Электр энергетикасы — энергетиканың б
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.
Электрлік энергияның маңызды өзгешілігі — оны бір уақытта өндіріп, сол уақытта тұтынуға болады.
Энергияның басқа түрлерімен салыстырғанда, электр энергиясының артықшылығы сөзсіз. Оны сым арқылы өте алыс жерлерге аз шығынмен жеткізу, тұтынушыларға таратып беру ыңғайлы. Ең бастысы, өте қарапайым құрылғылардың көмегімен бұл энергия: механикалық, ішкі, жарық энергияларына т.с.с. энергияның кез келген басқа түрлеріне оңай айналдырылады.
Тұрақты токқа қарағанда айнымалы токтың артықшылығы кернеу мен ток күшін, энергия шығыны болмайтындай дерлік өте кең ауқымда түрлендіруге болады.
Электр тогы генераторларда — энергияның қандай да бір түрін электр энергиясына түрлендіретін құрылғыларда өндіріледі. Генераторларға жататындар: гальвани элементтері, электростатикалық машиналар, термобатареялар және күн батареялары т.с.с.
Егер энергияны шығынсыз дерлік түрлендіру мүмкін болмаса, онда электр тогы еш уақытта да дәл осындай кең қолданыс таппаған болар еді. Электр станцияларындағы қуатты генераторлардың ЭҚК-і, әдетте едәуір үлкен. Ал бірақ іс жүзінде көбінесе онша үлкен емес кернеулер керек.
Айнымалы токты, кернеуді бірнеше есе арттырып немесе кемітіп, ал қуатты іс жүзінде шығындатпай түрлендіру трансформатордың көмегімен іске асырылады.
Электр энергиясын үлкенді-кішілі электр станцияларында негізінде электромеханикалық индукциялық генератор арқылы өндіріледі. Электр станциясының негізгі екі түрі бар: жылу және гидроэлектпр станциялары. Бұл электр станцияларының бір-бірінен айырмашылығы генератордың роторын айналдыратын қозғалтқыштардың әр түрлілігінде.
Жылу электр станцияларында энергия көзі ретінде мынадай отындар пайдаланылады: көмір, газ, мұнай, мазут, жанғыш сланец. Электр генераторларының роторын бу және газ турбиналары не іштен жану қозғалтқышы айналдырады. Ең үнемділері жылулық бу турбиналы ірі электр станциялары.
Геотермальная энергия
... энергетики также создает рабочие места в отдаленных регионах. Этот источник энергии, также как энергия солнца, не может стать предметом международных споров, в отличие от ... рода оборудования финансировалось энергетическими компаниями и правительством, но эффективность использования солнечной энергии по-прежнему значительно отставало от традиционных технологий. Интерес к фотоэлектрическим ...
Электр энергиясының тұтынылатын орны көп. Ал оның өндірілетін орындары көп емес, отын және гидроресурс көзіне жақын орындар. Электр энергиясын жинап сақтау қолдан келмейді. Оны шығарып алысымен бірден тұтынып, іске жарату керек. Сондықтан электр энергиясын алысқа жеткізу қажеттігі туады.
Көптеген жағдайда бiр ток көзiнен әртүрлi кернеуге арналған құралдарды қоректендiру қажет болады. Мысалы, теледидарды 220 В-тық ток көзiне қосқан кезде оның iшiндегi қыздыру шамдарына 6,3 В, транзисторларға 1-2 В, ал электронды-сәулелендiру түтiкшесiне 15000 В кернеу беру қажет. Кернеудi осылай қажетiмiзше көтерiп, немесе төмендету үшiн трансформаторлар деп аталатын құралдар пайдаланылады.
Қуаттың тұрақты дерлік мәнінде айнымалы ток кернеуінің ток күшімен қатар өзгеруін айнымалы токтың трансформациясы дейді.
Орталық станцияларда өндірілетін электр энергиясын алыс қашықтықтарға жеткізу кезінде жеткізу желілерінде жылудың бөлінуі салдарынан энергия шығындалады. Берілген тұрақты қуат кезінде осы шығынды, кернеуді жоғарылату және токты төмендету арқылы кемітуге болады. Айнымалы токтың трансформациясын жүзеге асыратын құрал трансформатор деп аталады. Ол электромагниттік индукция құбылысына негізделген.
Трансформаторды алғаш рет 1878 жылы орыс ғалымы П.Н.Яблочков ойлап тапқан, кейін оны 1882 жылы И.Ф. Усагин жетілдірді.
