Электроэнергия настолько плотно и основательно вошла в быт, что о её существовании потребители вспоминают лишь в случаях отключения света и при оплате счетов. В обыденной жизни мало кто задумывается о том, насколько сложно не только выработать энергию, но и доставить её в дома и на предприятия, сделать это безопасно и с минимальными потерями. Разветвлённая сеть линий электропередач и множество подстанций - это лишь видимая часть огромной системы, благодаря которой энергия появляется в розетках квартир и электрощитах заводов.
Структура и типы современных электросетей
Электрическая энергия передаётся от генерирующих мощностей к территориально удалённым потребителям посредством специальной транспортирующей, преобразующей и распределительной инфраструктуры - сетей. Последние имеют достаточно сложную структуру, их работа требует выполнения определённых условий, касающихся эффективности, безопасности и надёжности. Как правило, структура сети определяется расположением потребителей. Конечным этапом подачи электроэнергии потребителю является её распределение.
В схемы передачи на современном этапе развития сетей входят такие компоненты, как повышающие и понижающие трансформаторные подстанции, соединённые между собой линиями электропередачи. Кроме того, основными элементами инфраструктуры являются группы вспомогательного оборудования - защитные устройства и коммутаторы. Структура сети может изменяться в зависимости от порядка использования коммутаторов. К примеру, при отключении аварийных участков задействуются другие линии. Кроме того, структура сети может меняться при помощи коммутаторов для оптимизации режима работы.
Схема передачи электроэнергии: 1 - гидроэлектростанция; 2 - повышающая трансформаторная станция; 3 - ЛЭП; 4 - понижающая трансформаторная станция; 5 - распределительная подстанция; 6 - местные понижающие трансформаторные подстанции
Сети классифицируются по разным критериям. По типу потребителей их разделяют на сети общего назначения (предназначены для энергообеспечения бытовых и транспортных потребителей, а также объектов, расположенных в сельской местности), сети технологических объектов (для производств и систем инженерного назначения), контактные сети (для любого электротранспорта).
Классификация производится и по критерию масштаба самих сетей:
- Магистральные - проложенные между странами, регионами, самыми мощными станциями и крупными центрами потребления. Такие сети характеризуются большими значениями мощности - в несколько гигаватт.
- Региональные - в пределах одного региона, применительно к России - субъекта федерации. Запитываются от магистралей, а также от источников, расположенных внутри регионов. Предназначены для обслуживания крупных потребителей - населённых пунктов не меньше города, районов, промышленных предприятий, транспортных узлов, осваиваемых месторождений полезных ископаемых. Мощность сетей составляет гигаватты или несколько сотен мегаватт.
- Районные - мощностью в несколько мегаватт - получают электроэнергию из региональных сетей. Районная инфраструктура обычно не имеет собственных генерирующих источников и предназначается для поставок энергии в поселковые и внутриквартальные сети, на небольшие предприятия и транспортные узлы.
- Внутренние предназначены для распределения электроэнергии в пределах одного района, села, квартала. Питание в сети подаётся максимум из двух точек. В некоторых случаях оснащаются собственными резервными источниками. Мощность этих сетей не превышает нескольких мегаватт или сотен киловатт.
- Электропроводка - сеть нижнего уровня. Она обеспечивает доставку электроэнергии до потребителя внутри здания, цеха и других помещений. При классификации часто не отделяется от внутренних сетей. Мощность электропроводки ограничена сотнями или десятками киловатт.
Сети отличаются друг от друга и родом тока, который подаётся в них. В частности, переменный трёхфазный ток передаётся по магистральным сетям широкого диапазона напряжений. Переменный однофазный ток поступает в сети электропроводки бытовых объектов, к конечным потребителям он передаётся от распределительных щитов. Постоянный ток подаётся в большую часть контактных сетей, а также автономных и специальных сетей. Последние характеризуются ультравысоким напряжением и пока не имеют широкого распространения.
