В ПОМОЩЬ ПИШУЩЕМУ НА ТЕМУ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ. ЧАСТЬ-3
Гц (Герц)
В Герцах измеряется частота, обозначается буквой «F» (число наступления какого-либо события за секунду). Ну, например, пульс человека 60 ударов в минуту, значит, частота с которой бьется сердце F=60/60=1 Гц. Виниловая пластинка при проигрывании делает 33 оборота в минуту - F=33/60=0,55 Гц. Частота обновления экрана монитора с ЭЛТ составляет 200 Гц, значит электронный пучок «пробегает» экран 200 раз в секунду.
Применительно к энергетике под частотой понимают частоту переменного электрического тока в энергосистеме. Или еще говорят «промышленная частота». У нас и в Европе частота 50 Гц. В США и Японии 60 Гц. Что это значит? Это значит, 50 раз в секунду электрический ток течет с возрастанием-убыванием (по синусоиде) в одну сторону, 50 раз в другую. Несколько слов, почему промышленная частота именно 50 или 60 Гц. Просто частота у тока появляется из-за вращения ротора генератора. Если увеличивать частоту вращения ротора (и соответственно частоту в энергосистеме), нужно делать конструкцию генератора более прочной. А увеличивать прочность до бесконечности нельзя, у любых конструкционных материалов есть предел. Короче 50-60 Гц это равновесие многих технических ограничений.
Когда с частотой проблем нет, нет и упоминаний в журналистских материалах об этой величине. Но так может быть далеко не всегда. К чему может привести отклонение частоты от номинала (у нас 50 Гц)? К серьезной аварии! Когда частота выше номинальных 50 Гц, на вращающийся ротор генератора и турбины действуют центробежные силы большей величины, чем заложено в их конструкции. Это может привести к их разрушению. Конечно, есть автоматика. Если F достигнет значения 55 Гц, агрегат автоматически отключится от сети, чтобы не допустить повреждений. Если частота ниже 50 Гц, происходит снижение производительности всех электрических двигателей (снижение частоты их вращения), подключенных к энергосистеме - и тех которые обеспечивают работу эскалаторов в супермаркете, и тех, которые вращают конвейерную ленту на заводе, и тех, которые обеспечивают технологический процесс производства электроэнергии на электростанциях. Последнее - самое опасное. Снижается частота, снижается выработка электроэнергии, что приводит к еще большему снижению частоты, в результате - электростанции могут просто «встать на ноль» (если частота снизится до 45 Гц), это полное погашение, как говорится blackout. Конечно, и здесь есть автоматика. Чтобы не допустить глубокого снижения частоты автоматически отключается часть потребителей, в том числе «бытовых». Вышеописанное это конечно крайние случаи аварий. Но частота может отклоняться и на меньшие величины. Это тоже плохо. И в энергосистеме предусмотрены автоматики, позволяющие этого избежать. Вот здесь я немного расписал, как это работает, кому интересно, читайте.
Еще немного теории (терпите, раз уж до сюда дошли). Частота в системе, значением ровно 50 Гц может быть только в одном случае - если в каждый момент времени генерируется ровно столько активной мощности, сколько потребляется. При нарушении этого баланса, частоту «уводит» в одну или другую сторону, а это ведет к аварии. Представьте себе любое другое предприятие (мебельную фабрику, хлебопекарню, автомобильный завод) и ту же задачу - каждую долю секунды производить ровно столько продукции, сколько необходимо потребителям. Вот видите, какое сложное у энергетиков производство. Что здесь интересного - если частота выше 50 Гц, значит, генераторы вырабатывают мощность большую, чем мощность всех потребителей, ну это лечится просто - снижается выработка на электростанциях, да и все. Если частота ниже 50 Гц - мощность потребления больше, чем генерируемая мощность. И если частота все время ниже 50 Гц, значит в энергосистеме дефицит мощности. Не построили вовремя электростанций - это большая проблема.
Сегодня качественную частоту 50 Гц нам обеспечивает Россия. Именно там находятся быстродействующие регуляторы частоты с воздействием на российские станции. Когда вы включаете утюг, где-то далеко в России генератор загружается на дополнительных 1,5 кВт, и наоборот (это немного упрощенно, но по большей части так). Ни в ЕЭС Казахстана, ни в энергосистемах Центральной Азии, на сегодняшний день, нет систем, позволяющих держать частоту «в струнку» на уровне 50 Гц. Если мы отделимся от России (электрически), частота у нас будет «гулять», а это очень плохо.