Трансформатор тұйық болат өзектен тұрады, оған сым орамнан тұратын екі катушка кигізіледі. Орамалардың біреуі (бірінші реттік орама) айнымалы кернеу көзіне тіркеледі. Екінші реттік орама (жүктеме) электр энергиясын тұтынатын аспаптар мен құрылғыларға қосылады. Трансформатордың орамаларындағы кернеулерінің қатынасы . Мұндағы к- коэффициенті трансформация коэффициенті деп аталады. Егер к>1 болса, трансформатор төмендеткіш, ал к<1 болғанда трансформатор жоғарылатқыш болады.
1. Трансформатордың жұмыс iстеу принципi
Трансформатордың жұмыс iстеу принципi электромагниттiк индукция құбылысына
Трансформатордың пайдалы әсер коэффициентi (ПӘК)
Бүгiнгi күннiң технологиялары ПӘК-i 97-98% болатын трансформаторлар жасауға мүмкiндiк бередi.
Трансформаторлардың электр энергиясын тасымалдаудағы ролi ерекше. Электр энергиясын қашық аралықтарға тасымалдау күрделi ғылыми-техникалық мәселе болып табылады. Бұл жердегi негiзгi мәселе энергия шығынымен байланысты. Өткiзгiштердiң қызуынан болатын энергия шығыны Джоуль-Ленц заңына сәйкес тiзбектегi ток күшiнiң квадратына пропорционал, яғни Q=I2Rt. Олай болса, тасымалдау кезiндегi бос шығынды азайту үшiн тасымалданатын қуатты кемiтпестен, ток күшiн мүмкiндiгiнше азайту қажет. Оның бiрден-бiр жолы кернеудiң шамасын аса жоғары, жүздеген мың вольтқа көтеру. Жоғарғы вольтты электр тасымалдау жүйелерiнiң болуы осымен байланысты. Электр энергиясын өндiретiн жерде кернеудi трансформаторлардың көмегiмен 400-500 мың вольтқа дейiн жоғарылатады да, тасымалдап жеткiзген соң энергияны тұтынатын жерде керiсiнше өндiрiстiк 220 вольтқа дейiн кемiтедi.
Айнымалы ток туралы
... стерженнің біркелкі жануына айнымалы токтың толық қамтамасыз ететінін көрді, содан кейін көптеген шамдарды бір ғана энергия көзімен қоректендіруге мүмкіншлік алды. Электр энергиясын пайдаланудың тез тарап ... игерген кезеңнен басталды. Айнымалы токқа қатысты ұйғарыммен танысайық. Айнымалы ток депуақытқа байланысты шамасы мен бағыты өзгеріп отыратын токты айтамыз. Айнымалы токтың кез-келген аз уа ...
Қазіргі уақытта трансформаторларда энергияның жиынтық шығыны 2-3%-тен аспайды.
Қоғам дамыған сайын энергия тұтыну қажеттігі қарқындап өсе түседі. Әсіресе электр энергиясының орны ерекше, себебі энергияның басқа түрлерімен салыстырғандағы, оның бірнеше артықшылықтары электр энергиясын өте аз шығынмен энергияның кез келген басқа түріне оңай айналдыруға және оны алыс қашықтыққа жеткізуге мүмкіндік береді.
Электр энергиясы айнымалы токтың индукдиялық генераторларынан әр түрлі электр станцияларында өндіріледі. Электр станциялары көмір мен мұнай қорларының жанында (жылу электр станциялары) немесе өзен-сулардың бойында (су электр станциялары) тұрғызылады. Жылу электр стандияларында отынның (мысалы, көмірдің) жылу энергиясы электр энергиясына түрленеді. Жоғары қысымда қызған бу ағыны бу турбинасының роторын айналдырады, сонда онымен бір оське орнатылған генератордың роторы да айналады. Су электр станцияларында судың механикалық энергиясы электр энергиясына түрленеді. Өзенді бөгеп, платинамен суды биікке көтереді. Биіктен гидравликалық турбинаның қалақшаларына құлаған су ағыны оны генератордың роторымен қос
Қазіргі кезде дүние жүзінде өндірілетін электр энергиясының біраз бөлігі атом электр станцияларында өндіріледі. Мұнда ауыр ядролардың тізбекті реакциясы кезінде бөлінген атомның ішкі энергиясы электр энергиясына түрленеді. Тізбекті реакция ядролық реактор деп аталатын қондырғыларда жүреді. Бұл туралы біз ядролық физика тарауында кеңірек айтамыз. Электр станцияларының отын немесе су қорларының жанында орналасуынан, электр энергиясын тұтынушыға дейін жеткізу мәселесі туады. Алыс қашықтыққа электр тасымалдау желісінде шығын көбейеді. Джоуль-Ленц заңы бойынша , ал — екенін ескерсек, электр желісінің ұзындығы артқан сайын, шығын да көбейеді. Оны қалай азайтуға болады?