Линии электропередачи
Линии электропередачи (ЛЭП) - один из основных компонентов транспортировки электроэнергетического ресурса - это системы передачи энергии, которые находятся за пределами электростанций или подстанций. Кроме того, по ЛЭП передаётся сервисная информация при помощи сигналов высокой частоты. В странах СНГ для передачи информации имеются в наличии 60 тыс. каналов ЛЭП. Передача данных используется для управления работой сети диспетчерскими службами, телеметрии, получения сигналов релейной защиты и автоматики в случаях аварий.
Строительство ЛЭП считается сложной задачей для отраслевых компаний. Такая работа включает проектирование, непосредственно прокладку линий, их монтаж, пусконаладочные мероприятия, а также обслуживание. ЛЭП по типу размещения конструкций разделяются на воздушные и кабельные. Кроме того, набирает популярность ещё один тип линий - газоизолированные. ЛЭП включает проводники тока, сооружения для его размещения или прокладки - каналы, эстакады или опоры, изоляционные средства опорного или подвесного типов, защитные устройства, оборудование для заземления, разрядники и тросы против грозы.
Воздушные линии, как это очевидно из их названия, предназначены для передачи электроэнергии по проводам, которые размещаются на открытом воздухе. Они крепятся к опорам, путепроводам и мостам при помощи траверсов, арматуры и изоляторов. В большинстве случаев воздушные ЛЭП служат для подачи переменного тока. Линии для постоянного тока применяются в отдельных случаях, в том числе для запитывания контактной сети.
Воздушные ЛЭП распределяются по критерию величины напряжения на:
- Сверхдальние (от 500 киловольт) - обустраиваются для связи разных энергосистем.
- Магистральные (220–330 кВ) - для передачи электроэнергии от станций высокой мощности, для объединения генерирующих объектов внутри энергетических систем и для связи станций с распределительными пунктами.
- Распределительные (35–150 кВ) - для энергетического снабжения промышленных предприятий и отдельных населённых пунктов в крупных районах, организации энергосвязи распределительных узлов с потребителями.
- ЛЭП напряжением ниже 20 кВ - для подачи электроэнергии непосредственно конечным потребителям.
Кабельные линии, в свою очередь, состоят из одного или нескольких кабелей, оснащённых концевыми, соединительными и стопорными муфтами, деталями крепежа. В случае маслонаполненных линий устанавливаются подпитывающие аппараты. Кабельные трассы классифицируются по величине напряжения аналогично воздушным. По условиям прокладки они распределяются на подземные, подводные и смонтированные в сооружениях.
Также кабельные линии классифицируются по критерию применения конкретных изолирующих материалов. Может применяться изоляция из этилен-пропиленовой резины, сшитого полиэтилена, резиново-бумажной и бумажно-масляной основ, поливинилхлорида, твёрдых материалов, нефтяного масла, которым пропитывается кабель. Инновационные технологии предусматривают применение изоляции при помощи газообразных веществ.
Подстанции - назначение и терминология
Посредством ЛЭП объединяются электрические подстанции, служащие, по сути, для корректировки характеристик тока. Они представляют собой установки для приёма и преобразования электроэнергии с её дальнейшим распределением. Подстанции состоят из трансформаторов или других преобразователей энергии, управляющих блоков, устройств вспомогательного назначения и распределительных узлов.
Станции первичного распределения перед подачей энергии потребителю понижают электрическое напряжение до 2–35 кВ с целью дальнейшей её транспортировки на вторичные подстанции, после прохождения которых напряжение уменьшается до ещё более низкого уровня (для России - до 380 вольт). Повышающие же трансформаторы применяются, соответственно, для увеличения напряжения со снижением силы тока. Основная причина размещения повышающих подстанций в сетях является необходимость передачи большей мощности на значительные расстояния, что становится возможным только при повышенном напряжении.
Благодаря наличию в электрической сети повышающих трансформаторов удаётся достичь экономии металла непосредственно в проводах ЛЭП, сократить потери вследствие активного сопротивления. Такой эффект достигается в силу определённых физических закономерностей. Площадь сечения провода обусловлена отсутствием коронного разряда и силой тока. Снижение последней даёт возможность сократить потери энергии, уровень которых прямо зависим от величины этого показателя. В связи с повышением напряжения возникает необходимость предотвращения высоковольтных пробоев, что достигается разносом проводов на большие расстояния, а также применением специальных изоляторов.
