1Электрдің даму тарихы.
Бұрынғы ҚСРО мен дамыған капиталистік елдерде электр энергетикасының дамуының 1989 жылғы негізгі көрсеткіштері 5.1 кестеде көрсетілген.
Бұрынғы КСРО-да 1980 жылы дүние жүзінде өндірілген электр энергиясының 15,7%-і, 1985 жылы 15,8%-і, ал 1988 жылы 16,1 %-і өндірілді.
Бұрынғы одақтағы республикаларда өндірілген электр энергиясының (млрд. кВт*сағ.) мөлшері 5.2 кестеде көрсетілген.
Соңғы кезеңде бұрынғы одақта етек алған жалпы өндірістің дамуының шектелуі электрлендіру саласында да байқалады. Қеңес Одағы 60 жылдары электрлендіру
саласынан дүние жүзіндегі алдыңғы орындарынан айрыла бастады. Ұзақ жылдар бойы электр энергиясын тұтыну шамасы өспеді. Электр станцияларының куатының өсімі ширек ғасыр бойы 8—11 млн. кВт шамасында болды. Электр станциялары отынының тапшылығына
5.1к е с т е
байланысты халық шаруашылығын электрмен сенімді жабдықтауға нұқсан келді. Қөптеген тұтынушыларға берілетін энергия шамасы шектеліп, тұтынушылардың электр энергиясынсыз қалып отыруы да кездесетін құбылыстардың біріне айналды. Міне, осының бәрі электр энергиясы сенімді энергия көзі деген тұжырымға сенбеушілік туғызды. Техникалық прогрестегі тоқыраушылық құбылыстар көптеген халық шаруашылығы салаларында энергияны үнемді пайдаланатынэлектртехнологиясы мен қондырғыларын жасап жәнеоларды өндіріске енгізуде артта қалушылыққа душар етті.
Мұның бәрі өндірістегі еңбекті электрмен жабдықтауды жетілдірмей, Кеңес Одағының осы көрсеткіш бойынша көптеген елдерден артта қалуына әкеліп соқты. Электрлендіру процесінің арта түскендігін анық байқататын электр отын коэффициенті, яғни тұтынылған электр энергиясының пайдаланылған барлық энергия қорына қатынасының да өсуі тоқтап қалды. 1965 жылы бұл коэффициент 562 кВт*сағ/т.ш.о. болса, 1970 жылы 659 кВт*сағ/т.ш.о-ға артты, яғни 17%-ке өсті. Ал бұл коэффицненттің одан әрі өзгеруі 5.3 кестеде көрсетілген.
Халық шаруашылығы құрылымын қайта құру, ғылыми-техникалық прогрестің дамуын жетілдіру, қор үнемдеу саясатына көшу, адам факторының әсерін күшейту сияқты әлеуметтік-экономикалық дамудың негізгі мәселелерінің шешімі электр энергиясы мен электр технологиясын қолдануды арттыруға тікелей тәуелді екені барша әлемге айқын болып отыр.
Электр энергиясы халық шаруашылығы салаларында кең қолданылу негізінде, өндіріс салаларының өнімділігін үстемелеп арттыруға болады. Мысалы, Г.М.Кржижановский атындағы энергетикалық ғылыми-зерттеу институтының ғалымдары электрлендіру негізінде, XX ғасырдың аяғына дейін өндіріс пен ауыл шаруашылығында
5.3к е с те
ауыр қол жұмысымен шұғылданатын 5 млн. адамды босатуға болатынын дәлелдеп отыр. Электрлендірудіңтек материалдарды унемдеу бағытында атқарар жұмыстары негізінде ғана үстіміздегі ғасырдың соңында жыл сайын 40 млн. т-данаса қара метал үнемдеуге болатыны да дәлелденген.
2 Электр тогының түрлері. Айнымалы токтың артықшылықтары.
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.
Электрберіліс желілерін құру қажеттілігі кең аймақтарда таралған майда қабылдағыштарға байланысты тұтынушылардан қашық орналасқан ірі электрстанцияларда негізінде электрэнергияның өндірілуімен түсіндіріледі.
Кейбір ауданда бөлек тұтынушылар арасында электрэнергияны тарату және энергия жүйелерін байланыстыру үшін арналған желілер үлкен және қысқа қашықтықтарға жасалынуы және әртүрлі қуаттарды жеткізуге арналуы мүмкін. Қашық берілістер үшін өткізу қабілетінің, яғни барлық шектеуші нышандарды ескергенде желімен жеткізетін ең үлкен қуаттың, үлкен мағынасы бар.
Электрберіліс желілері жауапты құрылымдардың категориясына жатады, олардың сенімді жұмысы әртүрлі өтемдеуші құрылғыларын және автоматты реттеу мен басқару қондырғыларын қолданумен қамтамасыз етіледі.
Айнымалы токтың ауа желілері үшін олар жеткізетін максималды қуат шамамен кернеудің квадратына пропорционалды және беріліс ұзындығына кері пропорционалдыдеп есептеуге болады. Құрылыс құнын да кернеуге пропорционалды қабылдауға болады. Сондықтан электрэнергияны қашықтыққа жеткізудің дамуында өткізу қабілетін көтерудің негізгі құралы ретінде кернеуді көбейту тенденциясы байқалады. Бірінші электрберіліс желілерін жасағаннан бері шамамен әрбір 10...15 жылда кернеу 1,5...2 есе өсірілді. Кернеудің өсуі желілердің ұзақтығын және жеткізетін қуаттарды көбейтуге мүмкіндік берді. Өткен ғасырдың 20 – шы жылдары 100 км максималды қашықтыққа жеткізілді, 30 – шы жылдары бұл қашықтықтар 400 км дейін көбейді, ал 60 – шы жылдары желілердің ұзындығы 1000...1200 км жетті. 70 – ші жылдардың соңында ұзындығы шамамен 2500 км кернеуі 1150 кВ желі құрылды.
Желілердің өткізу қабілетін көтеруге негізінде кернеуді көбейту есебінен жетеді, бірақ жеткізетін қуатты шектейтін параметрлердің әсерін азайтатын желілердің қиыстырмасын өзгертудіңде, әртүрлі қосымша өтемдеуші құрылғыларды ендірудің де едәуір маңызы бар. Мысалы, кернеуі 330 кВ және жоғары желілерде әр фазада сымдарды өзара электрлікбайланысқан бірнеше өткізгіштерге ыдыратады, мұнда желілердің параметрлері маңызды жақсарады (олардың реактивтік кедергісі азаяды); тізбектелген деп аталатын өтемдеуді қолданады – желіге конденсаторларды қосу және т.б.