2 Тақырып. Отын-энергетикалық кешендері, олардың функционалды ерекшеліктері (2 сағат).

Электр энергетикасы - әлемдік энергетикалық шаруашылықтың интегралды түрі болып табылады. Оның жағдайы және даму барысы көбінесе әлемдік энергетика мен оның қорлық қамтамысыздандырылуының дамуына байланысты. Сондықтан электр энергетикасы аумағында сараптама жасау әлемдік энергетиканың мәселесімен бірге қарастырылады.

Әлемдік энергетика талдауының негізгі аспектісі болып, Қазақстанның дамыған энергетика саласында шет елдер тәжірибесінің қолданудың мүмкін болатын аумақтарын айқындау және Қазақстан отын-энергетикалық кешенінің потенциалдарын шет елдерде энергетиканың дамуы мен қалыптасуында қолданылады.

Жеке тәулсіз мемлекет ретінде дамып келе жатқан отын-энергетика қорларын орынды пайдаланып жатқан Қазақстан үшін басқа елдердің, жалпы әлемнің энергетикасының дамуы қалыпты жүйелі сараптамасын өткізіп, салыстырмалы түрде, негізгі жаңалықтарымен бөлісу өте орынды. Бұл әсіресе, ұзақ мерзімді энергетикалық саясатты қалыптастыру кезінде керек үрдіс.

Әлемде жер қойнауынан алынған және болашақта алынатын қорлар көлемі, орта есеппен алғанда 6,3 трлн.т.у. бағаланады және оларды төмендегідей бөлуге болады:

Тас және қауыр көмір 4850млрд.т у.т. 76%

Мұнай және конденсат 1150 млрд.т у.т. 19%

Табиғи газ 310 млрд.т у.т. 5%

Қарастырылған отын көлемінің қоры жер бетінде бір қалыпты орналаспаған. Егер көмірдің дәлелденген қоры Азида (Қытай, Ресей, Қазақстан), Солтүстік Америкада және Еуропада болса, ал мұнай қоры – Таяу Шығыс, Орта Шығыс елдерінде, ал табиғи газ қоры – Ресейде, Жақын және Орта Шығыста жинақталған.

Қарастырылып отырған құрылымнан көріп отырғандай, дәлелденген қалыпты отын қорынан, қатты отын, яғни көмір басым түседі.

Әлемдік отын-энергетика балансында көмірдің маңызы өте зор, ол әлемдік алғашқы энергия берудің үштен бір бөлігінің 40% электр энергиясымен қамтамасыз етеді.

Жақын болашақта көмір Азияда, Австралоазияда, сонымен қатар әлем бойынша көмір өндіруден 8-орын алатын Қазақстанда да энергияның басты көзі болып табылады.

1993 ж. (млн.т) көмір тапқыш елдеріндегі көмірді табу және экспорттау келесі түрде сипатталады:

Елі Табу Экспорт

Қытай 1138 20

АҚШ 775 68

Ресей 417 20

ОАР 182 53

Австралия 178 132

Польша 130 20 Украина Ресеймен бірге

Қазақстан 76 21

Ұлыбритания 68 0

Германия 64 4

Канада 35 28

Газ бен мұнай әлемдік алғашқы энергия қорларының қолданылуында басты түрі болып саналады.

Қазіргі технология көмегімен жер астынан алынатын мұнайдың ресми қоры келесі түрде көрсетіледі:

• Таяу Шығыс, Араб бұғазының 5 елі әлемдік ішкі мұнай қорының 66% құрайды (Сауд Арабиясы, Кувейт, Абу-Даби, Ирак және Иран). Иран және Сауд Арабиясынан басқа елдерде мұнай қоры мен оны өндіру байланысы 100 жылдан артық мерзімді қамтиды, яғни, қалыптасқан жылдық өндіру деңгейінде 100 жылдан аса уақытқа жетеді;

• Латын Америкасы әлемдік қордың 12% құрайды, соның ішінде Венесуэлада қор мен өндіру байланысы 70 жылды құрайды;

• Бұрынғы КСРО үлесіне әлемдік мұнай қорының 5,6% келеді, соның ішінде оның үлкен бөлшегі (84%) Ресейде шоғырланған;

Қазақстан 2,2 млрд.т. мұнай және оның әлемдік 1,6% қорын иелене отырып, қор мен өндіру байланысы 31 жылды құрайды.

АҚШ 3%әлемдік қорды және қор мен өндіру байланысының 10 жылын құрайды.

БҰҰ статистикалық мәліметтеріне сүйенсек, соңғы жылдарда әлемде алғашқа коммерциялық өндіріс, яғни, көмір, мұнай, конденсат, газ, гидро-, атом және т.б. энергия түрлерінің өндірілуі баяу болған. Жылдық өндірістің өсуі 60 млн.т. немесе 0,6% құрайды. Соған орай, маңызды айырмашылықты динамика өндірісінде әртүрлі алғашқы энергетикалық қорлары болды. Содан, электр энергетикалық өнім атомдық және гидро электр станцияларында да өндірілген күндік, желдік, геотермалық, толқындық энергияның базасы жыл сайын 2-3%өседі, мұнай табысы да өседі, конденсат және газ, сол кезде қуатты жанармайдың әкелер табысы төмендейді.

Бірақ, соңғы онжылдықта өнімнің өсуі, соның ішінде қуатты қолдану Қытай және Үндістан арқылы артып келеді.

Соған орай, қуатты қолданудың халықаралық саудасы өсті. Сол статистикалық мәліметтерге қосыла отырып, қуатты қолданушылардың толық санын өмірлік базарға қоюшылар 4 млрд.т. немесе үштен бір барлық өндірілген бірлік қуаттың бір жылдық қорларын құрайды. Жылдық әлемдік қуаты қорлардысату 6% өседі.