Кедергіні азайту үшін сымдардың көлденең қимасының ауданын арттыру (жуан сымдарды пайдалану) немесе меншікті кедергісі аз материалдарды (мысалы, күмісті) қолдану керек. Бұл екі жолдың да іс жүзінде тиімділігі жоқ екені өз-өзінен түсінікті. Джоуль—Ленц заңының өрнегіне қарасақ, шығынды азайтудың тағы бір жолы — ток күшін азайту екенін көреміз. Бірақ берілетін қуат өзгермей қалуы тиіс. Қуат ток күші мен кернеудің көбейтіндісіне тең болғандықтан, ток күшін неше есе азайтсақ, кернеуді сонша есе арттыру керек. Олай болса, электр энергиясын жеткізу мәселесі токты трансформациялаумен байланысты.
Генератордың өндіретін кернеуі , ал жүктеменің тұтынатын кернеуі болсын. Онда , мұндағы — желінің толық кедергісі. Әдетте, желінің активті кедергісі оның реактивті кедергісінен әлдеқайда артық болып келеді. Сондықтан желідегі кернеудің түсуі оның активті кедергісімен анықталады: . Олай болса, желідегі энергия шығыны былай есептеледі:
Генератордың берілген қуаты үшін желідегі энергия шығыны оған түсірілген кернеуге кері пропорционал.
Генератордың қуаты тұрақты болғанда, желіге берілген кернеудің және мәндері үшін энергия шығынын есептейік:
бұлардың қатынасы:
Кернеу трансформаторлары
... бәрінде трансформатордың екінші ретті кернеуі болуы үшін бір-бірімен параллель жалғанады. Вольтметр мен өлшеуіш аспаптардың кернеу тізбегіні ... пасынан тұрады.магнит өткізгіштігі бір фазалы, сауытты. Орамалары электр картон беттерінен бір-біріне қабатталып цилиндрге оралып жасал ... эпоксид құйылады. Все темы данного раздела: Станцияларда өңдірілген электр энергиясы тұтыну аймағына өзара байланысқан ...
Егер желіге берілетін кернеу жеткілікті түрде жоғары болмаса, уақыт бірлігі ішінде сымдардағы шығын генератордың қуатынан асып кетуі мүмкін, онда энергия тұтынушыға мүлдем жетпей қалады. Осы айтылғандардан электр желісіне жоғары кернеу беру керек екені түсінікті. Айнымалы ток генераторларының өндіретін кернеуі жуықтап алғанда 20 кВ-тан аспайды. Сондықтан электр станцияларында жоғарылатқыш трансформаторлар қойылады. Әдетте, кернеу бірнеше саты жоғарылатылып барып, электр желісіне беріледі. Желінің аяғында кернеу бірнеше саты төмендетіліп, бұдан соң тұтынушыға беріледі. Біздің елде 220 В кернеу кеңінен қолданылады.
Тұрақты токты желімен тасымалдаса, шығын айнымалы токпен салыстырғаыда әлдеқайда аз болар еді. Біріншіден, қайта магниттелуге шығын жоқ, екіншіден, реактивті кедергі нөлге тең. Бірақ тұрақты токты трансформациялауға болмайды, трансформатор электромагниттік индукцияның негізінде жұмыс істейді ғой. Алдымен, айнымалы токты жоғары кернеуге трансформациялап, содан кейін оны түзетіп, желіге жіберуге болады. Тұтынушыға жеткен соң тұрақты токты қайтадан айнымалы токқа айналдырып, кернеуді қажет мәнге дейін төмендетуге болар еді. Бірақ тұрақты токты қайтадан айнымалы токқа айналдырудың қиыншылықтары бар. Сондықтан қазіргі кезде, негізінен, айнымалы ток қолданылады.