Станции, которые предназначены для изменения напряжения тока, получили название трансформаторных. Системы, изменяющие род тока или его частоту, называются преобразовательными станциями. Подвидом таких станций являются вставки постоянного тока, устанавливаемые для преобразования токов - из переменного в постоянный с дальнейшим его изменением в обратном порядке.
Устройства для распределения энергии, которые не включены в состав подстанций, являются распределительными пунктами. Подстанции, размещаемые в населённых пунктах, называются городскими, в промышленном сегменте - цеховыми. Кроме того, отдельно классифицируют тяговые подстанции на постоянном токе, предназначенные для обеспечения работы электротранспорта.
Городские и цеховые подстанции могут состоять из единственного или двух трансформаторов. Обычно критерием для выбора варианта конструкции служит объём затрат на реализацию проекта. Путём сравнения предлагаемых проектировщиками вариантов заказчик выбирает компромиссный вариант, который обеспечивает достаточную надёжность энергоснабжения при меньших затратах. Тем не менее, по мнению специалистов отрасли, при проектировании и эксплуатации следует выбирать однотипные устройства с равной мощностью для того, чтобы разнообразие парка оборудования не вызывало неудобств и дополнительных затрат на ремонтные работы.
Сверхпроводники: ЛЭП из будущего
Модернизация электросетевого комплекса - актуальная задача не только для России, но и для всего мира. Напомним, Пронедра писали ранее, что эксперты прогнозируют снижение стабильности работы электроэнергетической сферы во всём мире в силу физического устаревания оборудования сетей. Эффективность передачи электроэнергии по сетям может достигаться не только своевременным ремонтом и грамотным применением существующих решений, но и внедрением инновационных технологий.
Одной из них является производство проводов на основе высокотемпературных сверхпроводников. Их применение позволит не только достичь высокой плотности тока, но и передавать его без потерь. В 2006 году в демонстрационном режиме была запущена такая силовая сеть в штате Нью-Йорк, протяжённостью 600 метров. Оператором проекта является компания American Superconductor.
Высокотемпературный сверхпроводящий кабель: 1 - вход жидкого азота; 2 - сверхпроводящая лента (3 фазы); 3 - медный экран (нулевой проводник); 4 - диэлектрик; 5 - выход азота; 6 - криостат; 7 - внешняя изоляция
Эта же корпорация заключила соглашение с южнокорейской компанией LS Power, предусматривающее поставки трёх тысяч километров сверхпроводников с целью постройки на территории корейского государства полусотни километров инновационных сетей в ближайшие годы. В США, кроме того, были опробованы линии длиной 200 метров в Огайо и 3250 метров в Олбани (штат Нью-Йорк).
По информации Всероссийского НИИ кабельной промышленности, разработка лент высокотемпературного типа из сверхпроводников в РФ стартовала в 2004 году. Испытания первой пятиметровой линии прошли два года спустя. Уже в 2009 году была изготовлена лента длиной 200 метров. В институте отметили, что один кабель вмещает в себя в сечении до полусотни таких лент. Сечение одной ленты составляет всего 4х0,1 мм, при этом она может передавать ток силой до 100 ампер.
Высокотемпературный сверхпроводник (ВТСП-лента)
Ленты изготовляются с применением сложной технологии плёночного напыления. Российская сторона закупает исходные проводники у поставщиков. Материал приобретается у упомянутой American Superconductor, а также у Superpower. Эти предприятия - единственные в мире, которые выпускают сверхпроводники. После покупки исходных материалов отечественными специалистами создаётся модельный кабель.
Особенности российских электросетей
Сверхпроводники - дело, вероятно, неблизкого будущего, а в настоящем российские электрические сети структурно не отличаются от систем, которые работают во всём мире. В Единую национальную сеть страны входят все высоковольтные компоненты - линии и подстанции напряжением от 220 кВ. В национальную систему включены ЛЭП и других классов, а также некоторые элементы электросетевого хозяйства в соответствии с критериями, установленными правительством. Тем не менее, российским сетям присущи любопытные индивидуальные особенности.
