Опубликовано

Электричество и окружающая среда

Содержание

Электротехнический-портал.рф

1.5.1. Экологический аспект производства и передачи электроэнергии

Выработка электроэнергии сопряжена с отрицательными воздействиями на окружающую среду. Энергетические объекты по степени влияния принадлежат к числу наиболее интенсивно воздействующих на окружающую среду планеты. Объекты электроэнергетики, прежде всего ТЭС, воздействуют на атмосферный воздух выбросами загрязняющих веществ, на природные воды — сбросами в водные объекты загрязненных сточных вод, используют значительное количество водных и земельных ресурсов, загрязняют окружающие территории золошлаковыми отходами. Масштабы этого воздействия в России более детально охарактеризованы в 11.8. Что касается передачи электроэнергии по линиям электропередач, то по сравнению с перевозкой разных видов топлива и их перекачкой по системам трубопроводов она экологически безопасна.

На современном этапе проблема взаимодействия энергетических объектов и окружающей среды приобрела новые черты, оказывая влияние на огромные территории, реки и озера, атмосферу и гидросферу Земли. Более значительные объемы энергопотребления в обозримом будущем предопределяют дальнейшее расширение области воздействия на все компоненты окружающей среды в глобальных масштабах.

С ростом единичных мощностей блоков, электрических станций и энергетических систем, удельных и суммарных уровней энергопотребления возникла задача ограничения загрязняющих выбросов в воздушный и водный бассейны, а также более полного использования их естественной рассеивающей способности. Ранее при выборе способов получения электрической и тепловой энергии, путей комплексного решения проблем энергетики, водного хозяйства, транспорта, установления основных параметров объектов (тип и мощность станции, объем водохранилища и др.) руководствовались в первую очередь минимизацией экономических затрат. В настоящее время на первый план выдвигаются вопросы оценки возможных последствий возведения и эксплуатации объектов энергетики на окружающую среду.

Принято выделять три уровня экологических ограничений:

  • локальный — нормативы абсолютных и удельных экологических показателей работы энергопредприятия;
  • региональный —ограничения на трансграничные потоки выбросов SO2 и NOx энергопредприятий, расположенных на европейской территории России;
  • глобальный уровень — ограничения на валовый выброс парниковых газов (СО2).

Отнесение выбросов парниковых газов к разряду экологических проблем всегда было дискуссионным, поскольку CO2 не является загрязнителем окружающей среды. Существуют его естественная и антропогенная эмиссии. Влияние антропогенной эмиссии на глобальное потепление, да и сам факт глобального потепления, вызывал многочисленные споры. В 2005–2006 гг. работы Межправительственной группы экспертов по изменению климата убедительно доказали факт глобального потепления и его зависимость от антропогенной эмиссии СО2.

Реализация «Рамочной Конвенции ООН об изменении климата» и Киотского протокола к ней (эта проблематика рассмотрена в 11.8) привели к формированию в ряде стран систем управления ограничениями эмиссии CO2, основанных на сочетании государственных решений по размерам ограничений и сокращений, и рынков сокращений CO2. Можно говорить о том, что в мире формируется глобальная система управления процессом сокращения антропогенной эмиссии парниковых газов.

Борьба с глобальными изменениями климата всё в большей мере влияет на экономическую политику стран. Эта борьба становится одной из важнейших социальных целей экономической политики, определяя её эволюцию в сторону инновационной экономики и уход от сырьевой ориентации.

Поэтому проблематика ограничения выбросов парниковых газов оформилась в самостоятельную предметную область, очень тесно связанную с экологической политикой, но всё же отличающуюся от неё глобальностью подхода, комплексностью и разнообразием инструментария для решения проблем. Этот инструментарий включает в себя применение специальных моделей для глобального моделирования вариантов развития экономико-энергетического комплекса на долгосрочный период. Наиболее известные из них – это модельный комплекс MARKAL и его усовершенствованная версия TIMES, разработанные под эгидой Международного энергетического агентства (МЭА) и применяющиеся во многих странах мира. Инструментарий ограничения и сокращения выбросов парниковых газов включает в себя комплекс мер по повышению энергоэффективности экономики, применению наилучших существующих и появляющихся технологий производства и потребления энергии, введение платы за выбросы парниковых газов и рыночных механизмов торговли сокращением выбросов СО2.

В отличие от проблематики парниковых газов, традиционные экологические проблемы имеют преимущественно локальный и региональный характер.

Создание в электроэнергетической отрасли новых генерирующих компаний, перспективы интеграции отечественных и зарубежных рынков электроэнергии определяют актуальность разработки новой экологической политики в области электроэнергетики. Ее основная цель — создание условий и разработка системы мер, обеспечивающих надежное и экологически безопасное производство, транспорт и распределение энергии при соблюдении норм и требований природоохранного законодательства.

При разработке экологической политики в электроэнергетике необходимо учитывать неизбежный переход национального законодательства к принципу использования наилучших существующих технологий и введению технических нормативов допустимых выбросов и сбросов веществ в окружающую среду.

Приоритетные направления по использованию наилучших существующих технологий в электроэнергетике (кроме атомной) определены концепцией технической политики РАО «ЕЭС России». В указанном документе приведены наиболее прогрессивные технические решения и охарактеризованы наилучшие существующие технологии, которые должны применяться при проектировании, эксплуатации, реконструкции и строительстве энергопредприятий.

Следует учитывать, что реализация перспективных технологий в электроэнергетике, включая использование парогазовых технологий и технологии циркулирующего кипящего слоя на ТЭС, в ряде случаев (в промышленных центрах и других местах с повышенной антропогенной нагрузкой на окружающую среду, а также вблизи особо охраняемых природных территорий) далеко не всегда согласуется с требованием обеспечить жесткие нормативы качества окружающей среды. В этом случае необходимо внедрение специальных природоохранных мер.

1.5.2. Особенности экологических проблем ТЭС и ГЭС, пути их решения.

К экологическим проблемам тепловых электрических станций, использующих для выработки электрической и тепловой энергии ископаемое топливо, относятся выбросы оксидов азота, двуокиси серы, твердых частиц, а также выбросы СО2 в атмосферу, сбросы загрязняющих веществ в водоемы, наличие большого количества отходов золошлаковых материалов и низкий уровень их полезного использования.

Оксиды серы и оксиды азота представляют серьезную экологическую проблему. При увеличениях концентрации этих загрязняющих веществ возрастает число заболеваний дыхательных путей, в первую очередь среди людей старшего поколения. Кроме оксидов серы и азота опасны для здоровья человека также аэрозольные частицы кислотного характера, содержащие сульфаты или серную кислоту (степень их опасности зависит от размеров: пыль и более крупные аэрозольные частицы задерживаются в верхних дыхательных путях, а мелкие (менее 1 мкм) капли или частицы могут проникать в самые дальние участки легких. Степень вредного воздействия пропорциональна концентрации загрязняющих веществ).

Также, в результате реакции между водой и оксидами серы (SO2) и азота (NOх) образуются кислотные дожди (выделяющиеся двуокись серы и окислы азота в атмосфере земли трансформируются в кислотообразующие частицы, которые вступают в реакцию с водой атмосферы, превращая ее в растворы кислот, выпадающие в качестве кислотных дождей). Кислотные дожди создают угрозу существования биосферы и самого человека, являются одной из причин гибели жизни в водоемах, лесов, урожаев и растительности, ускоряют разрушение зданий и памятников культуры, трубопроводов, понижают плодородие почв.

Твердые частицы — золы уноса тепловых электростанций в атмосферу (в объеме более 3 млн. тонн в год) также оказывают негативное воздействие на органы дыхания человека и животных, лесные угодья, водные объекты.

Зола и шлаки — золошлаковые отходы угольных ТЭС, размещаемые в золоотвалах, которые уже сейчас занимают более 22 тыс. га земельных площадей. Удаление и утилизация золошлаковых отходов — одна из основных экологических проблем угольных ТЭС. Существующая в настоящее время практика использования гидрозолоудаления с последующим хранением золошлаковых отходов не соответствует перспективным требованиям и не позволяет эффективно использовать золошлаковые материалы в строительной индустрии, приводя к увеличению накопления золошлаков в отвалах на 25-30 млн. тонн в год.

Сбросы загрязняющих веществ в водоемы не должны превышать ассимилирующую способность водных объектов (способность принять определенную массу веществ в единицу времени без нарушения норм качества воды в контролируемом створе или пункте водопользования), используемых для питьевого и хозяйственного водоснабжения, в рыбохозяйственных и других целях.

Выбросы СО2: на долю электроэнергетики России приходится около четверти парниковых газов, выбрасываемых промышленными стационарными источниками. В условиях постоянного внимания со стороны международных и российских организаций вопросам изменения климата, в электроэнергетической отрасли должны жестко контролироваться уровни собственной эмиссия СО2.

Экологические проблемы ТЭС, использующих в качестве топлива уголь, выражены гораздо более сильно, чем для газовых электростанций. Об этом свидетельствуют данные, приведенные в таблице 1.5.1.

Таблица 1.5.1

Выбросы загрязняющих веществ на ТЭС при выработке 1 МВт.ч (при сжигании угля и газа)

Топливо

Выбросы загрязняющих веществ, кг/МВт.ч

Зола

NОx

Уголь

5,5

2,4

6,7

Газ

0,8

Поэтому основное внимание при разработке природоохранных технологий уделяется ТЭС, использующих уголь.

Как показано в п. 1.4, в целом ряде подотраслей и видов производства имеет место отставание технического уровня российской электроэнергетики от мировых образцов. Без внедрения нового и модернизации существующего природоохранного оборудования на действующих российских ТЭС при номинальной их загрузке нормативы предельно допустимых выбросов (ПДВ) могут быть превышены уже к 2015 году: по зольным твердым частицам — на 50% ТЭС, по оксидам азота — на 44% ТЭС, по оксиду серы — на 25% ТЭС.