И еще одно - частота это глобальный фактор. Она одинакова везде в энергосистеме. И в Казахстане и по всей России (той части, что входит в ЕЭС) она одинакова в один и тот же момент времени. Если в какой-то части частота стала другой, значит эта часть электрически отсоединилась (из-за аварии или по другим причинам) и работает от основной энергосистемы изолировано.
Только не говорите мне: «Папа, а с кем это ты сейчас разговаривал?». Шучу, конечно:) Идем дальше.
ЕЭС - Единая Электроэнергетическая система. Это совокупность электростанций, подстанций и линий электропередачи, связанные единым общим технологическим режимом работы. Короче, все, что работает «параллельно» и взаимосвязано (все, что соединено между собой линиями электропередачи) составляет ЕЭС. И хотя есть ЕЭС Казахстана и есть ЕЭС России, на самом деле это больше политическое деление, «электрически» все это одна энергосистема, которая раньше называлось ЕЭС СССР. А вот, например энергосистема Австралии в нашу ЕЭС не входит, поскольку не связана с нами линиями электропередачи.
КЛ - кабельная линия электропередачи - под землей прокладывается кабель, конечно с мощной изоляцией. По стоимости КЛ намного дороже ВЛ, поэтому в СССР, было принято прокладывать КЛ только внутри населенных пунктов, чтобы не уродовать внешний вид. Такой дикости, как в других странах, когда все кишки по улицам размотаны, у нас не встретишь.
Самая первая кабельная линия была предназначена не для передачи электроэнергии, а для передачи сигналов. В 1843 году конгресс США объявил тендер на постройку экспериментальной телеграфной линии, который выиграл Морзе (известный нам по «азбуке Морзе»), так вот линию решили прокладывать под землей. Однако, из-за того, что компаньон Морзе решил сэкономить на изоляции для проводов, вместо линии получилось одно сплошное короткое замыкание (такие ситуации случаются и сегодня, когда коммерсанты начинают управлять технарями). А денег уже было потрачено более чем достаточно. Инженер Корнелл, участвующий в проекте предложил такой выход из ситуации - расставить вдоль трассы столбы, и развесить прямо на этих столбах оголенные телеграфные провода, используя в качестве изоляторов горлышки от стеклянных бутылок. Так появилась воздушная телеграфная линия, электрическая ВЛ - практически ее копия, причем даже сегодня принципиально конструкция не изменилась.
ВЛ - воздушная линия электропередачи. Служит для передачи электроэнергии по проводам, которые подвешены к опоре посредством изоляторов. Чем выше рабочее напряжение ВЛ, тем выше опоры и больше количество изоляторов в гирлянде. На ВЛ-6,10 кВ всего один изолятор, на ВЛ-35 кВ - 2 изолятора, на ВЛ-110 кВ - 6 изоляторов, ВЛ-220 кВ - 12 изоляторов, ВЛ-500 кВ - 24 изолятора, так что по внешнему виду не трудно определить рабочее напряжение ВЛ.
ГЭС - гидроэлектрическая станция (еще может расшифровываться как гидравлическая электростанция, старайтесь не употреблять просторечное «гидростанция» - на мой взгляд, звучит пошловато). ГЭС - это электростанция, на которой электроэнергию получают преобразованием энергии воды (поток воды крутит турбину). Крупных ГЭС в Казахстане не много. Если сравнивать по мощности, то все ГЭС составят не более 10% от всех генерирующих мощностей в ЕЭС. Это плохо. Для того чтобы энергосистема была самодостаточной, необходимо иметь хотя бы 20-30% ГЭС в системе, но что поделаешь - водных ресурсов маловато. Достоинство ГЭС - высокая маневренность. Такие станции могут быстро набрать нагрузку и также быстро ее сбрасывать (это необходимо для точного регулирования частоты на уровне 50 Гц). Какие у нас есть ГЭС?
