1. Электр тогыны трлері
 Скачать 315.51 Kb.
|
|
1. Электр тогының түрлері Сондықтан газ ішіндегі электр тоғы қатты өткізгіштер мен электролиттердегі тоққа мүлде ұқсамайтын бір қатар ерекше құбылыстар туғызады. Газ арқылы электр тоғы өтү үшін, оны иондау (яғни оның ішінде жеткілікті мөлшерде зарядты бөлшектердің пайда болуы) керек. Мұндай зарядты бөлшектер кейбір фактордың әсерінен пайда болады немесе газға сырттан енгізіледі; не болмаса электродтар арасындағы электр өрісінің әсерінен пайда болады. Осындай әсерлер нәтижесінде газда электр тоғының пайда болуын газдық разрядтар деп атайды. Газдағы зарядты бөлшектер (заряд тасушылар) сыртқы факторлардың, яғни ионизаторлардың (жалын, рентген сәулелері, термоэлектрондық эмиссия, радиоактивті сәулелер т.б.) әсерінен пайда болса, онда ол тәуелді разряд деп аталады.[1] Синусоидалы айнымалы ток тізбегіндегі есепті шешу векторлық диаграмма арқылы жеңілдетіледі. Квазистационар айнымалы токтың күрделі тізбектегі есептерін шешуге Кирхгоф ережесі қолданылады. Мұндайда комплексті шамалар әдісі (белгілер әдісі) пайдаланылады. Ол әдіс геометриялық операцияларды алгебралық формада айнымалы токтың векторы арқылы өрнектеуге және айнымалы ток тізбектері есептеріне тұрақты ток тізбектерінің барлық әдістерін қолдануға мүмкіндік береді. 2. Электрэнергияны жеткізу және тарату жүйелерінің жалпы сипаттамасы. Электрэнергияны өндіру бірге жұмыс атқаратын (қатарлас) ірі электрстанцияларда көбінесе шоғырланады. Электрэнергияны тұтыну орталықтары (өндірістік кәсіпорындар, қалалар, ауылдық аудандар және т.б.) олардың көздерінен ондаған, жүздеген километрге қашық орналасқан және едәуір аймақта таралған. Электрэнергияны жеткізу және тарату жүйесін және «өндіру- жеткізу- тарату» - ң барлық құрылымын сипаттау үшін кейбір ұғымдарды, атауларды және анықтамаларды енгіземіз. Электр қондырғысы – электрэнергияны өндіруге, түрлендіруге, жеткізуге, таратуға немесе тұтынуға арналған аппараттардың, машиналардың, жабдықтардың және құрылымдардың жиынтығы. Электрқондырғыларын кернеу шамасы бойынша 1000 В дейінгіге (төменгі вольттік) және 1000 В жоғарғыға (жоғары вольттік) бөледі. Электрстанция – турбо - және гидрогенераторлардың көмегімен табиғи энергия тасушыларында (көмір, газ, су және басқалар) бар энергияны түрлендіру нәтижесінде электрэнергияны өндіруге арналған электрқондырғысы. Қосалқы станция – трансформаторлардан (автотрансформаторлардан) және басқа ЭЭ түрлендіргіштерінен, таратушы және көмекші құрылғылардан тұратын электрэнергияны қабылдауға, түрлендіруге (трансформациялауға) және таратуға арналған электрқондырғысы. Арналымынан тәуелді қосалқы станциялар трансформаторлық немесе түрлендіргіштік - түзетуші, қозғалтқыш – генераторлық және басқа болып жасалынады. Қосалқы станцияжоғарылатқыш болады, егер айнымалы ток кернеуінің шамасы төменгі кернеуден жоғарғыға түрленсе (электрстанциялар қосалқы станциялары), және төмендеткіш – жоғары кернеуді төменгіге трансформациялау жағдайында (кәсіпорындардың, қалалардың және басқалардың қосалқы станциялары). Орталық электр қоректің көзі – құранды шиналарында (қысқыштарында) кернеу режимінің автоматты реттелуі жүретін ЭЭ көзі. Электрстанциялар қатарында бұл жүктеме барда кернеуді реттейтіндерімен жабдықталған (РПН) трансформаторлары, реактивтік