Перечень решений экологических проблем на действующих ТЭС включает в себя технологические методы подавления оксидов азота и внедрение систем азотоочистки, специальные сероочистные установки, высокоэффективные золоуловители, передовые технологии обработки воды и утилизации золошлаков. В целом для ТЭС следует использовать дифференцированный подход — в зависимости от вида топлива, мощности и срока эксплуатации оборудования:

  • котельные установки с пониженными параметрами (9 МПа/510 °С и 2,9 МПа/420 °С) и сданные в эксплуатацию еще в 50-е гг. прошлого века должны быть демонтированы, как только появится возможность обеспечить потребителей тепловой и электрической энергией из других источников;
  • на котлах, которые еще длительное время будут работать на твердом и газомазутном топливе, провести набор мероприятий для снижения выбросов NOx в атмосферу (табл. 1.5.2). Эти мероприятия в большинстве случаев могут быть реализованы ремонтными компаниями за счет некоторого увеличения стоимости и сроков проведения капитального ремонта;

на этой же группе оборудования (пылеугольные котлы на параметры пара 13,8 МПа со сроком остаточной эксплуатации более 10 лет) необходимо реализовать малозатратные мероприятия по повышению эффективности золоулавливания и (в случае сжигания высокосернистых углей) упрощенные схемы сероочистки.

Таблица 1.5.2

Способы снижения выбросов NOx для действующих котлов с длительным сроком их последующей эксплуатации

Название метода

Эффективность, %

Рекомендуемое топливо

Ограничение применимости

Примечание

Модернизация топочного процесса

Малотоксичные горелки

30—50

Все виды топлива

Стабильность факела и полнота сгорания топлива

Ступенчатый ввод воздуха или топлива на горизонтальном участке факела требует определенного расстояния до противоположного экрана

Рециркуляция дымовых газов

20—60

Бòльшая цифра — для газа, меньшая — для высокореакционных углей. Не годится для АШ, Т и СС

Стабильность факела, на барабанных котлах — рост температуры перегрева

Подача газов рециркуляции — через горелки. При сжигании угля — через пылесистему (вместе с первичным воздухом).

Двухступенчатое сжигание

20—50

Все виды топлива

Повышение содержания горючих в уносе, коррозия НРЧ

При сжигании серосодержащего топлива, особенно в котлах СКД, появляется опасность высокотемпературной коррозии топочных экранов

Концентрическое сжигание

20—50

Бурые угли и каменные угли с высоким выходом летучих

Появление СО и рост горючих в уносе

При реконструкции тангенциальных топок можно ограничиться заменой горелок. Одновременно снижается шлакование и коррозия топочных экранов

Трехступенчатое сжигание с восстановлением NOx (Reburning)

30—60

Все виды топлива (для АШ и Т необходимо 10—15 % газа по теплу)

Появление СО и рост горючих в уносе

Больший эффект достигается при использовании газа для создания восстановительной зоны (10—15 % по теплу).

Для улучшения экологической обстановки на действующих ТЭС, с учетом возможного увеличения доли твердого топлива в структуре их топливного баланса:

  • на высокоэкономичных блоках 300—800 МВт на канско-ачинских углях для снижения образования оксидов азота целесообразно использовать оправдавший себя на многих действующих котлах (П-67, БКЗ-500-140) принцип низкотемпературного сжигания;
  • при использовании на блоках 300—500 МВт каменных углей Кузнецкого бассейна для уменьшения образования NOx, необходимо применять малотоксичные горелки и ступенчатое сжигание топлива. При сочетании этих мероприятий возможно обеспечить концентрацию NOx менее 350 мг/м3 и удовлетворить нормы на вновь вводимое оборудование ТЭС;
  • при сжигании малореакционных топлив (уголь АШ и кузнецкий тощий) в котлах с жидким шлакоудалением, при наличии на электростанциях природного газа целесообразно организовывать трехступенчатое сжигание с восстановлением NOx в верхней части топки (ребенинг-процесс).

Там, где не удается с помощью технологических методов снизить концентрацию NOx до требуемого уровня, должны применяться системы азотоочистки. Перспективу промышленного применения имеют две азотоочистные технологии: селективного некаталитического восстановления и селективного каталитического восстановления оксидов азота.

Для снижения образования оксидов серы следует использовать мокрые известковые и аммиачно-сульфатные или упрощенные мокро-сухие технологии. Первые две целесообразны при приведенной сернистости топлива около 0,15 % кг/МДж, когда необходимо связывание более 90—95 % SO2, а упрощенная мокросухая технология (уменьшение выбросов SO2 на 50—70 %) — при сжигании мало- и среднесернистых топлив.

Обеспечить требуемую эффективность золоулавливания (концентрация твердых частиц (золы) в дымовых газах после очистки — 50 мг/м3) и отпуск золы потребителю на действующих ТЭС можно с помощью многопольных горизонтальных электрофильтров.

Электрофильтры со стандартным (непрерывным) режимом электропитания целесообразно применять для улавливания золы канско-ачинских и донецких углей, а с прерывистым и импульсным питанием — для улавливания золы экибастузских и кузнецких углей. Электрофильтры реконструируются так, чтобы их можно было разместить на имеющихся фундаментах. Применение микросекундного питания при улавливании золы кузнецких углей позволяет разместить аппараты в один ярус.

В результате планомерного внедрения природоохранных мероприятий на действующих котлах, которые еще останутся в эксплуатации до 2015 г., должны быть достигнуты концентрации вредных веществ, приведенные в табл. 1.5.3.

Таблица 1.5.3

Прогнозируемые достижимые максимальные концентрации вредных выбросов для действующего оборудования к 2015 г.

Выбросы (в пересчете на О2 = 15 %)

Концентрация, мг/м3 при О2 = 6 %

Топливо

Твердые частицы

50—100

Все виды углей

Оксиды серы

200—2400*)

Уголь и мазут

Оксиды азота при установке котлов

80—120

Природный газ

200—250

Мазут

250—350

Бурые угли

350—450

Каменные угли

550—700

Тощие угли и АШ

Оксиды азота при установке ГТУ

50**

Природный газ

*) Минимальная цифра — для для котлов тепловой мощностью более 500 МВт, максимальная —менее 100 МВт.

Решение экологических проблем ТЭС для действующего парка электростанций существенно отличается от мер, применяемых для вновь сооружаемых электростанций.

В табл. 1.5.4 содержатся прогнозируемые экологические показатели для вновь сооружаемых угольных блоков ТЭС России до 2030 г. Для их достижения необходимо совершенствовать известные в настоящее время газоочистные технологии и создавать новые, более эффективные. Прогноз использования этих технологий до 2030 г. приведен в табл. 1.5.5.

Таблица 1.5.4

Достижимые экологические показатели для вновь сооружаемых угольных блоков ТЭС России

Показатель

2010 г.

2020 г.

2030 г.

Степень улавливания SO2, %

30¸50

80¸90

95¸98

Концентрация оксидов азота (О2 = 6 %), мг/м3

200¸600

200¸400

50¸100

Твердые частицы, мг/м3

50¸80

20¸30; ограничение по содержанию частиц размером менее 10 мкм
(РМ-10)

5¸10; ограничение по содержанию частиц размером менее
2,5 мкм (РМ 2,5)

Степень улавливания ртути (тяжелых металлов), %

50¸60

Использование золошлаковых отходов, %

30¸50

60¸80

Вновь строящиеся угольные энергоблоки необходимо оснащать полным набором природоохранного оборудования, включая установки для очистки дымовых газов от твердых частиц, оксидов серы (SO2) и оксидов азота (NOx).

В качестве золоуловителей на новых котлах должны использоваться многопольные электрофильтры, которые способны обеспечить сегодняшние нормы по допустимым выбросам в атмосферу (массовые концентрации золы в дымовых газах после очистки 30— 50 мг/м3).

Дополнительный эффект при сжигании кузнецких и экибастузских углей может быть получен при снижении температуры и кондиционировании дымовых газов.

Для использования сложного оборудования в стесненных условиях может применяться двухзонный электрофильтр. Перспективными для использования в энергетике являются комбинированные золоулавливающие аппараты (электрофильтр плюс рукавный фильтр, электрофильтр плюс водяной аппарат для улавливания в том числе и мелких частиц).

Для успешного решения проблемы утилизации золошлаковых материалов и нанесения минимального экологического ущерба окружающей среде при разработке систем золошлакоудаления для новых угольных ТЭС должны быть заложены конструктивные решения, направленные на раздельное удаление золы и шлака. Необходимо предусмотреть возможность 100%-го сбора и отгрузки сухой золы (в том числе — по группам фракций), а также максимальную механизацию и автоматизацию всех технологических процессов.

Обязательным элементом новых угольных энергоблоков, как уже отмечалось ранее, должны стать установки сероочистки дымовых газов. В настоящее время на зарубежных ТЭС наиболее распространены мокрые известняковые сероочистки, снижающие выбросы SO2 в среднем на 95 %. На новых российских энергоблоках при сжигании высокосернистых углей для обеспечения принятых и перспективных норм по допустимым выбросам SO2 необходимо будет использовать такие же схемы или уже внедренную на Дорогобужской ТЭЦ аммиачно-сульфатную технологию сероочистки.

При сжигании средне- и малосернистых топлив (к которым относится большинство угольных месторождений в России, включая угли Кузнецкого и Канско-Ачинского бассейнов) достаточно эффективной является менее капиталоемкая упрощенная мокросухая технология сероочистки. В настоящее время исследуются новые технологии сероочисток с более эффективными сорбентами, позволяющими решать проблемы удаления вредных веществ комплексно (в том числе — и тяжелых металлов).

Снижение выбросов оксидов азота при сооружении ПГУ, так и при установке мощных пылеугольных котлов осуществляется за счет следующих технологических решений. Нормативные выбросы NOx при сжигании природного газа в ГТУ могут быть обеспечены путем использования «сухих» камер сгорания последнего поколения. Вероятно, для энергоблоков с ПГУ не потребуется установка азотоочистки выбрасываемых в атмосферу дымовых газов. Сложнее обстоит дело с пылеугольными котлами мощных энергоблоков. Разработанные и проверенные в промышленности технологические методы позволяют в настоящее время уложиться в отечественные нормы по допустимым выбросам NOx только при сжигании бурых углей, а также каменных углей марок Д и Г. Для других каменных углей, и особенно для антрацитов, задача может быть решена только в результате установки за котлом каталитического реактора и восстановления образовавшихся оксидов азота путем подачи в газовый тракт аминосодержащих реагентов (аммиачной воды или мочевины).