Капшагайская ГЭС, которая берет воду из Капшагайского водохранилища, в которое впадает река Или. На Капшагайской ГЭС установлено 4 генератора по 100 МВт каждый. Правда больше 2-х генераторов практически никогда не работает. Это связано с тем, что пуск на «всю катушку» этой ГЭС приведет к подтоплению территорий, находящихся ниже КапГЭС. Правда в планах есть строительство Кербулакской ГЭС мощностью 50 МВт (контррегулятор КапГЭС), основное назначение которой - не допустить подтопления, что позволит увеличить выработку электроэнергии на КапГЭС. Мне рассказывали историю, как принимали решение о строительстве КапГЭС (уж не знаю, правда, или нет - рассказывал один московский дедушка). Москва была против строительства КапГЭС (в основном ученые). Дело в том, что для создания КапГЭС нужно было затопить внушительные территории. Так вот, москвичи подсчитали, что если сжигать траву, которая на этих затопленных территориях растет, то можно получить еще больше электроэнергии, чем от самой ГЭС (если построить тепловую электростанцию). К тому же в СССР были планы строить электростанции в Экибастузе и тянуть мощную линию на Юг (постоянного тока напряжением 1 500 кВ - еще один несостоявшийся рекорд), так, что особой надобности в КапГЭС на перспективу не было. Однако на решении настоял Шафик Чокин - Президент Академии Наук КазССР, основатель КазНИИ Энергетики. А у Москвы, как мне рассказали, был такой принцип - если Республика сильно настаивает, надо найти возможность и сделать (даже если кому-то кажется, что это деньги на ветер). Так, что если бы не Шафик Чокинович, ситуация с электроснабжением Алматы была бы сегодня аховая. Кстати скоро должны достроить Мойнакскую ГЭС (Алматинская область), установленной мощностью 300 МВт (строительство началось еще при СССР).
Далее. Алтайский каскад ГЭС (электростанции стоят каскадом - одна, ниже другой по течению реки): Усть-Каменогорская ГЭС (300 МВт), Бухтарминская ГЭС (600 МВт), Шульбинская ГЭС (700 МВт) - все это на реке Иртыш в ВКО. Вот и все крупные ГЭС в Казахстане.
Остальное - «мелочевка», вроде Алматинского каскада ГЭС (30 МВт), который «работает» на воде Большого Алматинского Озера (кто ходил на озеро, должен помнить трубу, именно по ней и отводится вода к этим небольшим ГЭС).
ГРЭС - Государственная Районная Электростанция. Например, Экибастузская ГРЭС-1 - самая мощная электростанция Казахстана. ГРЭС - это старое название, сохранившееся с советских времен. На самом деле то же, что и ТЭС, по принципу действия, просто по плану ГОЭЛРО, вся территория была разбита на районы электрификации, центром которых была районная электростанция, в дальнейшем этот принцип сохранялся.
КЭС - конденсационная электростанция, это электростанция, на которой электроэнергию добывают сжиганием угля, газа, мазута (при сжигании всего этого образуется тепло, которое превращает воду в пар, а пар в свою очередь, крутит паровую турбину). Из угольных станций у нас есть Экибастузские ГРЭС-1 (4 000 МВт), ГРЭС-2 (1 000 МВт, на этой электростанции находится самая высокая труба, которую когда-либо строило человечество - 420 м), ЕЭК (бывшая Ермаковская ГРЭС - 2 000 МВт), Карагандинские ГРЭС-1, ГРЭС-2; есть еще Жамбылская ГРЭС (1 200 МВт) - работает на узбекском газе или нашем мазуте (считалась самой чистой КЭС в СССР, еще для сведения - в России более половины всех электростанций работают на газе). Вот и все КЭС в Казахстане. Территориально КЭС располагаются либо максимально близко к источникам топлива, либо наиболее близко к крупным промышленным потребителям.
ТЭЦ - теплоэлектроцентраль. Основное назначение ТЭЦ - комбинированное обеспечение потребителей теплом и электроэнергией, что позволяет повысить КПД такой электростанции до 60% (КПД КЭС составляет максимально 45%). Устройство ТЭЦ отличается от КЭС только тем, что пар, после выхода из турбины уходит потребителям (в систему отопления и горячего водоснабжения), в то время как на ТЭС пар охлаждается, превращается снова в воду, и опять в котел. Территориально ТЭЦ всегда расположены непосредственно в населенных пунктах и по сравнению с КЭС генерируют много меньшую мощность.
АЭС - атомная электростанция. Отличается от ТЭС только тем, что воду греют не в котле, путем сжигания органических энергоносителей, а в реакторе, за счет ядерных реакций в топливе. Раньше в Казахстане была только одна АЭС - Шевченковская АЭС, в г.Актау (ранее г.Шевченко). Основная задача этой АЭС была наработка оружейного плутония, но попутно решалась задача электроснабжения, и самое главное опреснения морской воды для нужд населения (источников пресной воды в регионе нет). В 1997 году начался вывод реактора из эксплуатации, который закончится в 2047 году. В настоящее время электростанция работает на газе и называется МАЭК - Мангистауский атомный энергокомбинат. Есть еще одна небольшая научная ядерная установка в Казахстане - атомный реактор в Институте Ядерной Физики (введен в эксплуатацию в 1967 году), недалеко от Алматы, но эта установка тепловой мощностью 10 МВт не в счет (обеспечивала теплом прилегающий поселок ядерщиков - Молодежный). До 1988 года установка работала постоянно, но после Чернобыля, работает не более 2-х недель в году. Преимущество АЭС перед тепловыми станциями - низкие затраты на транспортировку топлива (за неделю работы ядерный реактор электрической мощностью 1000 МВт «сжигает» около 5 кг топлива, а паровой котел той же мощности 20 000-50 000 тонн в зависимости от типа угля), в отличие от ТЭС - низкое загрязнение территории (золу от наших Экибастузских ГРЭС нашли в Антарктиде, еще слышал, что Монголия пыталась вкатить иск СССР - зола от Экибастузских ГРЭС попадала на монгольские пастбища, у животных стачивались зубы и они умирали от голода Монголия несла убытки). Недостатки АЭС - вывод из эксплуатации - длительная процедура и стоит столько же, сколько возведение станции.