Несколько интересных фактов об электросетях России:
- В общей сложности в России насчитывается 10,7 тыс. линий электропередачи с напряжением от 110 кВ до 1,15 тыс. кВ.
- В стране есть уникальный электросетевой объект - участок Экибастуз–Кокшетау линии «Сибирь–Центр», напряжение в котором, по проекту, достигает упомянутых 1,15 тыс. кВ. Примечательно, что под таким высоким напряжением физически не в состоянии функционировать ни одна линия в мире. Впрочем, сейчас данный участок протяжённостью 432 километра работает под напряжением 500 кВ. Линия была построена ещё во времена СССР, в 1980–1988 годах. Большая часть ЛЭП проходит по казахстанской территории (1,421 тыс. км).
- Электрические сети России используются для обеспечения параллельной работы с энергосистемами сопредельных государств - бывших республик СССР. Кроме того, через вставки постоянного тока передача электроэнергии осуществляется в Финляндию, Китай и Норвегию. Объём перетоков между электросетями России и других стран в год оценивается более чем в 13,5 млрд кВт·ч.
- Единая электросеть России в 2001 году решением правительства получила статус общенационального достояния.
- Сетью управляет оператор ФСК ЕЭС, в ведении которого находятся 140 тыс. километров линий электропередачи, а также 933 подстанции суммарной мощностью 334,5 мегавольт-ампер.
- В соответствии с законом об электроэнергетике, в управление ФСК должны передаваться все объекты, которые включены в национальную систему, однако по факту частью систем распоряжаются другие собственники. Ввиду стратегической важности сетей государство обязало последних работать только по договорам о передаче энергии и запретило им использовать или выводить из работы объекты без разрешения оператора.
Подача электроэнергии в многоквартирные и частные дома.
Многие ли из нас задумываются над тем, как электроэнергия попадает в наш дом. Вспомнив школьные уроки по физике, можно нарисовать примерно следующую схему:
Электроэнергия вырабатывается на электростанции, далее передается по ВЛЭП (высоковольтные линии электропередач), потом попадает на городские и районные РЭС.
После РЭС электричество попадает на ТП (трансформаторные подстанции), где понижается до необходимых нам 380/220 Вольт. И вот эти самые 380/220 вольт мы и получаем в итоге у себя дома. Вот последнюю ступень мы и рассмотрим более подробно.
На трансформаторной подстанции происходит понижение напряжения с 6кВ или10кВ, в зависимости от трансформатора, до 380В/220В. В трансформаторной подстанции, как и в обыкновенном трансформаторе, есть две части- высокая и низкая.
Подача электроэнергии в частный сектор происходит немного по другой схеме. Если в городских условиях все коммуникации (кабеля) проводят под землей, то сельской местности, в большинстве случаев, питание трансформаторных подстанций осуществляется по ЛЭП.
На трансформаторы подается высокое- 6(10) кВ напряжение, далее по проводам на частный сектор от трансформатора уходит уже низкое (относительно)-380/220В напряжение.
Примерно так выглядит схема подачи электроэнергии в наши дома.
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
Откуда в наш дом приходит электричество? Хрычева Т.П.
ЗАГАДКА Мигнёт, моргнёт, В пузырек нырнет, В пузырёк под потолок- Ночью в комнате денек!
Что использовали люди в давние времена для того, чтобы было светло?
В давние-давние времена людям по ночам светил лишь огонь костра.
Люди догадались со временем, что, если в костёр опустить палку, она загорится. Так появился факел.
Позднее в домах стали использовать палочки поменьше - лучины. Ставили лучины на специальную подставку – светец.
Со временем люди стали наливать в маленькую мисочку масло, класть туда фитиль из ниток и поджигать его. Так появились масляные лампы
А ещё позже люди придумали свечку.
Однажды один умный человек изобрёл электрическую лампочку. Она горит ярко, удобно и безопасно.