В перспективе, учитывая необходимость приближения отечественных норм к европейским (где концентрация NOx в дымовых газах за угольным котлом не должна превышать 200 мг/м3 при 6 % O2), придется, очевидно, применить на новых пылеугольных котлах не только комплекс технологических методов (малотоксичные горелки, различные варианты двух- и трехступенчатого сжигания), но и системы азотоочистки дымовых газов от NOx. Не исключено, что в ближайшие годы появятся новые технологии очистки дымовых газов от NOx. Например, при установке на новом блоке мокроизвестняковой системы сероочистки, значительное (до 90 %) снижение выбросов NOx можно будет обеспечить путем вдувания элементарного фосфора P4 в газоход перед скруббером при температуре 121—280 °С.

В области технологий улавливания субмикронных твердых частиц введение вышеназванных требований означает необходимость добавления к сухим электрофильтрам новых аппаратов, позволяющих более эффективно (при приемлемых затратах) улавливать субмикронные частицы: рукавных фильтров, гибридных аппаратов, состоящих из ступени электроочистки и ступени фильтрации, и даже мокрых электрофильтров. Применение перечисленных новых технологий помимо субмикронных твердых частиц позволяет улавливать еще и ртуть, а также ее соединения. Все это необходимо будет учитывать при выборе газоочистного оборудования, поскольку в промышленно развитых странах уже в настоящее время уделяется большое внимание уменьшению выбросов ртути с дымовыми газами ТЭС.

Таблица 1.5.5.

Перспективные технологии по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от ТЭС

Наименова­ние загряз­няю­щих веществ

До 2010 г.

До 2020 г.

До 2030 г.

Технология, ее эффективность

Оксиды азота

Технологические методы

для котлов на угле — 30÷50 %;

для ПГУ на природном газе — 50 мг/м3

для котлов на угле — 40÷60 %; для ПГУ — 20÷30 мг/м3

для котлов на угле — 50÷70 %; для ПГУ —
10÷15 мг/м3

СНКВ — 30÷50 %

СНКВ-М — 50÷80 %

СКВ — 90÷95 %

СКВ — 70÷80 %

СКВ — 80÷90 %

Оксиды серы

Малосернистые топлива

Использование мокрых золоуловителей η = 30÷60 %;

упрощенная мокросухая технология — η = = 50÷60 %

Мокрая известняковая (известковая) технология
η = 80÷90 %

Мокрая известняковая (известковая) технология η = 90÷95 %

Сернистые топлива

— мокрые (известняковая, аммиачно-сульфатная, сульфатно-магниевая) технологии

ηSO2 = 90÷95 %

ηSO2 = 95÷98 %

ηSO2 ≥ 99 %

— мокросухая технология с циркулирующей инертной массой ηSO2 = 90 %

— мокросухая технология с ЦКС ηSO2 = 92÷95 %

— аммиачно-циклическая технология ηSO2 = 99 %

Мокрые технологии с новыми эффективными сорбентами ηSO2 = 99 %

Зольные частицы

Электрофильтры η = 98 %;

Модернизированные мокрые золоуловители
η > 95 %

Электрофильтры η = 98÷99 %; Рукавные фильтры η = 98÷99 %; Комбинированные сухие аппараты (электрофильтр + тканевый фильтр) η = 99,0 %

Электрофильтры η > 99,5 %; Мокрые электрофильтры η > 99,5 %; Сухие гибридные аппараты η > 99,5 %; Комплексная очистка в мокрых ЭФ с импульсным электропитанием

Ртуть (тяжелые металлы)

Ввод сорбентов (активированный уголь и др.) перед электрофильтром; η = 50÷60 %

Ввод галогеносодержащих сорбентов в газовый тракт + сероочистка; η = 90÷95 %

СО2

Повышение экономичности энергоблоков, в т.ч. при комбинированной выработке электроэнергии и тепла

Пилотные проекты с выводом СО2 из цикла энергоустановок и последующего его захоронения

Крупные демонстрационные установки с различными технологиями вывода из цикла и захоронения СО2:

Основной проблемой действующих ГЭС отрасли является обязательность одновременного выполнения следующих требований:

— безусловное обеспечение выработки объемов электроэнергии, заданных диспетчерским графиком;

— соблюдение приоритетов питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, судоходства, рыбного хозяйства на участках рек и водохранилищ, имеющих важное значение для сохранения и воспроизводства рыбных ресурсов, выполнение режима наполнения и сработки водохранилищ, недопущение эрозии береговой линии водохранилищ и сброса в них масел.

При этом на строящихся ГЭС необходимо своевременное решение проблем лесосводки, затопления земель, перекрытия путей миграции рыб, переселение населения из зоны затопления и др.

Применительно к объектам гидроэнергетики природоохранные меры включают в себя:

  • выбор створов новых ГЭС с учетом экологического благополучия региона с обеспечением приоритета сохранения биоразнообразия и охраны особо охраняемых природных территорий при проектировании и размещении новых ГЭС;
  • обеспечение полной и своевременной компенсации ущерба водным биологическим ресурсам;
  • проведение мелиоративных работ и обвалование мелководных зон водохранилищ для комплексного (сельскохозяйственного и рыбохозяйственного) их использования;
  • строительство компенсационных рыбохозяйственных объектов, рыбопропускных и защитных сооружений, разработка мероприятий для сохранения рыбных запасов, мест размножения и нагула, внедрение технических устройств для сохранения путей миграции рыб в целях уменьшения негативного воздействия гидроузлов на ихтиофауну;
  • разработка и внедрение селективных водозаборов ГЭС, позволяющих регулировать температурный режим воды в нижнем бьефе, путем ее забора с различных глубин водохранилища и уменьшения тем самым влияния на микроклимат;
  • реконструкция систем водоотведения с целью полного прекращения сбросов в водные объекты неочищенных хозбытовых стоков;
  • применение современных материалов в различных элементах гидросилового и гидромеханического оборудования, возведение каскадов ГЭС и малых ГЭС из блок-модулей заводского изготовления с использованием наплавной технологии;
  • использование рабочих колес, исключающих протечки экологически опасных жидкостей в проточную часть;
  • применение самосмазывающихся материалов в узлах трения механизмов кинематики (без использования масел);
  • организация обеспечения комфортным жильем населения, переселяемого из зон затопления.

1.5.3. Проблема эмиссии парниковых газов

Весьма острая экологическая проблема для энергетиков, связанная с использованием органического топлива, — выбросы в атмосферу основного парникового газа — CO2. В ЕС уже сейчас введены платежи за повышенные выбросы СО2 на тепловых электростанциях.

Эффективным, в т.ч. и с точки зрения уменьшения выбросов CO2, является совершенствование процессов производства энергии на ТЭС на основе:

  • внедрения угольных энергоблоков на сверхкритические (к.п.д.=41 %) и суперкритические (к.п.д.=46 %) параметры пара;
  • внедрения парогазовых установок (к.п.д.=55-60 %);
  • применения котлов с циркулирующим кипящим слоем при сжигании низкосортных топлив;
  • применения топлив с повышенной теплотворностью и природного газа;
  • использования технологий сжигания топлива, использующих кислород.

Процесс секвестрации углекислоты, образующейся при сжигании органического топлива, состоит из трех основных звеньев: улавливания, транспортировки и захоронения.

Процесс улавливания углекислоты может быть организован либо после сжигания топлива (улавливание из дымовых газов), либо до его сжигания (удаление СО2 в процессе газификации топлива).

При улавливании углекислоты могут применяться различные физические или химические методы: криогенное отделение, мембранная сепарация, физическая адсорбция или химическая абсорбция. В перспективе возможно промышленное применение нетрадиционных методы снижения эмиссии СО2: сжигание топлива в химическом цикле, сухая регенеративная адсорбция и др.

Важным перспективным направлением снижения эмиссии CO2 является его захоронение в земных полостях методами:

  • использования пористых структур;
  • использования резервуаров в солях;
  • закачки в действующие нефтяные пласты.

Наилучших результатов при новом строительстве можно ожидать от энергоблоков ПГУ с газификацией угля. Технологически такие установки допускают получение избыточного водорода для использования его в технологических процессах или в качестве топлива для топливных элементов (аналогичные ПГУ мощностью до 500 МВт (но без сепарации и вывода CO2) уже эксплуатируются на электростанциях, обслуживающих нефтеперерабатывающие заводы. Сырьем для них служат тяжелые нефтяные остатки, а их продукция — электрическая энергия, тепло в виде пара и водород, который используется в процессах нефтепереработки).

1.4. Техническая база российской электроэнергетики< Предыдущая

Страница 1 из 7

Электрическое поле электроустановок сверх- и ультравысоких напряжений промышленной частоты

Известно, что вблизи открытых распределительных устройств и воздушных линий (ВЛ) электропередачи сверх- и ультравысоких напряжений, т.е. 330 кВ и выше, возникают электромагнитные поля большой интенсивности, отрицательно влияющие на биологические объекты.

Установлено, что вредное воздействие на организм человека электромагнитного поля (ЭМП) промышленной частоты обусловлено в основном одной из его составляющих — электрическим полем, напряженность которого на территории открытых распределительных устройств и вблизи ВЛ на высоте роста человека достигает десятков киловольт на метр. Магнитная составляющая ЭМП 50 Гц также может сказываться на здоровье человека. Однако при обычных условиях обслуживания открытых распределительных устройств и ВЛ, когда человек находится на большом расстоянии от частей, обтекаемых током, напряженность магнитного поля во много раз меньше допустимых значений. Лишь в случае работы под напряжением на проводах ВЛ сверх- и ультравысокого напряжений тело человека, и в первую очередь его руки, оказывается в магнитном поле весьма большой напряженности, что может отрицательно повлиять на его здоровье. Однако норм безопасности для этого случая не разработано.

В целях исключения вредного воздействия электрического поля (ЭП) на человека в нашей стране разработана и введена в действие система организационных и технических мероприятий, основой которых является обеспечение допустимого уровня напряженности электрического поля на рабочих местах персонала и в местах возможного нахождения посторонних людей, а также контроль за соблюдением установленных гигиенических нормативов напряженности электрического поля.

В основе гигиенических нормативов лежит зависимость длительности пребывания человека в электрическом поле без средств защиты от интенсивности поля в месте нахождения человека.

Для персонала, обслуживающего действующие электроустановки, наибольшая напряженность, при которой человеку разрешается работать в электрическом поле без средств защиты, составляет 25 кВ/м, при этом длительность пребывания человека в электрическом поле не должна превышать 10 мин. При напряженности более 25 кВ/м человек должен пользоваться средствами защиты. При напряженности до 5 кВ/м включительно человек может работать без средств защиты в течение всего рабочего дня.