ПС - подстанция. Все линии электропередачи (ЛЭП) начинаются и заканчиваются подстанциями. На подстанцию может «приходить» сразу несколько ЛЭП. Одной из функций ПС является трансформация напряжений, посредством трансформатора, который там установлен.
ТП - трансформаторная подстанция. Как правило, так обозначают небольшие потребительские подстанции. Например, во многих городских дворах стоят ТП, или как их еще называют жители «трансформаторные будки». ТП имеет 4-значный номер (в небольших городах - 3-значный), причем первая цифра - это номер РЭС (районной электросети), которая обслуживает данную ТП. Так, что если свет погас во всем доме, надо только узнать номер ТП во дворе дома, и через справочную выяснить телефон диспетчера конкретной РЭС (потом, конечно, позвонить диспетчеру и назвать полный номер ТП, чтобы он знал, куда высылать бригаду ремонтников).
Турбина - турбина бывает паровая или гидравлическая. Паровая турбина представляет собой множество лопаток, в несколько рядов, насаженных на вал. Пар, проходя через паровую турбину, вращает ее. Гидравлическая турбина (или гидротурбина) приводится во вращение потоком воды. Как правило, паровые турбины вращаются намного быстрее гидротурбин.
Генератор - источник электроэнергии. Вал турбины (паровой или гидротурбины) соединен с валом генератора. Таким образом, турбина приводит во вращение ротор генератора (вращающуюся часть генератора). Турбогенераторы - генераторы, устанавливаемые на тепловых станциях (ТЭС, ТЭЦ или АЭС), так называются из-за высокой скорости вращения. Гидрогенератор - устанавливается на ГЭС. И Гидрогенератор и Гидротурбина, это не серийный продукт. На каждой ГЭС они совершенно разные по размерам (все речки разные), поэтому дольше изготавливаются и дороже стоят.
Трансформатор - это именно то устройство, которое изменяет напряжение в сети - повышает или понижает.
ГОЭЛРО - ГОсударственная комиссия по ЭЛектрификации РОссии - проект масштабной электрификации России, принятый в декабре 1920 года (интересно, что в 1921 году ГОЭЛРО была преобразована в ГосПлан). Так вот, проект предусматривал увеличение генерирующих мощностей за 10 лет в 4,5 раза. Всемирно известный фантаст Герберт Уэллс, посетивший Россию в 1920 году, считал этот план утопией. «Такие проекты электрификации осуществляются сейчас в Голландии, они обсуждаются в Англии, и можно легко представить себе, что в этих густонаселенных странах с высокоразвитой промышленностью электрификация окажется успешной, рентабельной и вообще благотворной. Но осуществление таких проектов в России можно представить себе только с помощью сверхфантазии», - написал Уэллс в очерке «Россия во мгле». Каково же было его удивление, когда через 10 лет после начала реализации ГОЭЛРО, генерирующие мощности выросли не в 4,5, а в 7 раз! Успешное выполнение этого проекта это первая победа энергетиков и всего нашего народа.
Несмотря на то, что в Казахстане «День Энергетика» сдвинут на третье воскресенье декабря (также как и в других Республиках СССР), энергетики все равно праздновали, празднуют и будут праздновать «свой день», как и положено 22 декабря, эта дата, в отличие от официальной, не обезличена, а привязана к конкретному историческому событию - началу отсчета всей нашей энергетики.
В Казахстане по плану ГОЭЛРО в 1928 году была построена Хариузовская ГЭС (мощностью 3 МВт, в те времена это было не слабо) на реке Громотуха в районе г. Риддер. Хариузовская ГЭС стала первой электростанцией построенной в советском Казахстане и второй ГЭС, построенной в СССР. Кстати, работает до сих пор (неплохо строили, согласны?), правда ее мощность составляет теперь около 7 МВт.