Қазіргі кезде адамзат қоғамының өмірін энергиясыз елестету мүмкін емес. Кеш бата бәріміз электр жарығымен өмір сүреміз, үйдегі көптеген электр құралдары, демалыс, көңіл көтеру орындарының тіршілігі, бүкіл өндіріс, өнімдерді өңдеу, басқа да қажетті заттарды жасау технологиялары электр энергиясын қолдана отырып жүзеге асатынын білеміз.
1.1. Электроэнергетиканы дамыту
Электроэнергетиканы дамыту облыста Екібастұздың энергетикалық көмір қорының жоғары болуымен және ірі өнеркәсіп нысандарының салынуымен байланысты.
Облыс орталығының өнеркәсіп кәсіпорындарын энергиямен жабдықтау үшін «Қазақстан алюминийі» АҚ ЖЭО, «Павлодарэнерго» АҚ мен ЖЭО-2,3 салынды.
Екібастұз көмір бассейнін қарқынды игеруге байланысты үш блокты электр станциясы пайдалануға берілді – «Еуроазиаттық энергетикалық корпорация» АҚ-ның Ақсу электр стансасы, «Болат Нұржанов атындағы Екібастұз ГРЭС-1» ЖШС мен «Екібастұз ГРЭС-2 стансасы» АҚ.
Қазіргі уақытта облыс аумағында белгіленген жиынтық қуаты 8337 МВт және қолданыстағы қуаттылығы 6010 МВт болатын 7 жылу электр стансасы жұмыс істейді. Олар:
- «Екібастұз ГРЭС-1» ЖШС — 4000 МВт (2248 МВт);
- «Екібастұз ГРЭС-2 стансасы» АҚ — 1000 МВт (875 МВт);
- «Еуроазиаттық энергетикалық корпорация» АҚ — 2425 МВт (2075 МВт);
- «Қазақстан алюминийі» АҚ ЖЭО — 350 МВт (340 МВт);
- «Павлодарэнерго» АҚ-ның ЖЭО-2 — 110 МВт (110 МВт);
- «Павлодарэнерго» АҚ –ның ЖЭО-3 — 440 МВт (350 МВт);
- «Павлодарэнерго» АҚ –ның Екібастұз жылу орталығы — 12 МВт (12 МВт).
1.2.
Облыс энергетикасын ірі кәсіпорындарда көрсету
«Болат Нұржанов атындағы Екібастұз ГРЭС-1» ЖШС
«Екібастұз ГРЭС-1 стансасы» ЖШС – облыстағы ең ірі электр стансасы. Электр стансада жалпы белгіленген қуаты 4000 МВт болатын 8 энергоблок орнатылған. Бүгінгі таңда қуаттылығы 2500 МВт болатын 5 энергоблок жұмыс істесе, 3 энергоблок (әрқайсысының белгіленген қуаттылығы 500 МВт) қалпына келтірілуде.
Штеровская государственная районная электростанция (ГРЭС) – первая ...
... период тепловые электрические станции страны оснащались крупными единичными агрегатами с высокими параметрами пара, Министерство электростанций СССР утвердило проектное задание на модернизацию Штеровской ГРЭС в ... условного топлива в СССР определялся на выработанный кВт.ч. Штеровская ГРЭС стала одной из крупнейших районных электростанций СССР. Во время Великой Отечественной войны турбоагрегаты № 1, ...
«Екібастұз ГРЭС-2 стансасы» АҚ
Электр стансасында жалпы қуаттылығы 1000 МВт 2 энергоблок орнатылған. Белгіленген қуаттылығы 630 МВт болатын жаңа энергоблоктың құрылысы жүргізілуде.
«Еуроазиаттық энергетикалық корпорация» АҚ
Мұнда жалпы қуаттылығы 2425 МВт құрайтын 8 энергоблок орнатылған. Бүгінгі таңда оның жетеуінің жұмысына белгіленген қуаттылығы 2075 МВт болатын 7 энергоблок жұмыс істесе, 325 МВт қуатты бір энергоблок қалпына келтірілуде.
«Қазақстан алюминийі» АҚ ЖЭО
Бұл электр стансада 8 қазандық агрегат пен 6 турбинаның белгіленген электрлік қуаты – 350 МВт, ал жылулық қуаттылығы – 1170Гкал/сағ.
«Павлодарэнерго» АҚ-ның ЖЭО-2
Электр стансасында 5 қазандық агрегат пен 3 турбоагрегат орнатылған. Белгіленген электрлік қуаттылығы – 110 МВт, ал жылулық қуаты – 332 Гкал/сағ.
«Павлодарэнерго» АҚ-ның ЖЭО-3