При напряженности от 5 до 20 кВ/м включительно допустимое время пребывания, ч, в электрическом поле без средств защиты вычисляется по формуле

Т = 50/Е — 2,

где Е — напряженность электрического поля в контролируемой зоне, кВ/м.

Если человек находится без средств защиты в течение рабочего дня в зонах с различной напряженностью E1, E2, E3,…, En продолжительностью соответственно t1, t2, t3,…, tn, то приведенное время, эквивалентное по биологическому эффекту времени пребывания в электрическом поле нижней границы нормируемой напряженности, определяется выражением, ч,

Tп=8(t1/T1+t2/T2+t3/T3+tn/Tn)

где Тп — допустимое время пребывания в электрическом поле для соответствующих контролируемых зон. При этом приведенное время не должно превышать 8 ч (продолжительность рабочего дня).

Для населения предельно допустимая напряженность электрического ноля имеет следующие значения:

0,5 кВ/м внутри жилых зданий;
1 кВ/м на территории зоны жилой застройки;
5 кВ/м в населенной местности вне зоны жилой застройки; (земли городов в пределах городской черты в границах их перспективного развития на 10 лет, пригородные и зеленые зоны, курорты, земли поселков городского типа в пределах поселковой черты и сельских населенных пунктов в пределах черты этих пунктов) а также на территории огородов и садов;
10 кВ/м на участках пересечения воздушных линий электропередачи с автомобильными дорогами I—IV категорий;
15 кВ/м в ненаселенной местности (незастроенные местности, хотя бы и часто посещаемые людьми, доступные для транспорта, и сельскохозяйственные угодья);
20 кВ/м в труднодоступной местности (недоступной для транспорта и сельскохозяйственных машин) и на участках, специально выгороженных для исключения доступа населения.

  • «
  • Первая
  • Предыдущая
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • Следующая
  • Последняя
  • «

Высоковольтные линии электропередач негативно воздействуют на окружающую среду из-за высокой напряжённости электромагнитного поля вокруг ведущих проводов. Для того чтобы предотвратить отрицательное воздействие влияние ЭМ полей, приходится отчуждать территории на трассах, где проходят ВЛ. Именно с этим обстоятельством связывают самое заметное негативное влияние линий на экологию. В частности, приходится вырубать леса, охотничьи и кормовые угодья. Линии электропередач нарушают экологическое равновесие как флоры, так и фауны, поскольку на вырубленных территориях активно развиваются сорняки и нарушаются условия обитания животных.

Для того чтобы соблюдать чистоту трасс, расположенных под ВЛ, приходится регулярно проводить обработку почвы гербицидами, что ведёт к дополнительному загрязнению природы. Профилактическая расчистка трасс механическим способом (вырубка) выводит леса из процесса регенерации кислорода.


Сами воздушные линии также оказывают большое влияние на живых существ, как на животных, так и на людей. Мощная напряжённость электрического поля вызывает накопление зарядов и возрастание разности потенциалов между изолированными телами и землёй. Наибольшему воздействию в этом случае подвержены люди, которые носят обувь с резиновой подошвой, а также копытные животные. Рост электрического потенциала у животного или человека вызывает разряды на ветки растений, траву. Небольшая величина таких токов не способна привести к серьёзному поражению. С другой стороны, из-за неприятных ощущений возможна потеря концентрации и внимания, что в свою очередь может привести к травмированию по причине совершения непроизвольных или нескоординированных движений.

Другой негативный фактор — это акустический шум, который возникает на линиях сверхвысокого напряжения. Данное явление происходит из-за интенсивной короны вокруг ведущих проводов. Особенно это заметно во время дождя.

Помимо экологического воздействия высоковольтные линии вызывают другие негативные эффекты, например, создаются электромагнитные помехи, которые мешают работе средств радиосвязи, а также оказывают влияние на расположенное рядом электрооборудование.


> Влияние электротехнических и электронных приборов на окружающую среду и человека

  • >8класс

> Химическое загрязнение атмосферы

  • Аэрозольное загрязнение атмосферы Аэрозоли — это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Средний размер аэрозольных частиц составляет 1-5 мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступает около 1 куб.км. пылевидных частиц искусственного происхождения. Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей

>Сведения о некоторых источниках техногенной пыли приведены ниже:

  • > ^ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС ВЫБРОС ПЫЛИ,МЛН.Т./ГОД
  • >Сжигание каменного угля 93,60
  • >Выплавка чугуна 20,21
  • >Выплавка меди (без очистки) 6,23
  • >Выплавка цинка 0,18
  • >Выплавка олова (без очистки) 0,004
  • >Выплавка свинца 0,13
  • >Производство цемента 53,37

>Химическое загрязнение природных вод

  • Урок. «Влияние электротехнических и электронных приборов на окружающую среду и человека». (8 класс)

    МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «КАМСКОПОЛЯНСКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №1» НМР РТ 423564, РТ, Нижнекамский район, п.г.т. Камские Поляны, д 1/29 тел/факс (8555)33-95-50

    Конспект

    открытого урока по технологии

    в 8 классе

    по теме «Влияние электротехнических и электронных приборов на окружающую среду и человека»

    Учитель

    технологии и ОБЖ

    первой категории

    Исхакова Ф.М.

    «Электромагнитное поле — это та часть пространства,

    которая содержит в себе и окружает тела, находящиеся

    в электрическом или магнитном состоянии» Д. К. Максвелл.

    Место урока в теме: Заключительный урок темы.

    Цель урока:

    Образовательная — создать полное представление о влияние электротехнических и электронных приборов на окружающую среду и человека

    Воспитательная — воспитывать у детей ответственность и заботу за состояние окружающей среды и своего здоровья.

    Развивающая — развивать у детей чувство ответственности за сохранение здоровья человека при влиянии на него электромагнитных полей, разработать меры предосторожности по пропаганде здорового образа жизни.

    Задача работы — изучение литературы о влиянии электромагнитного поля бытовых приборов и сотовых телефонов на организм человека, проведение социологического опроса среди учащихся школы и учителей, предупреждение людей об опасности и выработка конкретных предложений по ее уменьшению.

    Задачи урока:

    1. Обобщить знания об электромагнитных излучениях (полях), встречающихся в быту.

    2. Выяснить положительное и отрицательное воздействие этих полей на организм человека.

    3. Сформировать принципы защиты от вредного воздействия полей, либо уменьшения их вредного воздействия

    Оборудование: мультимедийный проектор, компьютер, учебники, рабочие тетради.

    Ход урока

    1 Проверка наличия учащихся в классе и их готовности к уроку-2 мин.

    2.Краткое повторение прошлой темы — 5 мин.

    3 Объяснение новой темы — 20 мин.

    I. Актуализация.

    Верительное слово учителя.

    Человек в процессе жизнедеятельности создал особую среду — ее называют техногенной, т.к. она обусловлена существованием и работой огромного количества разнообразной техники

    (слайд 1,2,3).

    Сегодня мы уже не можем представить своей жизни без, например, электрического освещения, бытовых электронагревателей, телевизора, компьютера, мобильного телефона Все эти приборы создают электромагнитные поля. Складываясь, эти поля существенно меняют качество окружающей нас среды.

    Кому же мы этим обязаны? (слайд 4,5,6).

    Всякая хозяйка радуется, если приобретает помощников по хозяйству: холодильник, стиральную машину, электрическую плиту или чайник, утюг. Для многих не является излишеством и миксер, кофеварка, микроволновая печь, компьютер, сотовый телефон.

    В своем доме каждый человек должен быть уверен, что ничто не угрожает его здоровью. Однако для этого нужно знать, какие именно могут возникнуть опасности и как их избежать (4 минуты)

    Тема проблемы: «Влияние электротехнических и электронных приборов на

    окружающую среду и человека». (слайд 7)

    Миллионы людей ежедневно пользуются бытовой техникой, сотовыми телефонами, которые становятся непременными атрибутами современного человека Современную жизнь человека сложно представить без бытовых приборов.

    Человек при помощи радиотехнических и радиоэлектронных приборов создал невидимую электромагнитную паутину, в которой мы все находимся. Мощные линии электропередачи высокого и сверхвысокого напряжения, не менее мощные и многочисленные радио — и теле — передающие станции, космические ретрансляторы — все они влияют на общую картину воздействия электромагнитных полей.

    Но так ли безоблачно их влияние, как кажется на первый взгляд?

    II. Проверка домашнего задания — изучение проблемы урока по публикациям в прессе, научно-популярной литературе, интернете.

    Опрос учащихся. Сообщение учащихся. (10 минут) (слайд 8)

    Электропроводка. Вносит наибольший вклад в электромагнитную обстановку жилых помещений.

    Рекомендации по защите:

    • исключение длительного пребывания в местах с повышенным уровнем магнитного поля промышленной частоты;

    • грамотное расположение мебели для отдыха в жилом помещении, обеспечивающие расстояние два-три метра до распределительных щитов и силовых кабелей;

    • при установке полов с электроподогревом останавливать свой выбор системы на той, которая обеспечивает более низкий уровень магнитного поля,

    • при наличии в помещении неизвестных кабелей или электрических шкафов, щитков обеспечить наибольшее удаление от них жилой зоны.

    Бытовые электроприборы. Естественно, что все приборы, работающие на электрическом токе, являются источниками электромагнитных полей. Наиболее сильными источниками ЭМП являются микроволновые и электрические печи, кухонные вытяжки, пылесосы и холодильники с системой “no frost”. Реально излучаемое ими поля разнится в зависимости от конкретных моделей, но следует заметить, что, чем выше мощность прибора, тем и магнитное поле, создаваемое им, выше. Значение же электрического поля гораздо меньше предельно допустимых значений Наибольшее магнитное поле излучают микроволновые печи.

    Рекомендации по защите:

    • при приобретении бытовой техники необходимо обращать внимание на отметку о соответствии прибора требованиям «Межгосударственных санитарных норм допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях»;

    • использование приборов с меньшей мощностью;

    • место отдыха необходимо достаточное его удаление от бытовых приборов излучающих достаточно большой уровень магнитного поля, таких как холодильники “no frost”, некоторые типы полов с электрическим подогревом, телевизоры, нагреватели, блоки питания и зарядные устройства;

    • размещение электрических приборов на некотором расстоянии друг от друга и удаление их от места отдыха.

    Средства сотовой связи.

