais. Ao mesmo tempo, a potência média durante o dia operação contínua a usina não deve exceder 80% da potência do gerador principal;
• potência de curto prazo (pico) - indicador que determina a potência máxima que o gerador pode produzir para no máximo 500 horas de operação anuais ou 300 horas entre manutenções obrigatórias. A superação deste indicador tem impacto direto na vida útil e na vida útil do equipamento;
• potência máxima de reserva – indicador para fontes de backup fonte de alimentação, que determina o permitido potência máxima operação do grupo gerador dentro de 500 horas por ano em condições normais. Este indicador é calculado pela fórmula: 100% de carga do gerador por 25 horas por ano e 90% de carga por 200 horas por ano. Exceder esses requisitos não é permitido.