Что заставляет работать лампочку? По тропинкам я бегу, Без тропинки не могу. Где меня ребята нет, Не зажжётся в доме свет К дальним сёлам, городам Кто идёт по проводам? Светлое величество Это
Электрические заряды в природе
Э лектрический ток – это поток мельчайших заряженных частиц – электронов. Он похож на реку, только в реке течёт вода, а по проводам – электроны. Э лектрический ток вырабатывают большие электростанции.
Э лектрический ток сначала течёт по толстым высоковольтным проводам, потом по обычным проводам перетекает в наши квартиры, попадая в выключатели и розетки.
Как нам помогает электричество? Разбей на 2 группы
ЗАПОМНИ ПРАВИЛА! Уходишь из дома выключай свет и электрические приборы!
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Презентация "Откуда в наш дом приходит электричество?" к учебнику А.А. Плешакова "Окружающий мир 1 класс"
Презентация "Откуда в наш дом приходит электричество?" к учебнику А.А. Плешакова "Окружающий мир 1 класс"...
Урок окружающего мира в 1 классе "Откуда в наш дом приходит вода и куда она уходит"
Урок составлен в соответствии с требованиями ФГОС. Комплект учебников и рабочих тетрадей (автор А.А.Плешаков) по УМК "Школа России"....
Тема: «Откуда в наш дом приходит вода, и куда она уходит». Цели: Образовательные:-познакомить детей с природными источниками воды, используемой в быту;- сформировать у детей представления о том, как...
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Задачи:
Узнать, как электричество вырабатывается и поступает в дом;
Закрепить правила безопасного обращения с электроприборами
Актуальность темы : без электричества невозможна современная жизнь.
Методы исследования:
Самостоятельная сборка простейшей электрической цепи.
Экскурсии в Музей занимательных наук Эйнштейна, в Народный музей энергетики им. Л.Н. Мишина (г. Ногинск)
Виртуальная экскурсия по Музею ПАО "МОЭСК",(г. Москва)
Интервью ветерана Восточных электрических сетей.
Введение
Уважаемые Учителя, исследователи, друзья!
В современном мире без электричества нам никак нельзя.
И на конференции в конце зимы
Вашему вниманию представляем мы
Проект «Откуда в дом приходит электричество?»
Долго в комнате без света не прожить,
Без электрочайника чаю не попить,
Без машинки без стиральной пропадем,
В школу в мятой форме мы придем.
Ведь утюг, компьютер и дверной звонок
Да и школьный, что зовет всех на урок,
Без электричества работать бы не смог.
Пульт от телевизора, как и наш фонарь,
Работать не смогли,если б появились в старь.
Что ж в электрическом токе такого?
С одной стороны- помощнике, опасного другого?
Как появляется электричество? Где?
И как приходит в дом к каждой семье?-
Вот вопросы, что рассматриваем мы,
И надеемся, что станем с электричеством дружны!
Гипотеза : электричество приходит в дом разными способами.
Глава 1
Недавно к нам на урок пришел Муравьишка- Вопросик.
Это очень любознательный герой учебника по окружающему миру, составленному Андреем Анатольевичем Плешаковым.
Он задал вопрос Мудрой Черепахе: «Откуда к нам в дом приходит электричество?
На этот вопрос многие наши одноклассники ответили, что, конечно же, по проводам. Это мы узнали еще из специальных обучающих мультфильмов тетушки Совы,
Смешариков
И Фиксиков
Электрический ток чем - то похож на реку, только в реке течет вода, а по проводам текут маленькие премаленькие частицы - электроны. Электрический ток вырабатывают большие мощные электростанции. Чтобы получить электричество на таких станциях используется сила воды, солнца и ветра энергия. Электрический ток сначала течет по толстым высоковольтным проводам, потом по обычным проводам перетекает в наши квартиры, попадая в выключатели и розетки.
Нами было изучено развитие энергетики города Ногинска.
Для этого мы посетили Ветерана труда, Почетного энергетика Ногинских электрических сетей Косарева Юрия Арсеньевича.