    В каком режиме телефон менее опасен? В каком месте его лучше всего носить? В режиме ожидания телефон почти безвреден. В режиме разговора излучение гораздо сильнее, самое сильное излучение — в том случае, если телефон передает данные по GPRS/EGDE. Так что по возможности не подносите его близко к телу.

    Рекомендации по защите:

    • использовать сотовый телефон в случаях необходимости;

    • не разговаривать непрерывно более трех-четырех минут;

    • не допускать использования сотового телефона детьми,

    • выбирать телефон с меньшей максимальной мощностью излучения,

    • использовать в автомобиле комплект hands-free, размещая его антенну в геометрическом центре крыши.

    Персональные компьютеры.

    При работе, компьютер образует вокруг себя электростатическое поле, которое деионизирует окружающую среду, а при нагревании платы и корпус монитора испускают в воздух вредные вещества. Все это делает воздух очень сухим, слабо ионизированным, со специфическим запахом и в общем «тяжелым» для дыхания может привести к заболеваниям аллергического характера, болезням органов дыхания и другим расстройствам Основным источником ЭМП в персональном компьютере является монитор.

    Рекомендации по защите:

    • правильное размещение монитора,

    • достаточная освещенность рабочего места,

    • кратковременные перерывы в процессе работы.

    В настоящее время признано, что электромагнитное поле искусственного происхождения является важным значимым экологическим фактором с высокой биологической активностью. Электромагнитные поля оказывают пагубное влияние на организм человека

    Вступительное слово учителя. (3 минуты) (слайд 9)

    Электромагнитные поля могут быть особенно опасны для детей, беременных (эмбрион), людей с заболеваниями центральной нервной, гормональной, сердечно-сосудистой системы, аллергиков и людей с ослабленным иммунитетом.

    1. Влияние на нервную систему. Изменяется высшая нервная деятельность, память у людей, склонность к развитию стрессовых реакций, определенные структуры головного мозга имеют повышенную чувствительность.

    2. Влияние на иммунную систему. Течение инфекционного процесса отягощается, патология иммунной системы (реагирует против нормальных тканевых антигенов).

    3. Влияние на эндокринную систему и нейрогуморальную реакцию. Увеличивается содержание адреналина в крови, активация процессов свертывания крови.

    4. Влияние на половую функцию. Наличие контакта женщин с электромагнитным излучением может привести к преждевременным родам, повлиять на развитие плода и, наконец, увеличить риск развития врожденных уродств

    Так хорошо это или плохо — жить в электромагнитном мире?

    Сегодня мы остановимся на отрицательном воздействии Мы не видим электромагнитное излучение, не слышим его, не чувствуем его запах, и поэтому считаем, что все более или менее в порядке. И такие знакомые нам приборы, как телевизор и другая бытовая техника не представляется опасной (слайд 10)

    Рефлексия. Выслушиваем гипотезы, высказанные каждой группой, обсуждаем их.

    1 .Ощущали ли вы на себе такие действия электромагнитного поля и когда?

    1. Как же обезопасить себя от вредного воздействия электромагнитного поля, или хотя бы уменьшить биологический эффект?

    2. Я понял, что

    3. Мне захотелось

    4. Я попробую

    5. Урок дал мне для жизни (слайд 11)

    III. Практическая работа:

    Социологический опрос: (5 минут)

    Вопросы

    ответы

    1

    Без каких бытовых приборов вы не можете обойтись и почему?

    2

    Сколько раз в день вы разговариваете по мобильному телефону и как долго?

    3

    Какое влияние, по вашему мнению, оказывают на организм бытовые приборы? Кратко обоснуйте ответ.

    4

    Без каких бытовых приборов вы не можете обойтись и почему?

    5

    Оказывает положительное влияние

    Слово учителя, (слайд 12)

    Полезно знать

    ЭЛЕКТРОБРИТВЫ. Их поля очень велики и, к сожалению, не позволяет выдержать безопасную дистанцию Совет: электробритва хороша для кратковременного, а не постоянного пользования. В командировке она незаменима, а дома правильно поступают те, кто бреется традиционным способом.

    ТЕЛЕВИЗОР. Это сильный источник электромагнитного поля, но опасность исчезает с расстоянием 1,1 м от экрана и 1,2 от боковой стенки — поле нормализуется.

    Совет лучше черно-белый телевизор, чем цветной (интересно, кто способен на такие жертвы ради здоровья), дистанционный пульт — не роскошь, а мера предосторожности. СВЧ-ПЕЧЬ. Внутри нее при работе возникает мощнейший источник излучения, поэтому конструкция дверцы обеспечивает особую защиту. И все же чрезмерно увлекаться готовкой в ней не стоит. Помните: печь предназначена, прежде всего, для разогрева пищи или приготовления полуфабрикатов, то есть для включения на относительно короткий срок.

    Совет: когда печь работает, лучше не сидеть рядом, а отойти на 1,5 — 2 м. Нужно также проверить, плотно ли закрывается дверца. Со временем степень защиты печи может снижаться из-за появления микрощелей в уплотнении дверцы. Поэтому через 5-6 лет целесообразно пригласить специалиста, чтобы проверить качество защиты.

    КОМПЬЮТЕР. Он излучает электромагнитное поле в основном с торцевой части монитора и системного блока. Поэтому его разумнее устанавливать в углу комнаты, чтобы по реже обходить вокруг.

    Совет: запомните “правило вытянутой руки”. Это оптимальное расстояние от вашего лица до экрана. А чтобы не напрягать зрение, лучше максимально увеличить изображение при работе. (слайд 13). Раздать памятки учащимся.

    Памятка правила

    электромагнитной безопасности.

    • Не оставляйте включенный телевизор в комнате, из которой ушли, особенно в спальне.

    • Если даже на час встаете из-за компьютера, выключайте его.

    • На ночь не оставляйте технику работать в режиме stand-by, проще говоря, красный огонек на панели должен погаснуть.

    • Выбирая технику, отдайте предпочтение той, у которой есть кнопка, отключающая ее от сети

    • Стиральную машину лучше разместить в ванной комнате.

    • Стены, даже несущие, не защищают от электромагнитного поля, поэтому прежде, чем выбирать место для кровати, неплохо бы узнать, где стоит телевизор у соседей.

    • Старайтесь не включать много приборов в одну розетку.

    • Следите, чтобы наружные провода были расправлены и не образовывали беспорядочных колец и петель. Провод, свитый кольцом, — гораздо более сильный источник напряжения. Чем тот же провод, но прямой.

    • Старайтесь не включать много приборов в одну розетку.

    • Следите, чтобы наружные провода были расправлены и не образовывали беспорядочных колец и петель. Провод, свитый кольцом, — гораздо более сильный источник напряжения. Чем тот же провод, но прямой.

    Среди операторов компьютеров широко распространены заболевания, обусловленные так называемой травмой повторяющихся нагрузок. Для профилактики такого рода заболеваний служат различные подзапястники — опоры для запястья, располагающиеся перед клавиатурой и поддерживающие кисть в необходимом положении.

    Чтобы избежать заболеваний кисти, рекомендуется работать с клавиатурой непрерывно не более 30 минут. Импульсивные сигналы, излучаемые компьютерами, воздействуют не только на оператора, но и на всех, кто находится в помещении, где они установлены. Все большее распространение компьютеров и использование их для обучения и развлечений увеличивает опасность для здоровья, особенно детей. В целях профилактики по возможности следует ограничить время работы за экраном дисплея. Через каждые полчаса необходимо делать перерыв и переходить в другое помещение. Не разрешайте детям играть долго на компьютере!

    Ежедневно работающие за компьютером операторы постоянно нуждаются в пище, богатой витамином Е (семена растений, нерафинированное растительное масло, орехи и т.д.), витаминами С и Р (настой шиповника, цитрусовые), витаминами А (морковь, абрикосовый сок и др.), а также витаминами группы В.

    Кроме того, для снятия отрицательных последствий электромагнитных излучений можно использовать определенный комплекс физических упражнений, а также точечный массаж.

    VI. Заключение.

    Мы не предлагаем вам отказаться от пользования электроприборами, транспортом и сотовой связью. Сегодня это бессмысленно и никуда не приведет. Но сегодня существует эффективная зашита от электромагнитного излучения, которая помогает тысячам людей оставаться здоровыми. Особенно это касается детей и беременных женщин, на которых ЭМИ производит самое негативное влияние.

    • Во-первых, необходимо расставить приборы так, чтобы они находились как можно дальше (не ближе полутора метров) от мест длительного времяпровождения и отдыха, особенно детей. При этом следует помнить, что ни стены, ни другие перегородки не защищают от воздействия электромагнитного излучения. Только расстояние.

    • Во-вторых, по возможности не приобретайте и не используйте без нужды мощные электроприборы. Чем слабее мощность электроприбора, тем слабее его излучение.

    • В-третьих, не включайте одновременно несколько мощных электроприборов. По возможности, не используйте для подключения мощных электроприборов слабые

    удлинители и следите, чтобы провода этих удлинителей не складывались в кольца и петли.

    V. Домашнее задание. Больше узнали о своих бытовых приборах, обсудили эту проблему дома, умели защитить свое здоровье.

    Использованные источники:

    1. Рыженков А. П. Физика Человек. Окружающая среда. — М.: Просвещение, 2000 г. — 152 с.

    2. Физика. Большой энциклопедический словарь/Гл. ред. А. М. Прохоров. — 4-е изд. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1999. — С. 874—876.

    3. Экология и безопасность жизнедеятельности: учеб. пособие для вузов/ Д.А.Кривошеин, Л.А.Муравей, Н.Н. Роева и др.; Под ред. Л.А.Муравья М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2002. — 447с.

    Запись в тетради. Таблица1.

    Источник ЭМ поля

    Безопасное расстояние

    Утюг

    От 25 см.

    Электрочайник

    От 50 см.

    Электроплита

    От 30 см. от передней панели

    Монитор компьютера

    На расстоянии вытянутой руки

    СВЧ — печь

    От 1 м.

    Холодильник с системой no frost

    От 1 м. от дверцы

    Пылесос

    От1м.

    Стиральная машинка

    От 40 до 60 см.

    >Энергетика и экология

    Традиционные источники энергии и их влияние на окружающую среду

    Энергия потребляется человечеством в разных формах. Со времен неолита люди использовали огонь для приготовления пищи, изготовления глиняной посуды, выплавки металлов. С приходом промышленной революции появились паровые двигатели, а затем двигатели внутреннего сгорания. В XX веке повсеместное распространение получило электричество, став самой востребованной формой потребления энергии в домохозяйствах и на производствах.