В Герцах измеряется частота, обозначается буквой «F» (число наступления какого-либо события за секунду). Ну, например, пульс человека 60 ударов в минуту, значит, частота с которой бьется сердце F=60/60=1 Гц. Виниловая пластинка при проигрывании делает 33 оборота в минуту - F=33/60=0,55 Гц. Частота обновления экрана монитора с ЭЛТ составляет 200 Гц, значит электронный пучок «пробегает» экран 200 раз в секунду.
Применительно к энергетике под частотой понимают частоту переменного электрического тока в энергосистеме. Или еще говорят «промышленная частота». У нас и в Европе частота 50 Гц. В США и Японии 60 Гц. Что это значит? Это значит, 50 раз в секунду электрический ток течет с возрастанием-убыванием (по синусоиде) в одну сторону, 50 раз в другую. Несколько слов, почему промышленная частота именно 50 или 60 Гц. Просто частота у тока появляется из-за вращения ротора генератора. Если увеличивать частоту вращения ротора (и соответственно частоту в энергосистеме), нужно делать конструкцию генератора более прочной. А увеличивать прочность до бесконечности нельзя, у любых конструкционных материалов есть предел. Короче 50-60 Гц это равновесие многих технических ограничений.
Когда с частотой проблем нет, нет и упоминаний в журналистских материалах об этой величине. Но так может быть далеко не всегда. К чему может привести отклонение частоты от номинала (у нас 50 Гц)? К серьезной аварии! Когда частота выше номинальных 50 Гц, на вращающийся ротор генератора и турбины действуют центробежные силы большей величины, чем заложено в их конструкции. Это может привести к их разрушению. Конечно, есть автоматика. Если F достигнет значения 55 Гц, агрегат автоматически отключится от сети, чтобы не допустить повреждений. Если частота ниже 50 Гц, происходит снижение производительности всех электрических двигателей (снижение частоты их вращения), подключенных к энергосистеме - и тех которые обеспечивают работу эскалаторов в супермаркете, и тех, которые вращают конвейерную ленту на заводе, и тех, которые обеспечивают технологический процесс производства электроэнергии на электростанциях. Последнее - самое опасное. Снижается частота, снижается выработка электроэнергии, что приводит к еще большему снижению частоты, в результате - электростанции могут просто «встать на ноль» (если частота снизится до 45 Гц), это полное погашение, как говорится blackout. Конечно, и здесь есть автоматика. Чтобы не допустить глубокого снижения частоты автоматически отключается часть потребителей, в том числе «бытовых». Вышеописанное это конечно крайние случаи аварий. Но частота может отклоняться и на меньшие величины. Это тоже плохо. И в энергосистеме предусмотрены автоматики, позволяющие этого избежать. Вот здесь я немного расписал, как это работает, кому интересно, читайте.
Еще немного теории (терпите, раз уж до сюда дошли). Частота в системе, значением ровно 50 Гц может быть только в одном случае - если в каждый момент времени генерируется ровно столько активной мощности, сколько потребляется. При нарушении этого баланса, частоту «уводит» в одну или другую сторону, а это ведет к аварии. Представьте себе любое другое предприятие (мебельную фабрику, хлебопекарню, автомобильный завод) и ту же задачу - каждую долю секунды производить ровно столько продукции, сколько необходимо потребителям. Вот видите, какое сложное у энергетиков производство. Что здесь интересного - если частота выше 50 Гц, значит, генераторы вырабатывают мощность большую, чем мощность всех потребителей, ну это лечится просто - снижается выработка на электростанциях, да и все. Если частота ниже 50 Гц - мощность потребления больше, чем генерируемая мощность. И если частота все время ниже 50 Гц, значит в энергосистеме дефицит мощности. Не построили вовремя электростанций - это большая проблема.
Сегодня качественную частоту 50 Гц нам обеспечивает Россия. Именно там находятся быстродействующие регуляторы частоты с воздействием на российские станции. Когда вы включаете утюг, где-то далеко в России генератор загружается на дополнительных 1,5 кВт, и наоборот (это немного упрощенно, но по большей части так). Ни в ЕЭС Казахстана, ни в энергосистемах Центральной Азии, на сегодняшний день, нет систем, позволяющих держать частоту «в струнку» на уровне 50 Гц. Если мы отделимся от России (электрически), частота у нас будет «гулять», а это очень плохо.