Толық дүниежүзілік жанармай қолдану және қуат кейінгі кездерде 0,9%өсті, бірақ бөлек қуат қолданушылар 2,5% аз болды. Бұл мүмкін энерго қолданушылардың қуатты қарқынмен өсуін түсіндіреді, және де абсолюттік қуат қолданушылардың көлемінің азаюы Орталық және Шығыс Еуропа, ТМД қалаларының қоса есептелуімен көрсетіліп отыр.

Өндірістегі қарқынды дамуымен және соңғы жылдарда энерго қорлардың қолдануында энергетикалық баланстағы әлемдік жүйесінде біршама өзгерістер болды – бірлік қуат және газдың бөлігінің өсуімен біршама жалпы энергоқорларының сұйық және қатты жанармайдың бөлігі төмендеді

3 тақырып. Электр станцияның негізгі жабдықтары, құрылым ерекшеліктері (2 сағат).

Синхронды генераторлар.

Заманына сай синхнонды генераторлардың құрылысы және техникалық сипаттамалары.

Электр энергияны өндіру үшін электр станцияларда 3 фазалық айнымалы токтың синхрондық генераторларын қолданады. Турбогенераторлар және гидрогенераторлар деп бөледі.

Синхрондық электр машиналарының жұмыс тәртібі қатал жиілік пен агрегаттың айналу мин/айн.және желі толқыны Гц:п=60f/p, бұндағы p-полюстер генераторының саны.

Булы және газды турбиналар көп толқын айналуын шығарады. (3000 немесе 1500 мин/айн.), сондықтан турбоагрегаттар ең жақсы технико-экономикалық көрсеткіштерді көрсетеді. Жылу электр станцияларында (ЖЭС) кәдімгі жанармайды қыздыруда агрегаттардың айналу толқыны 3000 мин/айн құрайды, ал синхронды турбогенераторларда 2 полюс болады. АЭС 1500 және 3000 мин/айн айналу толықынының агрегаттарын қолданады.

Турбогенератордың теңсіздігін оның құрылысы анықтайды. Бұл генераторлар көлденеңдік ретпен орындалады. Турбогенераторлардың роторы үлкен механикалық және жылулықта жұмыс істейтін әдейі құрылымнан құралады, магниттік және механикалық түрмен құрастырылады.

Ротор анық полюстіліпен жасалмайды. Толқындық айналу барысында ротордың диаметрі 1,1-1,2 м. Бұл 3000 мин/айн механикалық тұрақтылықта болады. Ротор бөшкесінің ұзындығы үлкен роль атқарады. Ол 6-6,5 тең болады. Ол статистикалық иілуден және дірілді мінездемеден анықталады.

Ротордың активті бөлігінде, басты магниттік ағын өтетін айықтар фрезервіленеді, катушкалардың айналуымен толтырылады.

Ойықтық айналу бөлігінде магниттік емес айналулармен толтырылады, бірақ тұрақты дюралюминиден жасалған сыналармен толықтырылады. Айналудың басты бөлігі ойықта жатпайтын құрсақтың көмегімен қорғалады.

Құрсақтар механикалық қатынаста аса қызу бөлшегі болып табылады және негізінде магнитті емес төзімділігі жоғары болаттан жасалады. Ротордың екі жағынан да оның валына мәшинедегі суындыратын газ циркуляциясын қамтамасыз ететін желдеткіштер орнатылады (жиірек пропеллерлі типті).

Турбогенератор статоры корпус және электр магнит өзекшесінен құралған корпус балқытып, біріктіру арқылы дайындалады, ол кесілген жерінен басқа бөліктермен қиылысқанда тығыздалатын щитпен жабылады. Статор өзекшесі қалыңдығы 0,5 мм. Электр техниканың құрылымының жекелеген беттерінен іріктеп алады. Беттердің арасына ауа алмастырғыш жол қалдыратын пакетпен толтырылады. Ойықтарға өзекшенің ішкі жонуы бар, негізінде екі деңгейлі үш фазалы орама салынады.

Гидравликалық турбиналар негізінде айналыс қатысы аз, жиілік бар. Айналым жиілігі қанша аз болса, сонша су ағыны да аз және турбина қуаттылығы соншалықты көп болады. Сондықтан, гидрогенераторлар жай жүрісті машина болып табылады, және үлкен көлемді, салмақты, полюстік көп санды болады.

Гидрогенераторлар айқын полюсті және валдың тік орналасқан жерімен айрықша орындайды. Қуатты гидрогенератордың ротор диаметрлері 14-16 мм., ал статор диаметрі 20-22 мм.жетеді.

Турбогенераторларда тыныштандырушы ролін ротордың көлемді бөшке және пазадағы қызу ораманы жабушы темір сыналар орындайды.

Гидрогенератор статоры құрылысы негізінде турбогенератор статорындай, бірақ соңғысының айырмашылығы ажырай орындалады. Ол шеңбер бойынша оның транспортировкасын және монтажын белгілі түрде жеңілдететін екі-алты тең бөлікке бөлінеді.

Соңғы жылдары көлденең валы бар капсулдық гидрогенераторлар деп аталатын қолданыс табуда. Бұндай генераторлар су өтпейтін капсулаға сырт жағынан су ағыны арқылы айналып, турбина арқылы өтеді.

Капсулдық генераторлар қуаттылығына бірнеше ондаған мегавольт-ампер дайындайды. Бұл жай жүрісті генераторға айқын полюсті ротормен салыстырғанда синхронды генератор. Басқа түрлері арасындағы электр станцияларында қолданатын, іштен жанатын қозғалтқышпен жалғайтын дизель-генераторды атап өткен жөн. Бұл тік валды айқын полюсті машина. Дизель поршендік машина сияқты айналмалы мезеті бар, сондықтан дизель-генератор маховикпен жабдықталады немесе оның роторы жоғы маховиктік мезетте орындалады.

Белгілі генераторлардың нақты параметрлері. Дайындаушы зауыт ұзақ қажетті жұмыс тәртібі үшін тағайындалған генераторды нақтылы деп атайды. Бұл жұмыс тәртібі генератордың нақтылы берілген атауын және оның кестесіне көрсетеді, сонымен қатар машина куәлігіне параметрлермен сипатталады.