    К сожалению, электростанций традиционных типов, изобретенные в XIX-XX вв. и до сих пор вырабатывающие наибольшую долю электроэнергии в мире, не только обеспечивают экономику энергией, но и оказывают негативное воздействие на окружающую среду.


    Рисунок 1. Источники электроэнергии в экономике. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

    Гидроэлектростанции (ГЭС).

    ГЭС преобразуют энергию потока воды (как правило, крупной реки) в электроэнергию. Для этого служат турбины, вращающие электрические генераторы. Наибольший КПД таких машин достигается, когда поток падает на турбину сверху, поэтому основой ГЭС является плотина, поднимающая уровень реки и обеспечивающая напор над турбинами.

    Ничего непонятно?

    Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

    Экологический вред от, казалось бы, не генерирующих вредных веществ ГЭС заключается в том, что плотина формирует выше по течению водохранилище. Вода заливает большие площади, что необратимо меняет ландшафт: возникает заболоченность, засоленность, изменения биологических видов и микроклимата, препятствие для перемещения речных обитателей. Кроме того, с насиженных мест выселяются люди, как это было при строительстве Рыбинского водохранилища, когда был затоплен древний и некогда богатый город Молога.

    Тепловые электрические станции (ТЭС).

    На ТЭС сжигается топливо, а выделяющееся при этом тепло генерирует перегретый пар, вращающий турбины. Тепловые электростанции сжигают уголь, торф и мазут – невосполнимые природные ресурсы. Запасов углеводородного сырья, по некоторым оценкам, хватит лишь на ближайшие несколько десятилетий. Более того, по мере исчерпания ресурсов снижается качество угля, увеличиваются затраты на его перевозку. Сжигание низкокачественных углей ведет к снижению КПД ТЭС, перерасходу топлива, дополнительному загрязнению атмосферы.

    Направления борьбы с загрязнением приземной атмосферы:

    • оптимизация процесса сжигания топлива;
    • очистка топлива от элементов, образующих при сжигании загрязняющие вещества;
    • очистка дымовых газов от загрязняющих веществ;
    • рассеивание загрязнителей в атмосферном воздухе.

    Перечисленные способы не позволяют радикально сократить выход токсичных компонентов. Их внедрение порождает строительство сооружений, по затратам соизмеримое с самими ТЭС. Кроме того, ряд способов снижения концентрации вредных примесей основан на применении аммиака, вещества с опасными свойствами.

    Замечание 1

    Переход с твердого топлива на газ ведет к удорожанию электроэнергии, а переход на жидкое топливо (мазут), хотя и уменьшает золообразование, не снижает выбросов окислов серы и азота.

    Атомные электрические станции (АЭС).

    АЭС по принципу действия аналогичны ТЭС, но используют для парообразования тепло радиоактивного распада обогащенной урановой руды.

    Нейтроны, освобождающиеся в ходе цепной реакции, выделяются лишь из изотопа урана-235. Для деления ядер урана-238 их энергия недостаточна. В природе же на долю изотопа 238 приходится 99,3% урана. Поэтому прежде всего необходимо получить в больших количествах уран-235. Критическая масса урана-235 для получения цепной реакции – несколько десятков килограмм. Кроме того, для получения цепной реакции в природном уране скорости нейтронов должны быть уменьшены до тепловых. Для этого используется вода или графит.

    Таким образом, АЭС является сложным и дорогостоящим сооружением, хотя с экономической точки зрения они выгодней, чем ТЭС. В ядерных реакторах в качестве побочного продукта могут вырабатываться полезные для медицины и промышленности радионуклиды.

    Замечание 2

    Недостатком АЭС является вероятность аварий большой разрушительной силы. Авария на Чернобыльской АЭС 1986 г. сопровождалась значительными выбросами радиоактивных веществ и эвакуацией населения.

    Альтернативные источники электроэнергии

    Альтернативные источники электроэнергии делятся на:

    • ветряные;
    • приливные;
    • геотермальные;
    • солнечные.


    Рисунок 2. Прогноз развития альтернативной энергетики. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

    Будущее энергетики связывают с Термоядерными электростанциями, вырабатывающими энергию за счет синтеза тяжелых изотопов водорода с образованием гелия. Такая реакция не дает газообразных и жидких радиоактивных отходов. Горючим для термоядерных станций будет дейтерий (изотоп водорода), который получают из обычной воды. С помощью термоядерных электростанций человечество сможет обеспечить себя электроэнергией практически на неограниченное время. Реакция термоядерного синтеза требует очень высокой температуры. Изотопы при этом нужно еще и удерживать некоторое время в нагретом состоянии. Но рождающиеся в такой реакции атомы гелия и нейтроны несут энергию в тысячу раз большую, чем та, которая пошла на их нагрев. К сожалению, ученые и инженеры еще далеки от создания промышленных образцов таких установок.

    Ветряные электростанции: ветер вращает лопасти, они передают вращение электрогенератору. Производство ветряков не связано с высокими затратами, но их мощность сравнительно мала. Выработка электроэнергии в них зависит от погоды. Ветрогенераторы порождают сильный шум, создают помехи для воздушного сообщения, прохождения радиоволн. Массовое применение ветрогенераторов может привести к ослаблению воздушных потоков, повлиять на климат.

    Приливные электростанции для выработки электроэнергии используют энергию морских приливов. Недостаток их в том, что они могут быть построены лишь на берегах морей и океанов, к тому же приливы случаются лишь дважды в сутки. Приливные электростанции нарушают условия жизни морской флоры и фауны.

    Геотермальные электростанции преобразуют тепло недр в электричество. Недостатком их является возможность порождения землетрясений. Выходящие из-под земли газы порождают сильный шум и могут содержать отравляющие вещества.

    Солнечные электростанции состоят из множества полупроводниковых элементов. Они превращают в электричество лишь 10-20% энергии солнечных лучей, эффективность их работы зависит от погоды. Главный недостаток — материалоемкость. Производство материалов, преобразующих свет в электричество, наносит определенный вред окружающей среде

    ОБОРУДОВАНИЯ

    Влияние электрических сетей на окружающую среду определяется воздействием электрического поля, использованием земельных ресурсов, нарушением природных ландшафтов.

    Электрическое поле воздушных линий – это вредный, биологически активный фактор, воздействующий на человека и окружающую природную среду. Это влияние в основном ощущается на воздушных линиях 750 и 1150 кВ переменного и 1500 кВ постоянного тока. В связи с этим напряженность электрического поля под проводами воздушной линии сверхвысокого напряжения нормируется и контролируется в пределах охранной зоны у поверхности земли, обычно 1-15 кВ/м.

    Основное влияние электросетевых объектов на окружающую среду связано с изъятием участков земли под опоры воздушной линии и площадки подстанций. Полоса земли под воздушной линией в пределах установленной охранной зоны не изымается у землепользователей и может быть использована для сельскохозяйственных и других нужд в соответствии с “Правилами охраны электрических сетей напряжением свыше 1000 вольт”.

    В ряде случаев строительство воздушной линии связано с вырубкой леса вдоль трасс, что приводит не только к потере леса, но и к другим нежелательным явлениям. Существующая в настоящее время система компенсации государству за порубки леса не учитывает экологического ущерба от миграции промысловых животных, гибели ценных растений и животных, потери так называемых “бесплатных даров природы”.

    В целях экологической оптимизации трасс линий электропередачи целесообразно в качестве природоохранной меры производить соответствующие биологические изыскания, картографирование местности по биологическим признакам; дифференцировать тарифы на порубку лесов в размерах, стимулирующих корректировку трассы, запрещать использование гусеничной тяги с большим давлением на грунт и т.п.

    Имеют место случаи, когда воздушные линии становятся привлекательными объектами для крупных птиц и причиной их массовой гибели в результате замыкания проводов широко распахнутыми крыльями. Наиболее опасны опоры воздушных линий с штыревыми изоляторами для степного орла, занесенного в Красную книгу, орла канюка-курганника и др. Для устранения этой опасности должны разрабатываться соответствующие конструкции опор.

    Для подстанций, находящихся вблизи населенных пунктов, нормируется шумовое воздействие на человека. Особенно неблагоприятны низкочастотные составляющие (около 50-150 Гц) шумовых характеристик трансформаторного оборудования. Превышение нормируемого значения уровня шумов (30 дБ на уровне открытой форточки в жилой застройке) устраняется мероприятиями по снижению уровня шумов (удаление подстанции от селитебных территорий, шумопоглощающие устройства, размещение трансформаторов в закрытых камерах и т.п.).

    Для линий электропередачи, проходящих вне населенных пунктов, Правилами охраны электрических сетей установлено понятие “охранная зона”. В пределах этой зоны запрещается производство каких-либо работ, за исключением сельскохозяйственных. Ширина охранной зоны зависит от напряжения воздушной линии. Охранная зона вдоль воздушных линий электропередачи устанавливается в виде воздушного пространства над землей, ограниченного параллельными вертикальными плоскостями, отстоящими по обе стороны линии на расстоянии 10 метров от крайних проводов по горизонтали. Для воздушных линий, проходящих через лесные массивы, прорубаются просеки. Ширина просеки предусматривается такой, чтобы расстояние по горизонтали от проводов до кроны деревьев составляло 3-5 метров.

    Подстанции, как правило, должны располагаться на непригодных для сельскохозяйственного использования землях, на незаселенной территории, занятой кустарниками и малоценными насаждениями, вне площадей залегания полезных ископаемых. Отвод земель под подстанцию производится с учетом размещения открытых распределительных устройств, трансформаторов, общестанционного пункта управления и других необходимых сооружений. Подстанции должны размещаться с учетом наиболее рационального использования земель и перспективы последующего расширения. В проектах строительства подстанции учитываются затраты на снятие, хранение и транспортировку плодородного слоя почвы, а также затраты на возмещение убытков землепользователей, связанных с изъятием земельного участка.