қуаттың реттелетін көздері, желілік реттегіштері және басқалары бар қосалқы станцияның шиналары. Таратушы құрылғы – кез – келген қосалқы станцияның құрамына кіретін электрқондырғы; электрэнергияны бір кернеуде (1000 В дейін және жоғары) қабылдауға және таратуға арналған. ТҚ - ң коммутациялық аппараттары, басқару, қорғау, өлшеу құрылғылары және көмекші құрылымдары бар. Қосалқы станциялармен қатар электр энергиясы таратушы пункттерде – ЭЭ бір кернеуде (трансформациясыз) қабылдауға және таратуға арналған және қосалқы станция құрамына кірмейтін құрылғыларда таралуы мүмкін. Электрберіліс желісі – қашықтыққа электрэнергияны жеткізуге арналған электрқондырғысы. Желілер ауа, кабель және өндірістік кәсіпорындарда және электрстанцияларда ток өткізгіштері және ғимараттар мен құрылымдардағы ішкі тартылымдар түрінде жасалынады. Электрэнергия тұтынушысы, электрқабылдағышы – электрэнергияны тұтынатын немесе оны энергияның басқа түрлеріне түрлендіретін аппарат, агрегат, механизм. Тұтынушыларға әртүрлі кернеудегі қосалқы станцияларының шиналарынан электр қорегін алатын электр жүктемелерінің (ЭЖ) (үй, қыстақ, зауыт және т.б.) жиынтығы жатады. Бір қатар жағдайларда тұтынушылар ретінде тұрғын ауданның, өндірістік кәсіпорынның және басқа нысандардың электрмен жабдықталуы іске асатын қосалқы станцияларды қарастырады. Электрэнергияны жеткізу және тарату жүйесінің элементтері болады: қиыстырмалары және кернеулері әртүрлі электрберіліс желілері (W), ЭБЖ параметрлерін бойлық және көлденең өтемдеудің құрылғылары (ӨҚ) (көлденең өтемдеудің құрылғылары және шунттайтын реакторлар); трансформаторлық қосалқы станциялар (күштік трансформаторлар (Т) және автотрансформаторлар, ажыратқыштар, айырғыштар, бақылаушы – өлшеуші аспаптар және т.б.); реактивтік қуаттың көздері (РҚК) (конденсаторлық батареялар, синхронды және статикалық тиристорлық өтемдеушілер); қорғаныс және автоматика құрылғылары, яғни автоматтық реттегіштер (АР), релелік қорғаныс (РҚ) және апатқа қарсы (АҚ) автоматиканың құрылғылары, диспетчерлік және технологиялық басқарудың құралдары (ДТБҚ). 3. Электр энергетикасы . Негізгі баптары. Эл.энергетикасы— энергетиканың басты құрастырушысы, оның басты міндеті — электр энергиясының тұтынушыларын электрлік энергиямен жабдықтау үшін электр энергиясын тиімді жолмен өндіру, тарату және үлестіру. Бұл сала кез келген елдің әлеуметтік және эконономикалық дамуының маңызды бөлігі, себебі электр энергиясының энергияның басқа тасымалдаушыларынан көрі бірқатар ерекшеліктері бар: үлкен қашықтыққа таратудың, тұтынушылар арасында үлестірудің және энергияның басқа түрлеріне (механикалық, жылулық, химиялық, жарықтық және басқа да…) түрлендірудің салыстырмалы жеңілдігі. Жалпы баптар Электрберіліс ауа желілері (АЖ) электрэнергияны сымдармен қашықтыққа жеткізуге арналған. Негізгі қиыстырмалық элементтері болатындар сымдар, найзағайдан қорғайтын тростар, тіректер, оқшаулағыштар және желілік арматура. Сымдар электрэнергияны жеткізуге арналған. АЖ найзағайдың асқын кернеулерінен қорғау үшін тіректердің жоғары жағындағы сымдардың үстінен найзағайдан қорғайтын тростарды монтаждайды. Тіректер сымдар мен тростарды жер немесе судың деңгейінен белгілі биіктікте ұстайды. Оқшаулағыштар сымды тіректен оқшаулауға арналған. Желілікарматура сымды оқшаулағыштарға және оқшаулағыштарды тіректерге бекітуге арналған. Ең кеңінен тараған бір – және екітізбекті АЖ. Үшфазалық АЖ бір тізбегі әртүрлі фазалардың сымдарынан тұрады. Екі тізбек те бір тіректе жайғасулары мүмкін. 4. Электр тораптары және жүйелерінің арналымы және олардың дамуы. Электрическая сеть — совокупность электроустановок, предназначенных для передачи и распределения электроэнергии от электростанции к потребителю. Қазақстанның барлық облыстарында аймақтық электр тораптары компанияларымен қатар көптеген делдалдар (трейдерлер) тұтынушыларды электр қуатымен жабдықтайды. Қазақстанның электртораптарының қазіргі құрылымында 1150, 500 және 220 кВ-тық кернеулі жоғары класты жүйе құраушы негізгі тораптардың ұзындығы тиісінше 1423 км, 5470 км және 17900 км. Аймақтық және жергілікті тораптардың көрсеткіштері мынадай: 110 кВ – 42000 км, 35 кВ – 61500 км, 6 – 10 кВ – 199400 км және 0,4 кВ – 115500 км. Республика экономиканың отын-энергет. қорының қажеттігін анықтау кезінде өнеркәсіптің түрлі салалары мен әлеум. аяда қуат үнемдейтін 100-ге жуық технол. мен шаралар ескерілді. Арналымы бойыншатораптар қоректендірушілерге және таратушыларға бөлінеді. Қоректендіруші желі деп таратушы пунктты немесе қорек орталығынан электрэнергияны ұзындығы бойынша таратпай қосалқы станцияны қоректендіретін желіні айтады. Таратушы желі деп трансформаторлық қосалқы станциялардың қатарын немесе тұтынушылар электрқондырғыларына келетін кірмелерін қоректендіретін желі саналады. 5. Қазақстанның біріккен энергетикалық жүйесі электр станцияларының, жылу және электр тораптарының Қазақстан Республикасының біртұтас электр энергетикасы жүйесінің бірнеше бөлікке бөлінуіне, электр және жылу энергиясы бойынша тұтынушыларды жаппай шектеуге, ірі энергетикалық жабдықтың зақымдануына алып келетін ірі технологиялық бұзылыстарды тексеруді есепке алады; Біртұтас электр энергетикалық жүйе (БЭЭЖ) — жоғары және аса жоғары кернеулі (500, 750 және 1150 кВ) электр жеткізу желілерімен біріктірілген және бір не бірнеше елдің аумағын электр энергиясымен қамтамасыз ететін электр энергетикалық жүйелердің жиынтығы. Энергетикалық жүйе (энергия жүйесі) – электрстанциялардың, электр және жылу тораптарының және электр және жылу энергиясын өндіру, жеткізу, тарату және тұтыну үшін қондырғылар мен құрылғылар қатарының бірлестігі. 6. Электр тораптары жұмысының жағдайларын ескеру Электр тораптары тұтынушыларын сенімді электрмен жабдықтауын және электрэнергияның қажетті санын қамтамасыз ету керек. Мұнда тораптардың жұмысы ең үлкен үнемділіктің талаптарына сәйкес болу керек. Бұның жобалау шарттарына және эксплуатация жағдайларына да қатынасы бар. Электрэнергияның сапасы қазіргі электрқабылдағыштар саны үлкен ұзақ электр тораптарында торап жұмысының көптеген жағдайларынан тәуелді. Ол тораптың әртүрлі орындарында іс жүзінде әртүрлі болуы мүмкін, бірақ арнаулы құрылғыларды қолданғанда реттеуге келеді. 7. Электр станцияларының түрлері. 1 Су электр станциясы 2. Атом ЭС 3. Жылу ЭС (оның бірнеше түрі бар, пайдаланатын отын өніміне қарай мыс: көмір, газ т.б.) 4. Жел ЭС (яғни желдің қуатымен электр энергиясын өндіретін) 5. Соңғысы Күн ЭС (күннің көзінен қуат алатын) Электростанции, работающие на органическом топливе (тепловые электростанции (ТЭС) в узком смысле) Газовые электростанции Жидкотопливные электростанции Твердотопливные электростанции Угольные электростанции Торфяные электростанции (подсветка факела основного топлива газом или жидким топливом, являющимся также резервным топливом) Гидроэлектрические станции (ГЭС) Приливные электростанции Электростанции на морских течениях Волновые электростанции (действующий образец —[1]) Осмотические электростанции (электростанция, использующая для выработки электричества явление осмоса) Ветроэлектростанции (ВЭС) Геотермальные электростанции Солнечные электростанции (СЭС) 8. Электр тораптары элементтерінің номиналды кернеулері. Номинальное напряжение — это базисное напряжение из стандартизированного ряда напряжений, определяющих уровень изоляции сети и электрооборудования. Действительные напряжения в различных точках системы могут несколько отличаться от номинального, однако они не должны превышать наибольшие рабочие напряжения, установленные для продолжительной работы. Номинальным напряжением у источников и приёмников электроэнергии (генераторов, трансформаторов) называется такое напряжение, на которое они рассчитаны в условиях нормальной работы. Номинальные напряжения электрических сетей и присоединяемых к ним источников и приёмников электрической энергии устанавливаются ГОСТом. Генераторларды токсымы бойынша келетін найзағайлы аса кернеуліктер және де индукцияланған аса кернеуліктер толқындарынан қорғау үшін I тобының вентильді ажыратқыштар кешені мен қорғаныстық конденсаторлар орнатылуы тиіс. Олардың сыйымдылығы генераторлардың номиналды кернеуі жағдайында мына шамадан кем болуы тиіс: 6 кВ жағдайында – 0,8 мкФ, 10 кВ жағдайында – 0,5 мкФ және 13,8-20 кВ жағдайында – 0,4 мкФ болуы тиіс. 9. Жылу конденсаттық электрстанциялары. Жалпы мәліметтер. конденсаттық – тек қана электр энергиясын өндіретін электр станциясы; 10. АЖ оқшаулағыштары. Оқшаулағыштар фарфордан немесе шыныққан шыныдан жасалынады және екі түрі болады: ұшты – 1 кВ дейінгі және 6 –35 кВ желілері үшін; 35 кВ желілерінде олар сирек қолданылады – тек аз қималар үшін; ілмелі - 35 кВ және жоғары желілер үшін. Ілмелі оқшаулағыштар сымды сүйемелдейтін гирляндаларға аралық тіректерде, ал керілетін гирляндалар – анкерлік тіректерде жиналады.  а) б) а - кернеуі 1 кВ дейінгі; б - кернеуі 10 кВ. 3.5 суреті – Ұшты фарфор оқшаулағыштары Ілінетін гирляндаларда сым тек қысқыштардың көмегімен сүйемелденеді, керілетіндерде – қатаң бекітіледі. Керілетін гирляндалар сүйемелдейтіндерге қарағанда ауыр жағдайда болады. Сондықтан 110 кВ дейінгі желілерде оқшауламалар саны біреуге артық болады.  а) б) 3.6 суреті - ПФ (а) және ПС (б) ілінетін оқшаулағыштары Соңғы кезде эксплуатацияда полимерлік қорғаныспен қапталған шыны пластигінен жасалған жоғары берік сырықтарының негізіндегі ұзынсырықты оқшаулағыштар кеңінен қолданылады (3.7 суреті).  а) – этиленпропилен мономерлерінен жасалған тарелкаларымен; б –кремнийорганикалық резинадан жасалған дамыған бетімен; в) – сырықтың фторопласт қорғаныс қабатымен және фторопластық тарелкаларымен. 3.7 суреті – Полимерлік оқшаулағыштар 11. Желілік арматура. Желілік арматура сымды оқшаулағыштарға және оқшаулағыштарды тіректерге бекітуге арналған. 12.Су электростанциялары. СЭC-электр генераторынайналдыратын гидравликалық турбинамен су ағынының механикалық энергиясынэлектр энергиясынатүрлендіретін электр станциясы. Су энергетика қорлары — өзендер мен сарқырамалардың құлама суынан алуға болатын энергия қоры. Энергияның бұл көзінің артықшылығы — оның қоры сарқылмайды, үнемі қалпына келіп отырады. Бұл энергияның арзан, әрі гигиеналық түрғыдан таза түрі болып табылады. Су энергиясының қоры жөнінен Қытай, АҚШ, Канададүние жүзіндегі алғашқы орындарды иеленеді. 13. Ауа желілерінің тіректері АЖ тіректері анкерліктерге және аралықтарға бөлінеді. Бұл тіректердің сымдарды ілу тәсілімен айырмашылығы бар. Аралық тіректер оқшаулағыштар гирляндаларының көмегімен сымдарды сүйемелдейді. Анкерлік тіректер сымдарды керуге арналған. Аралық тіректер арасындағы қашықтық аралық өткін немесе қарапайым өткін деп, ал анкерлік тіректер арасындағы қашықтық – анкерлік өткін деп аталады. Анкерлік тіректер АЖ - ң ерекше жауапты нүктелерінде сымдарды қатты бекіту үшін арналған: маңызды инженерлік құрылымдардың қиылыстарында (мысалы, темір және автомобиль жолдарының), АЖ соңдарында және оның айландары түзулерінің соңдарында. Анкерлік тіректер аралықтардан маңызды күрделі және қымбат, және сондықтан әр желіде олардың саны минималды болу керек. Желінің бұрылатын нүктелерінде бұрыштық тіректерді орнатады. Олар анкерлік немесе аралық типті болуы мүмкін. АЖ – де типтері келесі арнаулы тіректер қолданылады: транспозициялық – тіректердегі сымдардың орналасу тәртібін өзгерту үшін; тармақтық – негізгі желіден тармақ жасау үшін; өтпелі – өзендерден, шатқалдардан және т.б. өту үшін. Материалы бойынша тіректер ағаш, метал және темірбетон тіректеріне бөлінеді. Ағаш тіректері 110 кВ дейінгі АЖ – де, негізінде орман қорларымен бай аудандарда қолданылады. Ағаш тіректерінің кемшілігі – ағаштың шіруге ықпалдығы және соған байланысты аз қызмет мерзімі. Метал тіректері (болат) 35 кВ және жоғары АЖ – де қолданылады, жоғары механикалық беріктілігі бар және қызмет мерзімі үлкен (3.3 суреті). Бірақ оларға металдың үлкен мөлшері қажет және оларды үнемі сырлап тұру керек. Темірбетон тіректері (3.4 суреті) 500 кВ дейінгі кернеулердің барлық кластары үшін қолданылады, қызмет мерзімі ағаштікінен ұзақ, бөлшектері даттанбайды, эксплуатацияда қарапайым және сондықтан кеңінен тараған. Олардың құны аз, бірақ массасы үлкен, бетон беті салыстырмалы омырылғыш және көлденең майысуға беріктілігі аз.     а) б) в) г) а – 35...330 кВ мұнаралы типті аралық біртізбекті; б – 35...330 кВ мұнаралы типті аралық екітізбекті; в – 110...330 кВ тартулардағы аралық біртізбекті ; г – 500 – 750 кВ аралық еркін тұрған («рюмка» типті). 3.3 суреті - АЖ – де метал тіректерін қолдану және тіректердің типтері     а) б) б) г) а – аралық 6–10 кВ; б – тартулардағы 35 ... 220 кВ анкерлік - бұрыштық біртізбекті; в – 110 – 220 кВ аралық екітізбекті; г – 330 – 500 кВ аралық біртізбекті порталды. 3.4 суреті - АЖ – де темірбетон тіректерін қолдану және тіректердің типтері 14. Газтурбиналы электр станциялары. Жалпы мәліметтер. Газ турбиналы қондырғыны (ГТҚ) транспортта, электростанцияларда, газ және өндірістерде, мұнай өңдеуші зауыттарда, газ және мұнайқұбырлы магистралдардың сығымдаушылары мен сұйық сорғышжетектеріне арналған, металлургиялық зауыттарда, химиялы өндірістерінің кәсіпорындарында және т.б. қолданады. |