И еще одно - частота это глобальный фактор. Она одинакова везде в энергосистеме. И в Казахстане и по всей России (той части, что входит в ЕЭС) она одинакова в один и тот же момент времени. Если в какой-то части частота стала другой, значит эта часть электрически отсоединилась (из-за аварии или по другим причинам) и работает от основной энергосистемы изолировано.
Только не говорите мне: «Папа, а с кем это ты сейчас разговаривал?». Шучу, конечно:) Идем дальше.
ЕЭС - Единая Электроэнергетическая система. Это совокупность электростанций, подстанций и линий электропередачи, связанные единым общим технологическим режимом работы. Короче, все, что работает «параллельно» и взаимосвязано (все, что соединено между собой линиями электропередачи) составляет ЕЭС. И хотя есть ЕЭС Казахстана и есть ЕЭС России, на самом деле это больше политическое деление, «электрически» все это одна энергосистема, которая раньше называлось ЕЭС СССР. А вот, например энергосистема Австралии в нашу ЕЭС не входит, поскольку не связана с нами линиями электропередачи.
КЛ - кабельная линия электропередачи - под землей прокладывается кабель, конечно с мощной изоляцией. По стоимости КЛ намного дороже ВЛ, поэтому в СССР, было принято прокладывать КЛ только внутри населенных пунктов, чтобы не уродовать внешний вид. Такой дикости, как в других странах, когда все кишки по улицам размотаны, у нас не встретишь.
Самая первая кабельная линия была предназначена не для передачи электроэнергии, а для передачи сигналов. В 1843 году конгресс США объявил тендер на постройку экспериментальной телеграфной линии, который выиграл Морзе (известный нам по «азбуке Морзе»), так вот линию решили прокладывать под землей. Однако, из-за того, что компаньон Морзе решил сэкономить на изоляции для проводов, вместо линии получилось одно сплошное короткое замыкание (такие ситуации случаются и сегодня, когда коммерсанты начинают управлять технарями). А денег уже было потрачено более чем достаточно. Инженер Корнелл, участвующий в проекте предложил такой выход из ситуации - расставить вдоль трассы столбы, и развесить прямо на этих столбах оголенные телеграфные провода, используя в качестве изоляторов горлышки от стеклянных бутылок. Так появилась воздушная телеграфная линия, электрическая ВЛ - практически ее копия, причем даже сегодня принципиально конструкция не изменилась.
ВЛ - воздушная линия электропередачи. Служит для передачи электроэнергии по проводам, которые подвешены к опоре посредством изоляторов. Чем выше рабочее напряжение ВЛ, тем выше опоры и больше количество изоляторов в гирлянде. На ВЛ-6,10 кВ всего один изолятор, на ВЛ-35 кВ - 2 изолятора, на ВЛ-110 кВ - 6 изоляторов, ВЛ-220 кВ - 12 изоляторов, ВЛ-500 кВ - 24 изолятора, так что по внешнему виду не трудно определить рабочее напряжение ВЛ.
ГЭС - гидроэлектрическая станция (еще может расшифровываться как гидравлическая электростанция, старайтесь не употреблять просторечное «гидростанция» - на мой взгляд, звучит пошловато). ГЭС - это электростанция, на которой электроэнергию получают преобразованием энергии воды (поток воды крутит турбину). Крупных ГЭС в Казахстане не много. Если сравнивать по мощности, то все ГЭС составят не более 10% от всех генерирующих мощностей в ЕЭС. Это плохо. Для того чтобы энергосистема была самодостаточной, необходимо иметь хотя бы 20-30% ГЭС в системе, но что поделаешь - водных ресурсов маловато. Достоинство ГЭС - высокая маневренность. Такие станции могут быстро набрать нагрузку и также быстро ее сбрасывать (это необходимо для точного регулирования частоты на уровне 50 Гц). Какие у нас есть ГЭС?