    Электрическое поле вблизи воздушной линии может оказывать вредное воздействие на человека. Различают следующие виды воздействия: непосредственное воздействие, проявляющееся при пребывании в электрическом поле. Эффект этого воздействия усиливается с увеличением напряженности поля и времени пребывания в нем; воздействие электрических разрядов (импульсного тока), возникающих при прикосновении человека к изолированным от земли конструкциям, корпусам машин и механизмов на пневматическом ходу и протяженным проводникам или при прикосновении человека, изолированного от земли, к растениям, заземленным конструкциям и другим заземленным объектам; воздействие тока, проходящего через человека, находящегося в контакте с изолированными от земли объектами: крупногабаритными предметами, машинами, механизмами, протяженными проводниками. Кроме того, электрическое поле может стать причиной воспламенения или взрыва паров горючих материалов и смесей в результате возникновения электрических разрядов при соприкосновении предметов и людей с машинами и механизмами. Степень опасности каждого из указанных факторов возрастает с увеличением напряженности электрического поля. Если напряженность электрического поля превышает предельно допустимые уровни, должны быть приняты меры к ее снижению.

    Для исключения влияния на окружающую среду возможных сбросов трансформаторного масла при авариях с маслонаполненным оборудованием (трансформаторы, реакторы и пр.) на подстанции предусматриваются маслоприемники, аварийные маслостоки и закрытые маслосборники, в которые также могут поступать ливневые воды из маслоприемников, содержащие следы масла.

    Надежность электротехнических устройств в значительной степени зависит от условий эксплуатации. Удары, вибрация, перегрузки, резкие перепады температуры, повышенная влажность, электрические и магнитные поля, песок, плесень, вызывающие коррозию жидкость и газы — все влияет на работу электроустройства. Поэтому особенно важно, чтобы обслуживающий персонал хорошо знал уровень, продолжительность, характер воздействия каждого из этих факторов и степень их влияния на надежность работы электротехнических устройств: от этого зависит срок службы электроустановок.

    Место расположения подстанции — город Липецк находится в центрально-черноземной полосе России. Климатические условия региона характеризуются как умеренно-континентальные. По скоростному напору ветра этот район имеет категорию II . Грозовая активность в пределах 40-60 часов в году, что является средним показателем. В зависимости от места размещения при эксплуатации электрического оборудования ГОСТ 15150-69 существует пять категорий изделий. Электрическое оборудование РУ-110 кВ относится к первой категории изделий. Оборудование этого исполнения предназначено для эксплуатации в умеренном климате. Оно располагается на открытом воздухе и подвержено действию всех неблагоприятных факторов окружающей среды. Установки релейной защиты, автоматики и измерений имеют четвертую категорию исполнения. Оборудование этого исполнения предназначено для эксплуатации в помещениях с искусственным климатом, т.е. нет резких перепадов температуры и давления, пыле-, водо-, грязезащита. К таким помещениям относятся блочные или кирпичные отапливаемые сооружения. На подстанции осуществляется прием, трансформация и передача электроэнергии. Весь технологический процесс не оказывает никакого негативного влияния на окружающую среду. Однако экологическую опасность представляет масло, находящееся в автотрансформаторах и выключателях. Нельзя допускать утечки масла, так как это может не только привести к аварийному режиму, но и к загрязнению почвы и грунтовых вод. Отработанное масло должно вывозиться с территории подстанции для последующей переработки.

    При проектировании конкретного объекта оценка масштабов его влияния на окружающую среду необходима для расчета и обоснования природоохранных мероприятий, экономической и экологической эффективности. На базе этих оценок устанавливается, в какой мере проектируемый объект удовлетворяет санитарным требованиям. Проблемы оптимального развития электроэнергетики должны решаться с учетом необходимости обеспечения надежного и экономически эффективного электроснабжения потребителей при удовлетворении высоких требований по охране окружающей среды.

    2. ВЫБОР СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

    Электрические сети должны обеспечивать надежное электроснабжение потребителей и требуемое качество электроэнергии. При этом работа сетей должна соответствовать требованиям наибольшей экономичности. Это относится и к условиям проектирования, и к условиям эксплуатации. Обычно за исходные принимаются требования по надежности питания и качеству электроэнергии, обусловленные техническими условиями. Принимаемые решения в дальнейшем корректируются по условиям экономичности. Обоснованное выполнение этих требований на основе принципов общегосударственной экономики и является важнейшей задачей инженерной деятельности в области электрических сетей и систем. Вопрос о надежности электроснабжения потребителей возникает в связи с тем, что практически все элементы сети с течением времени повреждаются. Сокращение количества возможных повреждений часто связано с большими дополнительными затратами. Поэтому обычно при конструировании сетей приходится ориентироваться на некоторые средние условия их работы. В более трудных условиях, которые возникают сравнительно редко, приходится учитывать возможность повреждения сетевых сооружений. Повреждения могут происходить при повышенной грозовой деятельности, усиленных ветровых воздействиях, тяжелых гололедных образованиях и т.п. Повышение надежности электроснабжения может обеспечиваться не только снижением повреждаемости и резервированием элементов сети, но и другими способами, которые могут оказаться более оправданными экономически,  применение устройств автоматики, и др.

    Качество электроэнергии в современных протяженных электрических сетях с большим количеством электропотребителей зависит от многих условий работы сети. Оно оказывается практически различным в разных местах сети, не может регулироваться применением специальных устройств. Сооружение и эксплуатация сетей связаны с большими денежными и материальными затратами. Поэтому и в условиях эксплуатации должен проводиться тщательный анализ повышения экономичности работы сетей. Это требуется при выборе схемы соединений линий и параметров оборудования сети, при улучшении режимов ее работы, выяснении целесообразной степени ее автоматизации, способов резервирования и т.п.

    Требования к надежности электроснабжения в настоящее время приводятся к указаниям о допустимой длительности аварийных перерывов в электроснабжении и о числе независимых взаимно резервирующих источников питания. По этим показателям все электроприемники разделяют на следующие три категории:

    1 категория  электроприемники, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса и другие подобные последствия. К этим электроприемникам относят, например, сталеплавильные печи, энергетическое оборудование металлургического производства, шахтные вентиляторы и насосы, ЭВМ, аварийное освещение и т.п. Электроснабжение этих электроприемников должно обеспечиваться от двух независимых взаимно резервирующих источников, а перерыв электроснабжения при отключении одного из источников допустим на время автоматического восстановления питания.

    Из состава 1 категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства в целях предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования. Для этой группы электроприемников должно предусматриваться дополнительное питание от третьего, независимого резервирующего источника.

    Вторая категория  электроприемники, перерыв в электроснабжении которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта. Типичным примером таких приемников могут считаться металлорежущие и другие станки цехов машиностроительных предприятий. Эти электроприемники также рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников, однако длительность аварийного перерыва электроснабжения допустима на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной бригады.

    Допускается и питание от одного источника питания, если ремонт или замена поврежденного оборудования занимает не более 1 суток. Во многих случаях система питания и допустимая длительность перерыва в электроснабжении определяются технико-экономическими расчетами.

    Третья категория  электроприемники, не принадлежащие к 1й или 2й категориям. Сюда относят, например, склады, ремонтные и вспомогательные цехи предприятий. Для электроприемников этой категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы в электроснабжении, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента, не превышают 1 суток.

    На подстанции в работе находятся два трансформатора, которые включены на параллельную работу и осуществляют питание электропотребителей через одну общую секцию шин, что обеспечивает надежность такой схемы электроснабжения и позволяет осуществлять запитку электропотребителей первой и второй категорий в случае возникновения аварийной ситуации с частичным или полным отключением потребителей третьей категории. Схема соединений подстанции представлена на (рис. 2.1).

    3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ

    3.1. Определение условного центра электрических нагрузок
    Подстанция является основным звеном системы электроснабжения. Когда подстанции рационально размещены по территории предприятия, технико-экономические показатели электрической системы близки к оптимальным. Для определения местоположения подстанции предприятия при проектировании систем электроснабжения группу приемников бывает целесообразно заменить одним эквивалентным электроприемником, расположенным в некоторой условной точке площади, занимаемой этой группой. Такую точку называют центром электрических нагрузок. Под центром нагрузок понимают теоретически наивыгоднейшую точку размещения подстанции. При определении местоположения подстанции должны выполняться следующие требования: подстанция должна находиться в центре тяжести рассматриваемых объектов; подстанция должна быть расположена ближе к приемнику с максимальной нагрузкой. Размещение подстанции как можно ближе к центру электрических нагрузок преследует следующие цели: минимизацию суммарной длинны внутригрупповой сети; обеспечение по возможности более близких друг к другу уровней напряжения у потребителей; минимизацию потерь электроэнергии и суммарных приведенных годовых затрат.

    Для определения местоположения подстанции необходимо знать расположение потребителей в условной системе координат, а также их активную и реактивную мощности. В нашем случае условная система координат местоположения потребителей с их координатами приведена на (рис.3.1), а координаты потребителей и их мощности приведены в табл.3.1.

    Таблица 3.1

    Значения мощностей и координат потребителей

    Потребители Координаты потребителей Мощности потребителей
    х, км у, км Р, кВт Q, квар
    1 0,8 2,45 935 579
    2 1,95 1,05 1819 1127
    3 2,65 0,85 1840 1380
    4 1,8 2,3 615 542
    5 3,2 1,75 688 516
    6 5,25 0,8 780 912

    Определим координаты центра тяжести между первым и вторым потребителем. С этой целью определим расстояние между этими потребителями L12 из следующего выражения:

    км.
    Найдем расстояние от первого потребителя до центра тяжести L12n, при определении которого должно выполняться равенство плеч нагрузок этих потребителей:
    км.
    Определим координаты центра тяжести 1-2 потребителей (х12 ; у12). По теореме Фалеса будем иметь:
    ;
    .
    Далее определим координаты центра тяжести между потребителями 1-2-3, который лежит между центром тяжести потребителей 1-2 и потребителем 3. Они находятся аналогично координатам центра тяжести потребителей 1-2, определенным выше. Аналогично определяем координаты центра тяжести для потребителей 1-2-3-4-5-6:

    Таким образом, центр тяжести потребителей 1-2-3-4-5-6, и, соответственно, место расположения подстанции, находятся в точке с координатами (2,48;1,35). Аналогично рассчитывается центр тяжести по реактивной мощности. Центр тяжести по реактивной мощности рассчитывается для определения места расположения компенсирующих устройств. Результаты расчетов приведены в табл.3.2.