Он нам рассказал, что первая электроподстанция Истомкино была построена в 1920 году, т.е. почти 100 лет назад.
В 1955 году в поселке «Красный электрик» была построена первая в Европе электроподстанция мощностью 500кВ.
Эти подстанции распределяют электричество, которое бежит по проводам
с Шатурской и Куйбышевской гидроэлектростанции
к трансформаторным подстанциям, которые находятся почти в каждом дворе.
Многие годы в ногинском офисе МОЭСК действует Народный музей энергетики имени Льва Николаевича Мишина, долгие годы возглавлявшего Ногинские электрические сети.
Музей известен далеко за пределами города.В декабре 2016 года его посетил губернатор Московской области Андрей Юрьевич Воробьев.
« А откуда поступает электричество в нашу школу?»- такой вопрос мы задали Письменной Татьяне Андреевне, долгое время возглавлявшей музей.
Она нам рассказала, как электричество вырабатывается Электрогорской электростанцией ГРЭС-3 имени инженера Р. Э. Классона
и бежит по толстым кабелям на электрическую подстанцию "Захарово».
Затем бежит на трансформаторную станцию в Кадетском переулке.
А оттуда уже к школе и жилым домам и школе.
Глава 3.
Нас окружает огромное количество предметов, облегчающих жизнь, работающих от батареек. Значит, в батарейках есть ток?
На этот вопрос нам ответил аниматор-экскурсовод Музея занимательных наук Эйнштейна.
Многих учёных с древних времен удивляла способность морского ската наносить удар в виде электрического разряда, но никто не мог объяснить, как удаётся этому существу накопить ток для разряда такой силы и откуда берётся ток в этой рыбе.
Итальянский химик и физик Вольта Алессандро обратил внимание на повторяющуюся комбинацию пластинок на спине ската и решил создать точный макет этой конструкции. Это был прообраз современной батарейки.
Состав современных батареек более сложный, но работают они по тому же принципу. Если к батарейке присоединить лампочку с помощью проводков, то отрицательные частички побегут к положительно заряженным частичкам стержня и зажгут лампочку.
На уроке мы повторили этот опыт. Лампочка, действительно, зажглась.
Следующее задание героев учебника нас сильно озадачило. Муравьишка предлагал нам собрать электрическую цепь из элементов электроконструктора. Как быть, если такого конструктора нет?
На помощь нам пришел старший товарищ, ученик 8 в класса Юшкин Павел. Дома он собрал электрическую цепь, а затем объяснил ее устройство и назначение.
Мы предлагаем вашему вниманию данный опыт.(Демонстрация)
Таким об-ра-зом, наша элек-три-че-ская цепь имеет сле-ду-ю-щие ос-нов-ные со-став-ные эле-мен-ты:
ис-точ-ник тока(батарейка)
по-тре-би-те-ли тока(светодиод)
ключ (вы-клю-ча-тель)
со-еди-ни-тель-ные про-во-да
Изоб-ра-зим схему со-бран-ной нами элек-три-че-ской цепи с ис-поль-зо-ва-ни-ем услов-ных обо-зна-че-ний:
Заключение
На основании исследования энергетики города и опыта по сборке электрической цепи мы делаем вывод, что электричество поступает к нам в дом двумя путями: по проводам и содержится в элементах питания, например, в батарейках.
И в заключении позвольте сказать,
Что об электробезопасности нельзя забывать.
Правила ТБ при знакомстве с электричеством соблюдали:
Баранов Илья,
Романов Иван и
Темненкова Дарья.
Источники
1.А.А Плешаков. Окружающий мир.1 класс(2014г)
2.И. Леенсон. Загадочные заряды и магниты Занимательное электричество(2006г)
3.Виртуальный музей энергетики МОЭСК
4. Народный музей энергетики имени Льва Мишина(Ногинск)
5. Музей занимательных наук Эйнштейна(Ногинск)
Электроэнергия является неотъемлемой частью нашей жизни. Каждый день мы, не задумываясь, используем множество бытовых электроприборов, не говоря уже о производстве. А откуда берется так необходимая нам электроэнергия? Ответ на этот вопрос знают даже дети: ее производят электростанции. А вот как она поступает от электростанции к нам, потребителям, знают не все. На этот вопрос мы постараемся ответить в нашей статье.
Итак, начнем с электростанций. Все знают основные виды электростанций: АЭС, ГЭС, ТЭС. Многие наверняка слышали о существовании дизельных генераторных установок и миниэлектростанций, которые все чаще используются на строительных площадках, в качестве защиты от обесточивания в больницах, а также могут обеспечить электроэнергией частный дом и т.д. В Европе для получения электроэнергии используют также энергию ветра и солнечную энергию. Ученые всего мира также работают над альтернативными видами электроэнергии, такими как реакция синтеза, электростанции на биомассе.
В нашей стране на сегодняшний день основными источниками электроэнергии являются АЭС, ГЭС и ТЭС. Более половины электроэнергии производят тепловые электростанции. Чаще всего такие электростанции располагаются в местах добычи топлива. В городах могут также использоваться теплоэлектроцентрали, которые обеспечивают город не только электроэнергией, но и горячей водой и теплом. Наиболее дешевую электроэнергию производят гидроэлектростанции.
Атомные электростанции - наиболее современные. Одним из важнейших преимуществ является тот факт, что они не привязаны к источнику сырья, а, следовательно, могут быть размещены практически в любом месте. АЭС также не загрязняют окружающую среду, при условии учета всех природных факторов и выполнения требований к их постройке.
Но вот у нас есть электростанция, которая производит электроэнергию. Что же происходит дальше? А дальше электроэнергия с электросъёмных шин и подаётся в электрическую часть электростанции, которая бывает открытого, закрытого и комбинированного типа. В электрочасти находится диспетчерский пункт управления электростанцией, автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП), коммутационные аппараты, релейная защита, контрольно - измерительные приборы и сигнализации, высоковольтные повышающие и понижающие трансформаторы, высоковольтные выключатели, сборные шины и автотрансформаторы. После преобразования энергии электричество подаётся на высоковольтную линию электропередач (ВЛЭП). Линии электропередач, предназначенные для транспортировки электроэнергии на большие расстояния, должны иметь большую пропускную способность и малые потери, и состоят из проводов, опор, крепёжной арматуры, грозозащитных тросов, а также вспомогательных устройств. По своему назначению ЛЭП подразделяются на сверхдальние, магистральные и распределительные. Основными элементами воздушных линий электропередач являются металлические опоры, которые устанавливаются на определенном расстоянии друг от друга. Они бывают анкерными, промежуточными и угловыми. Анкерные опоры устанавливают в начале и конце линии электропередач, а также в местах перехода инженерных сооружений или естественных преград. Промежуточные опоры устанавливаются на прямых участках и предназначены для поддержки проводов с допустимым провисанием 6-8 метров в населённой местности, и 5-7 метров - в не населённой. Угловые опоры устанавливаются на углах поворота линии электропередач. Специальные транспозиционные опоры устанавливаются для изменения порядка расположения на опорах, а так же для ответвления проводов от магистральной линии ВЛЭП. Для передачи электроэнергии в высоковольтных линиях электропередач применяются неизолированные провода, изготовленные из алюминия и сталеалюминия следующих марок: АН, АЖ, АКП (алюминиевые) и ВЛ, АС, АСКС, АСКП, АСК (сталеалюминевые). Провода к опорам крепятся при помощи поддерживающих или натяжных изоляторов, которые монтируются на опору подвесным способом, и крепёжной арматуры. В свою очередь изоляторы бывают фарфоровые, с покрытием из глазури, стеклянные, из закалённого стекла, и полимерные, из специальных пластических масс. Для защиты линии электропередач от молнии на опорах натягиваются грозозащитные тросы, устанавливаются разрядники, а опоры заземляются. Так как линия обычно тянется на большое расстояние, то во избежание потерь напряжения используются промежуточные подстанции с повышающими трансформаторами.
Для дальнейшего распределения электроэнергии к магистральным ВЛЭП подключаются распределительные подстанции, которые в свою очередь раздают электроэнергию на понижающие подстанции. При распределении электроэнергии от подстанции к КТП может использоваться 2 типа прокладки кабелей: воздушный и под землей. При воздушной прокладке обычно используют алюминиевые или сталемедные неизолированные провода, которые подвешиваются на опорах. При подземной прокладке используется силовой кабель с медными или алюминиевыми токопроводящими жилами и броней, которая обеспечивает надежную защиту от механических воздействий. К кабелям такого типа относятся марки, предназначенные для эксплуатации на напряжение до 35 кВ, например или (6-10 кВ), или (10-35 кВ). Если трансформаторная подстанция находится на большом расстоянии, то использование силового кабеля будет экономически не выгодным, в таком случае используется воздушная прокладка.
От понижающей подстанции по линиям электропередач энергия распределяется между КТП, которые разделяются на мачтовые и киосковые (проходные и тупиковые). Комплектные трансформаторные подстанции осуществляют понижение напряжения с 10(6) до 0,4 кВ переменного тока частотой 50 Гц и предназначены для подачи электроэнергии в частные дома, отдельные населенные пункты или небольшие промышленные объекты. В мачтовых трансформаторных подстанциях ввод и вывод кабеля осуществляется при помощи воздушных линий. КТП киоскового типа служат для тех же целей, но устанавливаются в простейшую бетонную площадку и имеют серьезное преимущество - они позволяют осуществлять ввод и отвод, как воздушным путем, так и под землей.
Для отвода воздушных линий используется самонесущие алюминиевые изолированные провода СИП, которые подвешиваются на деревянных или бетонных опорах при помощи монтажной арматуры. Такой способ прокладки распределительной линии используется в частных секторах, гаражных кооперативах или там где необходимо запитать большое количество потребителей находящихся на некотором расстоянии друг от друга. Для прокладки подземных линий используется силовой кабель с алюминиевыми или медными жилами, с изоляцией из различных материалов, экранированный, бронированный, с защитным покровом или без него. В зависимости от способа прокладки могут использоваться различные марки кабеля. Для прокладки в специальных двустенных гофрированных трубах могут использоваться силовые кабели без защитного покрова и брони, такие, как АВВГ или . Для прокладки в траншеях используются кабели с броней и защитными покровами, которые имеют хорошую защиту от физического и механического воздействия. Это такие кабели как и (с броней и защитным покровом) или и (с броней без защитного покрова). Кроме того, в зависимости от характера блуждающих токов, могут использоваться силовые кабели с различными видами экранов, которые предназначены для прокладки, как в траншеях, так и в защищенных трубах. К таким кабелям относятся марки или .
От трансформаторной подстанции электроэнергия по выбранным проводам передается на распределительные пункты, которые находятся в специально отведенных для этого комнатах (щитовых). В щитовых устанавливаются распределительные устройства, которые не только обеспечивают передачу электроэнергии в квартиры, но также осуществляют запитку этажного и аварийного освещения, лифтов, систем вентиляции, кондиционирования и систем безопасности. Распределение от электрощитовой до этажных щитов, осуществляется при помощи кабелей, которые согласно условиям пожарной безопасности должны не распространять горение и иметь низкие показатели дымо и газовыделения. К таким маркам кабелей можно отнести (алюминиевые токопроводящие жилы), (медные жилы). Для прокладки магистральной линии используется и специальные крепежные скобы, которые обеспечивают сохранность кабеля на весь срок службы. Кроме того, для подвода питания от щитовой на этажные щиты может применяться шинопровод, который имеет ряд плюсов по сравнению с кабельной магистральной линией. К ним можно отнести удобство монтажа (секции без особых проблем собираются и монтируются в нишу), меньшие габариты по сравнению с кабельной линией (секции состоят из медных или алюминиевых шин, которые зачищены металлическим корпусом), удобство дальнейшей эксплуатации. И, наконец, от этажных щитов электроэнергия поступает на счетчик либо щит учетно-распределительный щит квартиры.