Капшагайская ГЭС, которая берет воду из Капшагайского водохранилища, в которое впадает река Или. На Капшагайской ГЭС установлено 4 генератора по 100 МВт каждый. Правда больше 2-х генераторов практически никогда не работает. Это связано с тем, что пуск на «всю катушку» этой ГЭС приведет к подтоплению территорий, находящихся ниже КапГЭС. Правда в планах есть строительство Кербулакской ГЭС мощностью 50 МВт (контррегулятор КапГЭС), основное назначение которой - не допустить подтопления, что позволит увеличить выработку электроэнергии на КапГЭС. Мне рассказывали историю, как принимали решение о строительстве КапГЭС (уж не знаю, правда, или нет - рассказывал один московский дедушка). Москва была против строительства КапГЭС (в основном ученые). Дело в том, что для создания КапГЭС нужно было затопить внушительные территории. Так вот, москвичи подсчитали, что если сжигать траву, которая на этих затопленных территориях растет, то можно получить еще больше электроэнергии, чем от самой ГЭС (если построить тепловую электростанцию). К тому же в СССР были планы строить электростанции в Экибастузе и тянуть мощную линию на Юг (постоянного тока напряжением 1 500 кВ - еще один несостоявшийся рекорд), так, что особой надобности в КапГЭС на перспективу не было. Однако на решении настоял Шафик Чокин - Президент Академии Наук КазССР, основатель КазНИИ Энергетики. А у Москвы, как мне рассказали, был такой принцип - если Республика сильно настаивает, надо найти возможность и сделать (даже если кому-то кажется, что это деньги на ветер). Так, что если бы не Шафик Чокинович, ситуация с электроснабжением Алматы была бы сегодня аховая. Кстати скоро должны достроить Мойнакскую ГЭС (Алматинская область), установленной мощностью 300 МВт (строительство началось еще при СССР).
Далее. Алтайский каскад ГЭС (электростанции стоят каскадом - одна, ниже другой по течению реки): Усть-Каменогорская ГЭС (300 МВт), Бухтарминская ГЭС (600 МВт), Шульбинская ГЭС (700 МВт) - все это на реке Иртыш в ВКО. Вот и все крупные ГЭС в Казахстане.
Остальное - «мелочевка», вроде Алматинского каскада ГЭС (30 МВт), который «работает» на воде Большого Алматинского Озера (кто ходил на озеро, должен помнить трубу, именно по ней и отводится вода к этим небольшим ГЭС).
ГРЭС - Государственная Районная Электростанция. Например, Экибастузская ГРЭС-1 - самая мощная электростанция Казахстана. ГРЭС - это старое название, сохранившееся с советских времен. На самом деле то же, что и ТЭС, по принципу действия, просто по плану ГОЭЛРО, вся территория была разбита на районы электрификации, центром которых была районная электростанция, в дальнейшем этот принцип сохранялся.
КЭС - конденсационная электростанция, это электростанция, на которой электроэнергию добывают сжиганием угля, газа, мазута (при сжигании всего этого образуется тепло, которое превращает воду в пар, а пар в свою очередь, крутит паровую турбину). Из угольных станций у нас есть Экибастузские ГРЭС-1 (4 000 МВт), ГРЭС-2 (1 000 МВт, на этой электростанции находится самая высокая труба, которую когда-либо строило человечество - 420 м), ЕЭК (бывшая Ермаковская ГРЭС - 2 000 МВт), Карагандинские ГРЭС-1, ГРЭС-2; есть еще Жамбылская ГРЭС (1 200 МВт) - работает на узбекском газе или нашем мазуте (считалась самой чистой КЭС в СССР, еще для сведения - в России более половины всех электростанций работают на газе). Вот и все КЭС в Казахстане. Территориально КЭС располагаются либо максимально близко к источникам топлива, либо наиболее близко к крупным промышленным потребителям.
ТЭЦ - теплоэлектроцентраль. Основное назначение ТЭЦ - комбинированное обеспечение потребителей теплом и электроэнергией, что позволяет повысить КПД такой электростанции до 60% (КПД КЭС составляет максимально 45%). Устройство ТЭЦ отличается от КЭС только тем, что пар, после выхода из турбины уходит потребителям (в систему отопления и горячего водоснабжения), в то время как на ТЭС пар охлаждается, превращается снова в воду, и опять в котел. Территориально ТЭЦ всегда расположены непосредственно в населенных пунктах и по сравнению с КЭС генерируют много меньшую мощность.
АЭС - атомная электростанция. Отличается от ТЭС только тем, что воду греют не в котле, путем сжигания органических энергоносителей, а в реакторе, за счет ядерных реакций в топливе. Раньше в Казахстане была только одна АЭС - Шевченковская АЭС, в г.Актау (ранее г.Шевченко). Основная задача этой АЭС была наработка оружейного плутония, но попутно решалась задача электроснабжения, и самое главное опреснения морской воды для нужд населения (источников пресной воды в регионе нет). В 1997 году начался вывод реактора из эксплуатации, который закончится в 2047 году. В настоящее время электростанция работает на газе и называется МАЭК - Мангистауский атомный энергокомбинат. Есть еще одна небольшая научная ядерная установка в Казахстане - атомный реактор в Институте Ядерной Физики (введен в эксплуатацию в 1967 году), недалеко от Алматы, но эта установка тепловой мощностью 10 МВт не в счет (обеспечивала теплом прилегающий поселок ядерщиков - Молодежный). До 1988 года установка работала постоянно, но после Чернобыля, работает не более 2-х недель в году. Преимущество АЭС перед тепловыми станциями - низкие затраты на транспортировку топлива (за неделю работы ядерный реактор электрической мощностью 1000 МВт «сжигает» около 5 кг топлива, а паровой котел той же мощности 20 000-50 000 тонн в зависимости от типа угля), в отличие от ТЭС - низкое загрязнение территории (золу от наших Экибастузских ГРЭС нашли в Антарктиде, еще слышал, что Монголия пыталась вкатить иск СССР - зола от Экибастузских ГРЭС попадала на монгольские пастбища, у животных стачивались зубы и они умирали от голода Монголия несла убытки). Недостатки АЭС - вывод из эксплуатации - длительная процедура и стоит столько же, сколько возведение станции.