    Таблица 3.2

    Координаты центров тяжести

    Потребители Координаты (х;у) центра тяжести по
    активной мощности реактивной мощности
    1-2 (1,56;1,53) (1,56;1,53)
    1-2-3 (2,0;1,26) (2,05;1,22)
    1-2-3-4 (1,97;1,38) (2,01;1,38)
    1-2-3-4-5 (2,12;1,42) (2,16;1,43)
    1-2-3-4-5-6 (2,48;1,35) (2,72;1,32)

    3.2. Определение электрических нагрузок подстанции

    Первым этапом проектирования системы электроснабжения является определение электрических нагрузок. По значению электрических нагрузок выбирают электрооборудование системы электроснабжения, определяют потери мощности и электроэнергии. От правильной оценки нагрузок зависят капитальные затраты на систему электроснабжения, эксплуатационные расходы, надежность работы электрооборудования. При проектировании системы электроснабжения потребители электроэнергии рассматривают в качестве нагрузок. Различают следующие виды нагрузок: активную, реактивную, полную мощность и ток. Режимы работы приемников электроэнергии разнообразны и изменяются во времени. Для характеристики потребляемой мощности пользуются понятиями: электрическая нагрузка  величина, характеризующая потребление мощности отдельными приемниками или потребителями электроэнергии. Приемник  устройство, потребляющее электрическую энергию. Потребитель  совокупность приемников цеха или предприятия, объединенных в группы по напряжению, роду тока, частоте тока, степени бесперебойности питания и степени резервирования, по технологическим связям и режимам работы, по территориальному размещению и стабильности расположения электрооборудования, схеме электроснабжения. Номинальная активная мощность приемника электроэнергии  это мощность, указанная в паспорте приемника электроэнергии, при которой приемник электроэнергии должен работать. Под номинальной реактивной мощностью приемника электроэнергии понимают реактивную мощность, потребляемую им из сети или отдаваемую в сеть при номинальной активной мощности и номинальном напряжении. Номинальную мощность группы приемников определяют как сумму номинальных мощностей отдельных приемников. Для характеристики переменной нагрузки приемников электроэнергии за рассматриваемый интервал времени определяют средние нагрузки. В определенные промежутки времени значения активной, реактивной, полной мощности или тока представляют собой наибольшее из соответствующих средних значений. Такие нагрузки называют максимальными. В зависимости от продолжительности различают длительные и кратковременные максимальные нагрузки.

    В настоящее время существует ряд научно обоснованных методов расчета электрических нагрузок. Наибольшее применение для определения электрических нагрузок получил метод упорядоченных диаграмм показателей графиков нагрузки, который положен в основу указаний по определению электрических нагрузок в промышленных установках. Учитывая, что системы электроснабжения промышленных предприятий эксплуатируются при некоторых изменяющихся во времени условиях производства (усовершенствование технологических процессов, повышение использования оборудования и т.п.), которые трудно учесть при проектировании, теоретически невозможно и практически не требуется обеспечивать высокую точность расчета электрических нагрузок принята допустимая погрешность 10%. По методу упорядоченных диаграмм расчетную активную нагрузку приемников электроэнергии на всех ступенях питающих и распределительных сетей (включая трансформаторы и преобразователи) определяют по средней мощности и коэффициенту максимума из выражения:

    , (3.1)
    где КМ – коэффициент максимума, КМ=1;

    КИ  коэффициент использования группы приемников, КИ=0,37;

    рНОМ – средняя активная мощность приемников, кВт.

    Подставляя значения в формулу (3.1), получим:

    Расчетную реактивную нагрузку определим аналогично из выражения:

    , (3.2)

    где qНОМ – средняя реактивная мощность приемников, квар.

    Подставляя значения в формулу (3.2), получим:
    Найдем полную мощность электропотребителей из выражения:
    кВА.
    Определим расчетный ток линий, питающих потребителей:
    , (3.3)
    где U  напряжение питающих шин подстанции, от которых запитаны потребители электрической энергии, кВ.

    Подставляя значения в формулу (3.3), получим:

    А.

    3.3. Картограмма нагрузок

    Картограмма нагрузок предприятия представляет собой размещенные по генеральному плану окружности, причем площади, ограниченные этими окружностями, в выбранном масштабе равны расчетным нагрузкам потребителей. Для каждого потребителя наносится своя окружность, центр которой совпадает с центром нагрузок потребителей. Центр нагрузок потребителей является центром потребления электрической энергии. Подстанцию следует располагать ближе к центру нагрузок, так как это позволяет приблизить высокое напряжение к центру потребления электрической энергии и значительно сократить протяженность распределительных сетей, уменьшить расход проводникового материала и снизить потери электрической энергии. Картограмма электрических нагрузок позволяет достаточно наглядно представить распределение нагрузок по территории промышленного предприятия. Картограмма нагрузок состоит из окружностей, и площадь, ограниченная каждой из этих окружностей , в выбранном масштабе m, равна расчетной нагрузке соответствующего потребителя Рi:
    >6. ВЛИЯНИЕ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

    6.1. Негативное влияние воздушных линий электропередачи на окружающую среду

    Воздушные линии электропередачи оказывают негативное влияние на окружающую среду, в частности на ее экологические, социальные и экономические системы. Для сооружения линий электропередачи требуется отвод земель под опоры и вырубка просек при прохождении трассы линии по лесному массиву. Последствия отвода земель и вырубки леса выражаются:

    • • в разрушении ценных селькохозяйственных земель, а именно: в порче посевов, верхних плодородных слоев земли при строительстве линий и, следовательно, снижении объемов производства сельскохозяйственной продукции;
    • • снижении водоохранных, водорегулирущих, противо- эрозиониых, климаторегулирующих, почвозащитных, полезащитных функций леса;
    • • изменении среды обитания животных и птиц, их генофонда (площадь вырубки леса для прокладки 1 км линии напряжением до 10 кВ, а также линий напряжением 35, 110, 220, 330 и 750 кВ составляет соответственно 0,7; 3,4; 3,2; 3,7; 5,6; 8,5 га/км при ширине просеки 7, 7, 34, 37, 56 и 85 м).

    Введенная в эксплуатацию воздушная линия электропередачи изменяет рельеф местности и оказывает влияние на условия жизни населения вблизи линии: создает дискомфорт, вызванный акустическим шумом, исходящим от линии, воздействием на телевидение, связь, радио, необходимостью соблюдения безопасности и продолжительности пребывания в зоне отчуждения линии из-за высокой напряженности электрического поля и повышенной концентрации озона и окислов азота.

    Коронирование проводов на воздушной линии электропередачи сверхвысоких напряжений сопровождается выделением озона и окислов азота из окружающего провод воздуха, что неблагоприятно воздействует на растительность и человека.

    В США в отличие от стран СНГ установлена предельная концентрации озона и окислов азота, равная соответственно 0,08 и 0,05 частей на миллион. При этом максимальная концентрация озона, имеющая место в течение 1 ч, не должна превышаться чаще одного раза в год. За максимальную концентрацию окислов азота принято среднеарифметическое значение за год.

    В зоне отчуждения ухудшаются условия работы сельскохозяйственных машин и механизмов из-за механических препятствий, создаваемых опорами и проводами линии, ограничиваются возможности применения авиации и машинного орошения. При выполнении ремонтных работ на линии возможны потравы сельскохозяйственных растений и порча плодородных слоев земли. Линии создают препятствия на путях миграции животных и птиц, оказывают электромагнитное влияние на параллельные им воздушные линии электропередачи.

    Эстетическое воздействие воздушных линий электропередачи на окружающую среду связано в основном с высотой и архитектурными формами опор, а также с окраской всех элементов линии электропередачи, т.е. со всем тем, что оказывает влияние на внешний вид и, следовательно, на визуально-эстетическое восприятие линии электропередачи.

    Улучшения визуально-эстетического восприятия воздушной линии электропередачи можно добиться путем маскировки ее на местности, т.е. обеспечения совместимости общего вида линии с основным характером местности, а именно:

    • • придания опорам линий приятных для глаза архитектурных форм за счет использования для изготовления опор высокопрочной стали, что позволяет уменьшать площадь поперечного сечения элементов стальных опор и создавать более изящные их очертания; применения опор с узкой базой, создающих впечатление меньшего объема, чем опоры с широкой базой; использования перекрестных решеток металлических опор с углом наклона 45°;
    • • размещения в общем коридоре линий с опорами одного и того же типа одинаковой (но не слишком большой) высоты, окрашенными в одинаковый цвет и установленными в определенном порядке, с пролетами одинаковой длины (окраска опор производится светопоглощающими наиболее подходящими к фону местности красками — темно-зеленого или черного цвета);
    • • принятия мер по недопущению блеска на солнце металлических поверхностей опор, проводов, тросов, линейной арматуры (окраска оцинкованных деталей линейной арматуры темной краской, обработка поверхности сталеалюминиевых проводов пескоструйным аппаратом перед их монтажом, покрытие фарфоровых изоляторов цветной глазурью, применение полимерных изоляторов и т.д.).

    В целом воздушные линии электропередачи не представляют значительной угрозы для окружающей среды, так как не загрязняют воздух, воду и землю.

    Альтернативой воздушным линиям служат кабельные линии электропередачи, использование которых на номинальных напряжениях электрической сети выше 35 кВ сдерживается их высокой стоимостью и значительной зарядной мощностью, что обусловливает необходимость применения мощных средств поперечной компенсации.

    Для сохранности и нормальной эксплуатации воздушных линий электропередачи установлены:

    • • охранные зоны вдоль линий, проходящих по населенной местности, определяемые параллельными прямыми, отстоящими от крайних проводов на расстоянии 10, 15, 20, 25, 40 м для линий напряжением до 20, 35, 110, 330 и 750 кВ соответственно;
    • • разрывы (т.е. горизонтальные расстояния от крайних проводов линии при наибольшем их отклонении до ближайших выступающих частей зданий и сооружений), которые должны быть не менее 2, 4, 6, 8, 40 м для линий напряжением до 20, 35… 110, 220, 330, 750 кВ соответственно;
    • • просеки в лесных массивах шириной, равной расстоянию между крайними проводами плюс 3 м в каждую сторону от крайних проводов (при высоте деревьев до 4 м) или плюс высота основного лесного массива в каждую сторону от крайних проводов (при высоте деревьев более 4 м).

Warning: mysqli_query(): MySQL server has gone away in D:\OpenServer\domains\kuhnileona.ru\wp-includes\wp-db.php on line 1924

Warning: mysqli_query(): Error reading result set's header in D:\OpenServer\domains\kuhnileona.ru\wp-includes\wp-db.php on line 1924
Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *