Распределение электронов

§ 35. Распределение электроэнергии на буровых установках

Распределение электроэнергии при напряжении 380 В на территории КС при подводе се к потребителям, непосредственно обеспечивающим работу компрессорных агрегатов, целесообразно осуществлять по схеме двойных сквозных магистралей, присоединенных к разным секциям шин щитов 380 В. Этим обеспечивается высокая надежность питания. Остальные потребители питаются по радиальным схемам с подключением питающей линии к одной секции шин 380 В.

§ 35. Распределение электроэнергии на буровых установках . . . 238

В настоящее время электроснабжение нефтепромыслов осуществляется по линиям электропередачи напряжением 110, 220 и 500 кВ от мощных энергосистем, а распределение электроэнергии — по линиям напряжением 35 и 6 кВ. На новых нефтяных месторождениях планируется применение напряжения 10 кВ вместо б кВ.

В этом законе дано определение естественной монополии как такого состояния товарного рынка, при котором удовлетворение спроса на определенный вид продукции эффективнее осуществлять при отсутствии конкуренции. К сфере естественных монополий в электроэнергетике отнесены только услуги на передачу и распределение электроэнергии. Производство электрической энергии не отнесено к естественной монополии.

До начала проведения реформ управление электроэнергетикой Великобритании, как и в России, осуществлялось на жестком вертикальном принципе. Вся электроэнергетика Великобритании была государственной и состояла из Центрального электроэнергетического управления (ЦЭУ) и 12 небольших территориальных энергетических управлений (ТЭУ). Все управления принадлежали государству. ЦЭУ несло ответственность за производство и'передачу электроэнергии по сетям высокого напряжения и являлось монопольным производителем электроэнергии; ТЭУ обеспечивали распределение электроэнергии по своим территориям. Территориальные управления покупали электроэнергию у ЦЭУ по фиксированной цене, и их хозяйственная деятельность строго регулировалась государством. Крупные финансовые решения, в том числе инвестиционные планы и уровни тарифов, определялись в министерстве энергетики. Тарифы для конечных потребителей основывались на себестоимости производства, передачи и распределении электроэнергии с небольшой добавкой на прибыль.

ТЭУ были приватизированы и сохранили свои географические границы. На их основе были созданы 12 частных распределительных компаний. Теперь они должны обеспечивать распределение электроэнергии по низковольтным сетям, каждая на своей территории, и снабжать электроэнергией мелких потребителей. Кроме того, ТЭУ обязаны конкурировать в сфере снабжения электроэнергией крупных потребителей. Таким образом, ТЭУ потеряли свою монополию на территориальное электроснабжение. Объединенные системы Шотландии и Франции также участвуют в работе рынка электроэнергии.

Конкуренция в производстве электроэнергии и энергоснабжении потребителей после проведения реформы электроэнергетики в Великобритании проявилась уже в скором времени. Так, ТЭУ, обеспечивающие непосредственное энергоснабжение потребителей, стремясь уменьшить свою зависимость от крупных производителей электроэнергии (генерирующих компаний), стали строить свои собственные электростанции, в основном парогазовые установки (ПГУ). Таким образом, ТЭУ, ответственные в первую очередь за распределение электроэнергии по низковольтным распределительным сетям, а не за ее производство, сами стали конкурировать на рынке с главными производителями электроэнергии «Нэшнл Пауэр», «Пауэр Джен» и «Ньюклеар Электрик».

Поскольку производство электроэнергии относится к конкурентному виду деятельности, электростанция сама должна быть заинтересована в снижении своих затрат, а государство должно постепенно перестать регулировать тарифы на выработку электроэнергии. Немногочисленный аппарат ФЭК России и РЭК не в состоянии контролировать затраты на каждой электростанции при назначении ей тарифа, а поэтому работа ФЭК России и РЭК в этом направлении никогда не будет эффективной. Передача и распределение электроэнергии относятся по своей природе к монопольному виду деятельности, и тарифы на них должны устанавливаться государственными органами исполнительной власти.

Основные элементы системы электроснабжения. Важным элементом в электроснабжении промышленных предприятий являются подстанции. Они служат для приема, преобразования и распределения электроэнергии. В зависимости от назначения, Мощности и напряжения подстанции подразделяются на узловые распределительные подстанции (УРП) — ПО—500 кВ; главные понизительные подстанции (ГПП) — ПО—220/6= 10—35 кВ; подстанции глубоких вводов (ПГВ)—ПО—220/6-10 кВ; распределительные пункты (РП) — 6—10 кВ; цеховые трансформаторные , подстанции (ТП) — 6— 10/0,38—0,66 кВ. На ГПП электроэнергия, получаемая от источника питания, трансформируется с напряжения ПО—220 кВ на напряжение 6—10 кВ (иногда 35 кВ), при котором происходит распределение электроэнергии по территории предприятия и питание электроприемников высокого напряжения.

3. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ПРИ НАПРЯЖЕНИИ ДО 1 кВ

Это выражение для постоянной Холла не учитывает распределение электронов по скоростям и справедливо только для вырожденных полупроводников.

Механизм электропроводности полупроводников можно объяснить на основе зонной теории твердого тела. Энергетическая диаграмма полупроводника ( 1.1, б), иллюстрирующая эту теорию, показывает распределение электронов по энергетическим уровням и состоит из трех зон: валентной, запрещенной и зоны проводимости. Лишь те валентные электроны полупроводника, которые обладают энергией зоны проводимости, освобождаются от ковалентной связи с атомами и могут свободно перемещаться в кристалле. При отсутствии же в кристалле примесей атомов других элементов и при температуре абсолютного нуля все валентные электроны участвуют в межатомных связях, иначе говоря находятся на энергетических уровнях валентной зоны и не могут принимать участия в процессе электропроводности.

Рассмотрим собственный полупроводник. При температуре Т — О К все энергетические уровни валентной зоны заполнены электронами, а уровни зоны проводимости — свободны. С повышением температуры некоторое количество электронов покидает валентную зону и переходит в зону проводимости. Распределение электронов и дырок по энергиям в твердом теле описывается статистикой Ферми — Дирака. Согласно этой статистике вероятность того, что состояние с некоторой энергией <§ при температуре Т будет занято электроном, определяется функцией Ферми — Дирака:

2.19. Равновесное состояние р-гс-перехода: распределение плотности объемного заряда р (а), потенциала ф (б), напряженности электрического поля Е (в) вдоль перехода; энергетические диаграммы п- и р-областей в отсутствие контакта между ними (г); энергетическая диаграмма р-га-перехода (д); распределение электронов в n-области и дырок в р-области по энергиям (е)

через переход и рекомбинации. Очевидно, чем больше был прямой ток, тем больше накопилось неосновных носителей заряда в базе, тем дольше будет продолжаться процесс установления статического обратного тока /s. На 2.29, г показано распределение электронов, инжектированных в р-область базы диода в различные моменты времени поел; переключения напряжения с прямого на обратное. Поел;

Рассмотрим собственный полупроводник. При температуре Т=0 К все энергетические уровни валентной зоны заполнены электронами, а уровни зоны проводимости - свободны. С повышением температуры некоторое количество электронов покидает валентную зону и переходит в зону проводимости. Распределение электронов и дырок по энергиям в твердом теле описывается статистикой Ферми - Дирака. Согласно этой статистике вероятность того, что состояние с некоторой энергией W при температуре Т будет занято электроном, определяется функцией Ферми - Дирака:

Решение. Предположим, Что Ширина базы МнбГО меньше диффузионной длины электронов (неосновных носителей), концентрация акцепторных примесей в базе значительно ниже концентрации донорных примесей в эмиттере и коллекторе, в базовой области отсутствует рекомбинация носителей, т. е. распределение электронов в базе линейное, концентрация неосновных носителей на коллекторном переходе равна нулю.

Энергия, которой обладает каждый электрон в связанном состоянии, не может принимать произвольных значений: она строго определенна. Совокупность энергетических уровней валентных электронов идеального кристалла образует на энергетической диаграмме, показывающей распределение электронов по уровням энергии, валентную зону ( 3.2). При температуре абсолютного нуля и при отсутствии примеси в кристалле все валентные электроны участвуют в межатомных связях и полностью заполняют все энергетические уровни в валентной зоне, зона же проводимости остается свободной.

Распределение электронов в отдельном атоме по уровням энергии изображают графически ( 3-1, а). Для этого на оси ординат откладывают в определенном масштабе значения энергии и параллельно оси абсцисс проводят линии, соответствующие разрешенным уровням энергии (обычно выраженным через квантовые числа).

На 3-1,6 приведена диаграмма, показывающая относительное распределение электронов на разных уровнях для одного из многоэлектронных атомов. Электроны обозначены кружочками. Число кружочков на каждой линии соответствует максимально возможному числу электронов в соответствующей подгруппе.

Ферромагнитные вещества отличаются тем, что в их атомах имеются не совсем заполненные электронные оболочки с нескомпенсированными спинами. Рассмотрим сначала изолированный атом железа. На 12-1 показано распределение электронов уединенного атома этого элемента в виде схемы энергетических уровней