ПС - подстанция. Все линии электропередачи (ЛЭП) начинаются и заканчиваются подстанциями. На подстанцию может «приходить» сразу несколько ЛЭП. Одной из функций ПС является трансформация напряжений, посредством трансформатора, который там установлен.
ТП - трансформаторная подстанция. Как правило, так обозначают небольшие потребительские подстанции. Например, во многих городских дворах стоят ТП, или как их еще называют жители «трансформаторные будки». ТП имеет 4-значный номер (в небольших городах - 3-значный), причем первая цифра - это номер РЭС (районной электросети), которая обслуживает данную ТП. Так, что если свет погас во всем доме, надо только узнать номер ТП во дворе дома, и через справочную выяснить телефон диспетчера конкретной РЭС (потом, конечно, позвонить диспетчеру и назвать полный номер ТП, чтобы он знал, куда высылать бригаду ремонтников).
Турбина - турбина бывает паровая или гидравлическая. Паровая турбина представляет собой множество лопаток, в несколько рядов, насаженных на вал. Пар, проходя через паровую турбину, вращает ее. Гидравлическая турбина (или гидротурбина) приводится во вращение потоком воды. Как правило, паровые турбины вращаются намного быстрее гидротурбин.
Генератор - источник электроэнергии. Вал турбины (паровой или гидротурбины) соединен с валом генератора. Таким образом, турбина приводит во вращение ротор генератора (вращающуюся часть генератора). Турбогенераторы - генераторы, устанавливаемые на тепловых станциях (ТЭС, ТЭЦ или АЭС), так называются из-за высокой скорости вращения. Гидрогенератор - устанавливается на ГЭС. И Гидрогенератор и Гидротурбина, это не серийный продукт. На каждой ГЭС они совершенно разные по размерам (все речки разные), поэтому дольше изготавливаются и дороже стоят.
Трансформатор - это именно то устройство, которое изменяет напряжение в сети - повышает или понижает.
ГОЭЛРО - ГОсударственная комиссия по ЭЛектрификации РОссии - проект масштабной электрификации России, принятый в декабре 1920 года (интересно, что в 1921 году ГОЭЛРО была преобразована в ГосПлан). Так вот, проект предусматривал увеличение генерирующих мощностей за 10 лет в 4,5 раза. Всемирно известный фантаст Герберт Уэллс, посетивший Россию в 1920 году, считал этот план утопией. «Такие проекты электрификации осуществляются сейчас в Голландии, они обсуждаются в Англии, и можно легко представить себе, что в этих густонаселенных странах с высокоразвитой промышленностью электрификация окажется успешной, рентабельной и вообще благотворной. Но осуществление таких проектов в России можно представить себе только с помощью сверхфантазии», - написал Уэллс в очерке «Россия во мгле». Каково же было его удивление, когда через 10 лет после начала реализации ГОЭЛРО, генерирующие мощности выросли не в 4,5, а в 7 раз! Успешное выполнение этого проекта это первая победа энергетиков и всего нашего народа.
Несмотря на то, что в Казахстане «День Энергетика» сдвинут на третье воскресенье декабря (также как и в других Республиках СССР), энергетики все равно праздновали, празднуют и будут праздновать «свой день», как и положено 22 декабря, эта дата, в отличие от официальной, не обезличена, а привязана к конкретному историческому событию - началу отсчета всей нашей энергетики.
В Казахстане по плану ГОЭЛРО в 1928 году была построена Хариузовская ГЭС (мощностью 3 МВт, в те времена это было не слабо) на реке Громотуха в районе г. Риддер. Хариузовская ГЭС стала первой электростанцией построенной в советском Казахстане и второй ГЭС, построенной в СССР. Кстати, работает до сих пор (неплохо строили, согласны?), правда ее мощность составляет теперь около 7 МВт.