Генератордың нақты кернеуі – бұл нақты тәртіптегі статор орамасының суықтық (фазааралық) кернеуі.

Генератор статорының нақтылы тогы суытудың әдеттегі ұзақ жұмысы жіберілетін және генератор куәлігінде көрсетілген кернеу мен қуаттылықтың нақтылы мәні токтың сол мәні деп аталады.

Генератордың нақтылы толық қуаты келесі формула бойынша анықталады: kBA:S_H=√3U _HOMI_HOM

Генератордың нақтылы белсенді қуаттылығы – бұл ұзақ жұмыс үшін ол турбинамен комплекте берілген көп белсенді қуаттылығы.

Генератордың нақтылы белсенді қуаттылығы – келесідей анықталады P_HOM=S_HOMcosφ_HOM.

Турбогенератордың нақтылы қуаттығы МЕСТ 533-85Е сәйкес қуаттылық қатарына сәйкес келуі керек. Ірі генераторлардың нақты қуаттылық шкаласы стандартталмаған.

Ротордың нақтылы тоғы – бұл генератор қоруының үлкен тогы генератормен берілуі қамтылады. Оның нақтылы қуаттылығы ±5% нақтылы мәні статор кернеуінің ауытқуындағы және қуаттылықтың нақтылы коэффициенті.

Қуаттылықтың нақтылы коэффициенті МЕСТ-сәйкес 0,8 генератор қуаттылығы үшін 125 МВА дейін, 0,85 588 МВА турбогенератор қуат үшін және 360 МВ-А гидрогенератор үшін, 0,9 одан да қуатты машина үшін қолданылады. Капсулдық гидрогенератор үшін, әдетте cosφ_HOM ≈1

Әр генератор ПӘК сияқты нақтылы жүктемеде және қуаттың нақты коэффициентімен сипатталады. Қазақстанда генераторлар үшін ПӘК 96,3-98,8% шамасында ауытқиды.

Генераторлардың суыту жүйесі. Синхрондық генераторлардың жұмысы барысында оның орамасы мен белсенді құрыш қызады.

Статор орамасы және ротордың қажетті қыздыру температурасы бірінші кезекте қолданылатын изоляциялық материал мен ортаның суыту температурасына байланысты.

МЕСТ 533-76 бойынша В классты изоляция үшін статор орамасының қажетті қызу температурасы 105°С, ал ротор 130°С шегінде болу керек. Ротор және статор орамасының изоляциялық жылыну төзімділігіне, мысалы, F және H класты, қажетті жылу температурасы шегі ұлғаяды.

Генераторды пайдалану үрдісінде орама оқшауламасы жайлап ескіреді. Бұған ластану, дымқылдану, ауаның оттегімен тотығуы, электр жолақтың әсері және т.б. себеп бола алады. Бірақ, оқшаулама ескіруінің басты себебі, оның қызып кетуі болып табылады. Оқшауламаның жылу температурасы қанша жоғары болса, соншалықты тез тозады, қызмет көрсету мерзімі аз. В класты оқшаламаның қызмет мерзімі 120°С температурасында шамамен 15 жылды құрайды, 140°С дейін қызуда 2 жылға дейін қысқарады. Сол себепті 105°С температурасында жылу изоляциясы баяу ескіреді және оның қызмет мерзімі 30 жылға дейін ұзарады. Сондықтан эксплуатация уақытша генератордың жұмысының қандай болмасын тәртібінде оның орамаларының көрсетілген температурасының жоғарылауын жіберуге болмайды.

Жылу температурасы көрсетілген мәнді аспауы үшін барлық генератор жасанды суытуды орындайды. Статор және ротордың қызған орамаларымен жылуды алу тәсілі бола алады. Жанама және тікелей суыту деп айырады.

Отандық зауыттар ауамен, сутегі және суықпен суыту турбогендік әдіс, сонымен қатар ауамен және сұйықпен суыту гидрогенераторлар дайындайды.

Ауамен суыту. Ауамен суытудың екі тәсілі бар – ағынды және жабық.

Бұдан басқа турбогенератордың жанама сутекті суытуы; турбогенератордың тікелей сұйықтық суытуы бар.

Генератордың синхрондық қозуы. Синхрондық генератор орамалары қоздырғыш деп аталатын тұрақты токтың арнайы көзінен қорек алады. Қоздырғыш қуаттылығы 0,3 – 1% генератор қуатын, ал нақтылы кернеу 100-650В дейін құрайды. Генератор қаншалық күшті болса, әдетте қозудың нақты кернеуі соншалық көп болмақ.

Қазіргі заман қозу жүйесі қоздырғыштан басқа, үлкен көлемді қосалқы құрал бар. Қоздырғыштар жиынтығын қосалқы және реттеулі құрылғының қозу жүйесі деп атау қабылданған. Қоздырғыштар генератордың ротор орамасымен электрлік жалғауы қатынастық сақина және щетка көмегімен басым орындалады. Қозудың щеткасыз жүйесі құрылуы және іске асырылуда.

Ток қозуын реттей отырып синхронды генератор кернеуін және реактивті қуаттылық желісіне өзгертеді. Генератор қозуын реттеу қосымша жұмыстың тұрақтылығын жоғарылатуға мүмкіндік береді.

Кернеудің терең төмендеуінде орны бар, мысалы, қысқа тұйықтануда, генератор қозуының жылдамдатуы қолданылады. Электр тербелістің тоқтауына және генератордың қосымша жұмысының тұрақтануының сақталуына септігін тигізеді. Одан басқа тез әрекеттерді реттеу және қозудың жылдатылуы релелік қорғаныс жұмысының сенімділігін арттырады және электр станциялардың электр қозғалтқыштарын өзі жіберу шарттарының өзіндік қажеттелігін жеңілдетеді.

Қозу жүйесінің маңызды сипаттамасы болып табылатындар: тез әрекет ету, жылдамдықты анықтайтын кернеудің өсуі, ротор орамасындағы V=0.632(U_f,ПОТ –Uf_HOМ )/ Uf_HOМt ₁ жылдамдатылуы және кернеу қозудың нақтылы кереуіне қатысы U_f,ПОТ /Uf_HOМ =К_Ф – жылдамдатылудың қысқа атауы.

МЕСТ сәйкес турбогенератор К_Ф ≥2, ал қозудың өсу жылдамдығы 2 1/с кем емес болу керек. Гидрогенератор үшін жылдамдатудың қысқалығы 1,8 коллекторлық қоздырғыш үшін валмен жалғанған генератор және басқа қоздыру жүйесі үшін 2 кем емес. Қозу кернеуінің өсу жылдамдығы 4 МВ-А гидрогенератор үшін 1,3 1/с кем емес, үлкен қуаттылықты гидрогенератор үшін 1,5 1/с кем емес.

Қуатты гидрогенератор үшін, ұзақ электр бағдарламасы жұмыс істейтін, қозу жүйесіне жоғары талаптар сұралады (К_Ф =3÷4, қозудың өсу жылдамдығы 10Uf_HOМ секундке дейін).

Ротор орамасы және жанама суытумен генератордың қозу жүйесі екі еселі нақтылығы қарағанда токты 50 с. уақытында ұстауы тиіс. Ротор орамасын тікелей суытушы генератор үшін бұл уақыт 20с.-де, 800-1 000 МВт генератор үшін 15 с. уақыт қабылданған, 1 200 МВт генератор үшін 15 с.уақыт қабылданған, 1 200 МВт – 10 с (МЕМСТ 533-85Е).

Генераторлардың қозу жүйесін екі топқа бөлуге болады: тәуелсіз қозу және өзіндік қозу.

Генераторлар өрісін автоматты түрде өшіру. Өрістің өшуі генераторлар қозуының нөльге жақын мөлшеріне дейін магниттік лектің тез азаюына әкелу пайызын айтады. Осыған сәйкес генераторлардың ЭҚК азаяды.

Магнит өрісінің өшуі апаттық жағдайда генераторлардың өз ішкі ақауларымен және оның шығуында маңызды мәнге ие болады.

Генераторлардың ішіндегі қысқа тұықталулар, әдетте электр доға арқылы болады – сондықтан осы жағдай статор орамасы мен белсенді құрамның әсерлі зақымдануын шарттандырады. Бұндай жағдайда генераторлар өрісін тез сөндіру қажет, апат көлемін шектеуге және орама мен статор құрышының жанып кетпеуі үшін.

Осылайша, генераторлар ішінің қысқа зақымдануында оларды тек сыртқы желіден ғана емес, қозудың магнит өрісін де тез өшіру керек, сонда генераторлардың ЭҚК азаюына және доғаның өшуіне әкеледі.

Өрісті өшіру үшін генератор роторының орамасын қоздырғыштан ағытып тастау керек.

Бірақ бұл жағдайда ротор орамасынының үлкен индуктивтілігінің салдарынан оның қыспақтарында оқшауламаның тесілуіне мүмкіндік туғызатын үлкен ток қызуы пайда болуы мүмкін. Сондықтан, өшіруді бір уақытта қоздырғышты генератордың ротор орамасының магнит өрісінің тез жұтылуы болатын, қыспақтарында белгілі мәнді аспайтын кернеудің асқынуы болмайтындай қатар өшіреді.

Қазіргі кезде генераторлардың қуаттылығына байланысты және оның қозу жүйесінің ерекшелігінде магнит өрісін өшірудің үш тәсілі бар: ротор орамасының белсенді қарсылыққа тиюі; тез әрекеттегі автоматты доғалық тордың ротор орамасының тізбегіне қосу; қоздырғышқа қарсы қосу.

Қозуды автоматты реттеу (ҚАР)

Техникалық пайдалану Ережесіне сай барлық генераторлар олардың қуаттылығына және кернеулігіне тәуелсіз қозу жылдамдату құрылғысы бар болуы, ал қуаттылығы 3 МВт жоғары генераторлар және одан жоғары қозуды автоматты реттегіштермен жабдықталған болуы тиіс.

Күш трансформаторлары және олардың параметрлері.

Трансформаторлардың типтері және олардың параметрлері. Электр станция мен қосалқы станцияларда орнатылған күш беретін трансформаторлар электр энергияны бір кернеуден екіншісіне өзгертуі үшін арналған. Кең қолданысты үшфазалық трансформаторлар алады, өйткені оларда шығын 12-15% төмен, ал белсенді материалдардың шығыны және құны бір фазалы үш трансформаторлар тобы осындай сомадағы 20-25% аз.

Үш фазалы трансформаторлар 220 кВ кернеуге 1000 дейінгі қуаттылыққа, 330кВ – 1250 МВА, 500 кВ – 1000 МВА дайындалады. Трансформаторлардың шектеулі бірлік қуаты салмағымен, көлемімен, тасымалдау жағдайымен шектеледі.

Бір фазалы трансформаторларды егер қажет қуатты үш фазалы трансформаторлар дайындау мүмкіндігі болмаса немесе оның тасымалы қиындаса дайындайды. Бір фазалы трансформаторлар тобының көбірек қуаты 500 кВ -3 х 533 МВА кернеуімен, 750 кВ – 3 х 417 МВА кернеуімен, 1150 кВ – 3 х 667 МВА кернеуімен.

Орам саны бойынша түрлі кернеулерде трансформаторлардың әр фазасы екі орамды және үш орамдарға бөлінеді. Одан басқа, бір адамның және сол кернеудегі, әдетте астыңғысы, екі және одан да көп қосымша тарамдардан жерлендірген бөліктен бір бірінен алшақ тұруы мүмкін. Бұндай трансформаторларды орамдары таралған трансформаторлар дер атайды.

Жоғары, ортаңғы және астығы кернеудегі ораманы сәйкесінше ЖК, ОК, АК деп қысқартады.

Бөлшектенген орамалы АК трансформаторлары бірнеше генератордың бір жоғары трансформаторға жалғау мүмкіндігін қамтамасыз етеді. Бұндай іріленген энерг блоктар ТҚ 330-500 кВ жүйесін жеңілдетуге мүмкіндік береді.

Бөлшектенген орамалы АК трансформаторлары ірі ЖЭС 200-1200 МВт блоктарымен өзіндік қажет қоректену жүйесінде, сонымен қатар азайтушы қосалқы станцияларды қысқа тұйықталу токты шектеу мақсатында кең қолданыс алды.

Трансформаторлардың негізгі параметрлері қалыпты қуаттылық, кернеу, ток; ҚТ кернеуі, БЖ тоғы, БЖ және ҚТ жоғарлатулар жатады.

Трансформаторлардың қалыпты қуаттылығы деп зауыттық құжатында көрсетілген толық қуатты мәні аталады, оған трансформаторлар нақтылы орнатылған орны жағдайларында және нақтылы жиілік пен кернеудің салқындату ортасы тиелуі үздіксіз болуы мүмкін.

Ораманың нақтылы кернеуі – бұл трансформатордың бос жүрісіндегі кернеуді бірінші және екінші ретті орамасы.

Трансформатордың қалыпты тоғы деп өндірістік құжатында көрсетілген орамадағы ток трансформатордың ұзақ жасай алатын жұмыс мәні айтылады.

Қысқа тұықталу кернеулігі – бұл кернеу, трансформатор орамасының біреуінің басқа орамаға қысқа өтуі сол арқылы нақтылыға тең ток жүреді.

Іх жай жүрісті ток құрыштық белсенді және керісінше шығынын және болаттың магнит желісінің құрылысы мен жинау сапасы және магниттік индукциядан сипаттайды. Жай жүрісті ток трансформатордың нақтылы тогының үлесінде көрінеді. Қазіргі кездегі трансформаторларда суық илесті болатпен жай жүрісті токтар аса үлкен мәнег ие емес.

Р% жай жүрістің жоғалуы және Рк қысқа түйілу трансформатор жұмысының үнемділігін анықтайды. Жай жүрістің жоғалуы магниттің ауысуы және құйындық токқа болаттың шығындалуынан тұрады. Оны азайту үшін электротехникалық болаттың углеродтық аз құрамы мен арнайы қосымша, 3405, 3406 маркалы қалыңдығы 0,3 мм суық иленген құрыш ыстыққа төзімді оқшаулама жабу қолданылады.

А және Б деңгейлері үшін анықтамалар мен каталогтарда Рх мәні келтірілген. А деңгейі трансформатордың электр техникалық құрыштан салыстырмалы шығындар 0,9 Вт/кг көп емес, Б деңгейі – салыстырмалы шығыны 1,1 Вт/кг көп емес.

Қысқа түйінді орамадағы ток күшінің өтуі және орамадағы мен трансформаторлар құрылысындағы үстеме шығынды жоғалту.

Үстеме шығын шеткі орамасындағы және трансформаторлар құрылысында құйындық ток жасайтын магнит өрісінің шашырап тарауы. Оны азайту үшін орамалар көп өзекті транспонерленген желімен жасалады, ал бак қабырғалары магниттік шунтпен экрандалады.

Энергожүйе желісінде аз және орта қуатты трансформаторлардың үлкен көлемі орнатылған, сондықтан еліміздің барлық трансформаторларындағы электр қуаттың жалпы жоғалуы мәнді және электр энергияны үнемдеу үшін болашақтағы Рх және Рк мәнін азайту мақсатымен трансформатор құрылысын жетілдіру өте маңызды.

Трансформаторлар орамасының сүлбесі мен жалғыз топтары.

Трансформаторлар орамаларында әдетте жалғау жүйесі бар: Ү жұлдызы, Ү көрсетілген бейтарап жұлдызы және Δ үшбұрышы.

Бірінші және екінші реті орама ЭҚК арасындағы фазаның жылжуы шартты жалғану тобынан көрінеді.

Үш фазалы трансформаторда орамаларды жалғаудың түрлі тәсілдерін қолдану арқылы жалғаудың 12 түрлі тобын құруға болады: сонымен жұлдызды ораманы жалғау жүйесінде – жұлдыздың қандай болмасын жұп тобын (2,4,6,8,10,0), ал жұлдыз жүйесінде – үшбұрыш немесе үшбұрыш жұлдыз тақ тобын ала аламыз (1,3,5,7,9,11).

Қуаттық трансформаторлардың конструкция элементтері. Жоғары кернеулі күшті трансформаторлар өз алдына конструктивтік элементтердің үлкен санынан тұратын күрделі құрылғыны құрайды, оның негізгілері болып табылатындар: магниттік жүйе, орама, оқшаулама, сыртқа шығарылған өткізгіш, бак, құрылғыны суыту, кернеуді реттеу механизмі, қорғаныс және өлшеу құрылғылары, арба.

Қуат трансформаторларының суыту жүйесі.

Трансформаторлар жұмысы кезінде ондағы қуаттың жоғалу есебінен орама мен магнит желісінің қызуы пайда болады. Трансформаторлар бөліктерінің шекті қызуы қызмет мерзімі жылу температурасына тәуелді болатын изоляциямен шектеледі. Трансформатор қуаттылығы қанша көп болса, соншалықты суыту жүйесі қарқынды болып келеді.

Трансформаторлардың келесі суыту жүйелері бар: табиғи ауамен суыту, табиғи майлы суыту, үрлеу арқылы суыту және ауамен суыту арқылы май айналып жүруді мәжбүрлеу, майды мәжбүрлеу айналып жүру арқылы майлы-сулы суыту, майдың бағытталған ағыны арқылы майлы-сулы суыту.

Қуатты трансформатордың жүктелу мүмкіндігі. Трансформатордың қуаттылығын таңдаған кезде тек олардың қалыпты қуатына басшылық жасамау керек, шынайы жағдайдағы ортаның суыту температурасы, трансформаторды орнату шарттары қабылдағаннан жоғары болуы мүмкін. Трансформатор жүктелуі тәулік көлемінде өзгереді, егер қуатты жоғары жүктеу бойынша алса, онда оның қуаты толық пайдаға аспайды. Егер тәуліктің басқа бөлігінде оның тиелуі нақтыдан төмен болса, эксплуатация тәжірибесі трансформатордың тәулік бөлігін артық салмақпен атқарады. Режимдердің түрлі критерилері болып трансформаторлар оқшауламасының тозуы саналады.

Трансформаторлардың тиелу мүмкіндігі – бұл мүмкін болатын тиелулер мен артық салмақтың жиынтығы.

Тиелу мүмкіндігі – бұл ұзақ тиелу, орама оқшауламасының тозу есебі қызудан нақты жұмыс режиміне сәйкес келетін тозуды аспайды.

Трансформаторлардың артық салмағы - нақтылы жұмыс режиміне сәйкес келетін орама оқшауламасының тозу есебі кезіндегі режим. Бұндай режим егер тиелу трансформатордың нақты қуаттылығы немесе суыту ортасының температурасы көрсетілген есептен көп болса.

Құрылысы ерекшеліктері және автотрансформатордың жұмыс режимі. 110 кВ қондырғыларда және одан жоғары үлкен қуаттылықты автотрансформаторлар кең қолданыс табуда. Бұл олардың трансформаторлармен салыстырғандағы бірқатар басымдықтарының бар болуымен түсіндіріледі.

Автотрансформаторлардың жұмысы кезінде кернеудің төмендеу режиміндегі орама жүйелілігінде Ів тогы өтеді, магнит ағынын тудыра отырып жалпы орамадағы Іо тогын реттейді.

Автотрансформаторлардан бірінші ретті желіден екіншісіне берілетін толық қуаттылық өтпелі деп аталады.

Сондай қуатты трансформаторлар салыстырғандағы автотрансформаторлар басымдықтары:

• мыс, болат, оқшаулама жабдықтардың аз шығыны;

• аз салмақ, аз көлем, нақты қуатты үлкен автотрансформаторларды трансформаторлардан гөрі жасау мүмкіндігі;

• аз жоғалту және үлкен ПӘК;

• суытудың неғұрлым жеңіл шарттары.

Автотрансформаторлардың кемшіліктері:

• бейтараптық бітеу жерсіндіру қажеттілігі, ол бір фазалы ҚТ токтың ұлғаюына әкеледі;

• кернеуді реттеудің қиындығы;

• ЖК және ОК орамдарының электрлік байланысының нәтижесінде қайта кернеуліктен атмосфералық өту қауітпілігі.

Синхронды қарымталаулар

Синхронды қарымталау деп қозудың өзгермелі валы кезінде двигателдік тиелусіз режимде жұмыс істейтін синхронды машинаны айтады. Синхронды қарымталау қозу тогына тәуелді реактивті қуаттылықты желіге беруі мүмкін не оны желіден тұтынады.

Синхронды қарымталау конструктивті қатынаста турбогенераторларға ұқсайды, бірақ айналымның орташа жиілігінде орындалады. Синхронды қарымталау роторы айқын полюсті дайындалады. Статор конструктивті жағдайда турбогенератор статорына тең.

Синхрондық қарымталау нақты қуаттылықпен, кернеумен және статор тогымен, жиілікпен, ротордың нақты тогы және нақты режимдегі шығындармен сипатталады.

Синхронды қарымталаудың нақты кернеуі МЕСТ сәйкес 50 және 10% электрлі желінің нақты кернеуі сәйкесінше жоғары орнатылады.

Синхронды қарымталаудың нақтылы қуаттылығы нақтылы кернеу кезінде ұзақ жіберілетін тиеу ортаның суытушының нақты параметрі ретінде анықталады.

Синхронды қарымталаудың нақтылы қуттылығы МЕСТ 609-84 сәйкес қуаттылық қатарына сай келу керек және киловольт-ампермен есептеледі. Осы бойынша МЕСТ синхрондық қарымталаудың аз қуаттылығы 2800 кВА анықталған.

Статордың нақтылы тогы нақтылы қуаттылық және нақтылы кернеу мәніне негізделген.

Ротордың тура тогы – бұл желідегі ары бері 5% шамасындағы нақты кернеудің қайта қозу режиміндегі кернеудің ауытқуы кезіндегі қарымталаудың нақтылы қуаттылығын қамтамасыз етуі.

Белсенді қуаттылықты жоғалту нақты шартты суыту кезінде синхронды қарымталаулар үшін 1,5-2,5% шегінде табылады.

Синхронды қарымталау сууының екі түрі орындалады: КС сериялы қарымталау үшін – желдету жабық жүйесімен жанама сутекті газ суытқышымен корпусқа құрастырылған.

Синхронды қарымталаулардың қозуы үшін ҚАР құрылғысымен қозудың арнайы жүйесін қолданады.

Қарымталаулардың қозуының магнит өрісінің сөнуі синхронды генератордікі сияқты іске асады.

Синхронды қарымталауды іске қосу. Синхронды компенсатоды іске қосудың кең таралған тәсілі болып реакторлық пуск табылады,белгілі индуктивті қарсылығы бар реактор өшірушісі арқылы қарымталау желіге қосылады. Осының арқасында кернеу қарымталау шығуында батырманың басында 40-50% нақтыға дейін төмендейді, ал іске қосылатын ток (2-2,8)Іном аспайды.

4 тақырып. Қазақстан Республикасында және әлемдегі электр энергиясын өндірудің басқа тәсілдері мен гидроэнергетиканың, атом энергетикасының, жылу электр станцияларының күйлері және даму болашағы (2 сағат).

Қазақстанның энергетикалық қорының балансында гидроэнергетикалық потенциалды да атап өткен жөн. Ресеймен өлшегендегі 850 млрд. кВт.ч. гидроэнергетикалық потенциал, ал Қазақстандікі 162,9 млрд. кВт.ч. бағаланады, қолдану үшін техникалық мүмкін – 62 млрд. кВт.ч., ал экономикалық мақсатқа сай игеру үшін 27 млрд. кВт.ч. бағаланады.

Оңтүстік Шығыс Қазақстан гидроэнергетикалық қорын екі бассейнге бөлуге болады. Іле өзені және Балқаш теңізінің шығыс бөлігі және Алакөл. Ең алдымен өзендер Зайлы Алатаудың, ал екіншісі Жоңғар Алатауы мен Тарбағатайдан келеді.

Оңтүстік Шығыс Қазақстан өзендерінің жалпы санынан (874) тек 66 немесе 7,6% гидроэлектр станциялық құрылыс үшін қолданыла алады, соның ішінде Іле өзенінің бассейні бойынша 379-дан 25-і (6,6%), Балқаш көлінің бассейнінің шығыс бөлігі және Алакөл құламасы 495-тен 41-і (8,3%).

Белгілі қуаттылықты гидроэнергетикалық құрылыс үшін болашағы бар келесі өзен аймақтар табылады: Іле, Шарын, Шілік, Қаратал, Көксу, Тентек, Хергос, Текес, Талғар, Үлкен және Кіші Алматы, Үсек, Ақсу және Лепсі.

Іле өзенінде ірі Ұапшағай ЖЭС (364МВт) салынған, Үлкен және Кіші Алматы өзендерінде қуаттылығы 61 МВт ЖЭС каскады жұмыс істейді.

Оңтүстік Қазақстан аймағында үш өзен жүйесінің төмен ағындары орналасқан: Сырдария, Талас пен Шу.

Бірақ Оңтүстік Қазақстанның барлық су токтары Республика аумағында энергетикалық мәнге ие емес, олардың су қорлары су жіберуге және су жабдықтауға арналған. Кешенді қолдану жоспарында тек кіші ЖЭС су жіберу режимі бойынша жұмыс істейтін құрылысына ғана бағдарлануға болады.

Солтүстік және Орталық Қазақстан су энергиясы қорының минимумы бар, олардың үлесіне 3 млрд. кВт.ч. немесе 1,7 еліміздің гидроэнергетикалық қоры келеді.

Солтүстік Қазақстанда гидроэнергетикалық қордың негізгі үлесі Ишим өзені бассейніне – 950 млн. кВт.ч., Орталық Қазақстанда Торғайлық плато өзені тобына – 656 млн. кВт.ч, Теңіз және Қарасор көлдері бассейндеріне – 478 млн. кВт.ч. келеді.

Жалпы қазіргі кезде Қазақстандағы бар ЖЭС-тер қуаттылығы 2068 МВт жылдың 8,32 млрд. кВт.ч. электр энергия өндіруді құрайды.

Жаңа гидроқұрылыстың шынайы объектілері 2010 жылға дейін басымдыққа Шарын өзеніндегі Майжақ ЖЭС-і (300 МВт) және Іле өзеніндегі Кербұлақ ЖЭС (50МВт) табылады, Қапшағай ЖЭС реттеуші ретінде. Осы ЖЭС мүмкіндіктері және құрылыс мерзімдері Оңтүстік Қазақстанның 900 млн. кВт.ч. электр энергия бойынша тапшылық төмендетуге мүмкіндік береді.

Кіші гидроэнергетика дамуының бастапқы кезеңінде басым болып Оңтүстік Қазақстандағы кіші ЖЭС құрылысы табылады.

Электр энергия көздерінің жаңа көзі Қазақстанның тапшылықты аймақтарында гидро қорларды қолдануда осы аудандардың энергетикалық тұрақтануын және оның басқа қуаттары артық аудандарынан тәуелсіздігін төмендетуге мүмкіндік береді. 2010 жылға қарай ЖЭС электр қуатты өндіру жаңа қуаттардың әрекетін енгізу есебімен 10 млрд. кВт.ч. жету тосылуда.

Республика территориясында уранның ірі қоры жиналуы және бұрынғы одақтың атомдық-өндірістік уран шикізатының 70% дейінгі немесе 1,4 млн. құрайтын өндірілуі жүзеге асуда.

Республиканың атом-энергетикалық кешені бұрынғы Совет Одағының атом өндірісінің бөлінбейтін бөлігі ретінде құрылған және бұрынғыша Ресей мен Украинаның сәйкес кәсіпорындарымен және ғылыми орталықтарымен байланысты.

Бүгінгі күні табиғи уран өндіретін 7 рудник уран тотығын алу бойынша 2 зауыт, VF6 және VО2 қайта өңдеу зауыты мен ВВР және РБМК редукторлары үшін жанармай таблеткаларын өндіру зауыты бар.

Жүйеге каспилік тау-металлургиялық және тың тау-химиялық комбинаты, Ұлба метрикалық зауыты кіреді. Олардың қызмет негізін бұрын уран өндіретін кәсіпорын өнімдерін қайта өңдеу және сапаландыру құраған. Қазір сирек жерді элементтер, асыл металдар, минералды тыңайтқыщтар және халық тұтыну тауарлары өте көп. Белогорлық тау байыту комбинаты тантал рудасының концентратын өндіреді.

Бұрынғы Семей полигоны территориясында төрт зерттеу реакторының үшеуі эксплуатацияда, әлемде теңдесі жоқ, қозғалтқыштардың ядролық ракетасын өңдеу және сынау үшін арналған.

Жалпы экономикалық ғылыми-техникалық және инновациялық саясат уранды іске асыруда, қайта өңдеуде, өндіру аймағында өткізіледі. Табиғат Қазақстан зерттейтін уран қорының ТМД бойынша жартысына ие болуын қамтыған. Уранды өндіреді, қайта өңдейді, бірақ оны республикада қолданатын бірде-бір тұтыну өнеркәсібі жоқ. ТМД елдерінде біздің уран қажет емес, оларда өздерінікі жеткілікті. Әрине, уранды әлемдік нарыққа шығару қажет. Иә, МАГАТЭ бақылауында және заңды, сосын тек ядролық қаруды таратпау туралы конвенциясына қол қойған мемлекеттерде ғана.

Ресей кәсіпорындарымен қарым-қатынас бар, өйткені уран технологиясының біріктірілген бір ұшын Қазақстанның өз бетінше уран өндірісі циклі толық емес.

Жылулық желі

Булық жүйе. өндірістік кәсіпорындар бу жабдықтау тәжірибесінде бу желілерінен тұратын жүйе қолданылады, онда бу технологиялық жылу қабылдағыштар және конденсат желілеріне жеткізіледі, технологиялық үрдісте бу суыту нәтижесінде ондағы алынатын конденсат толығымен немесе бөлшек жылу көзіне оралады. Кейбір технологиялық үрдістер жылу көзі конденсатының қайтуынсыз жұмыс істейді.

Су жүйелері. Жылу тасушы көлік жылу көзінен тұтынушыға дейін екі құбырлы жылу желісі бойынша жүзеге асырылады. Құбырдың біреуінен ысыған су тұтынушылардың абоненттік желілеріне келеді, келесі құбырдан жылыту аспаптарындағы суыған су жылу көзіне қайта оралады.

Қазақстан қалаларында жылу желілерінің құлама құбырлары құрама темір бетонды каналдарда және жер үсті арнайы темірбетонды тіреуіштерде қосымша салынады. Құбырлар жылу сақтайтын және датқа қарсы жабдықпен қорғалған.

Су жүйесі ашық және жабық ыстық су жабдығын тұтынушылар желісіне жалғау жүйесінен тәуелді бөлінеді.

Жабық жүйеде жылу тасушы жылу желісінің жабық контурінде айналады, су айыру жүйеден жіберілмейді. Ыстық су жабдығы душ, ванна, ауыз су, техникалық үрдістер екінші ретті контурдан іске асырылады, ондағы берілетін су қалалық су желілерінен реттейді, су шығаратын жылытқыштарда жылу желісінен сумен жылытатын жылу пунктерінде орнатылған қызмет көрсететін топтар немесе жалғыз тұтынушылар.

Жабық жүйелерде жылу тасушының фланцтық жалғауда, ілмекті арматура нығыздалмауымен байланысты.

Ашық жүйелердегі суайрық аналогтік мақсат үшін ыстық су жабдықтау жүйеден тұтынушылардың абоненттік енгізу іске асырылады.

Жылу желілерін қамтуға суды дайындаудың ашық жүйелерінде ағудың көбеюінен басқа және су көлемінің толуын қамтамасыз етеді, ыстық су жабдығының қажетіне таратып алынған. Осымен байланысты ашық жүйелерде судың сапасына талап жылу желілерінде айналатын ол толығымен ауыз судың санитарлық талаптарына сәйкес болу керек. Сондықтан ашық жүйелерде қоректенуші ретінде қалалық сужелісіндегі су немесе ауыз судың басқа көздері қолданылады.

Мәселелердің әр түрлілігі басымдық тудыратын немесе бір жүйенің басқасына қатысты шығындалуын оны тәжірибе жүзінде толық құнды етеді.

Пайдалану немқұрайлылық жабық жүйенің негізгі басымдығын жоққа шығарады, судың гидравликалық бөлектенгендігі жүргізетін судың ішу сапасының ыстық сумен жабдықтаудың екінші ретті контурында: көрсетілгендей су құбырының қысымы екінші ретті контур қоректенетін жылу желісінен төмен. Тығыз емес жағдайдың пайда болуында жылу алмасу абоненттік жүйенің желілілк су құбырмен араласып кетеді, сосын тұтынушы крандарына сапасы ішуге келмейтін су келеді. Абоненттік жылу пунктерінің насостық қондыру құрылғысы су құбырындағы су қарқынын ұлғайту үшін жабық жүйенің, әсіресе эксплуатациялық шығын бөлігіндегі, баға көтерілуіне әкеледі.

Су құбырындағы шығатын су сапасы жабық жүйенің екінші ретті контурына келіп түсетін, мысалы, қатты деарация тұздарын кетіруін талап ете алады: кәсіпорындарда әр жылу пунктерінде су дайындау желісіне қажеттілік туады. Басқа жағдайда, судың жылу алмастырғышында жылу алмасу құбырының жан жағында жеткілікті шөгінділер тез түзіледі, қыздырушы жылу тасығыш су құбырындағы жылытатын судан жылу беру шартының нашарлауы. Тұтынушы суды жеткіліксіз ыстық күйінде алады. Мұндай жағдай жиі кездеседі, себебі жабық жүйенің жылу пунктерінде суды дайындау құрылады, құрылыс пен қызмет көрсетуге белгілі шығындар үшін қажет таралымды ала алмады.

Жабық жүйенің тұрақты басымдығы жылулық желінің герметикалық бақылаудың қарапайымдылығын жылу желісінің қоректену көлемінің өзгеруі бойынша тану керек.

Ашық жүйелер станциялық су дайындаудың күрделілігін талап етеді – санитарлық бақылау және жылу жабдығы жүйесінің герметикалығын бақылау қиынырақ. Сіңіру көлемі кемуді ғана емес, сонымен қатар ол тұтынушылық су айырығын дайындау өнімділігі ашық жүйе кезінде көп ретті жабық кезеңіне қарағанда жылу кезінде көп.

Ашық жүйенің тұрақты басымдылығы:

• төмен потенциалды жылу станциясын қолдану мүмкіндігі, жанармайды үнемдеуді жоғарылатады;

• абоненттік жүйенің жеңілдетілуі және арзандауы;

• жылу тасығыш транспортты қолдану мүмкіндігі оның жылу көзіне қайта оралмауы;

• екі құбырлы жылу магистралін жөндеу жылу беру кезеңі барысында жылумен жабдықтау үшін шығынсыз мүмкіндігі, бір құбырлы режим жылу транзитінің жөнделетін жерде қолдана отырып.

Ыстық сумен жабдықтау жүйесін таңдау кезінде үлкен жиі шешетін мәні жылу желілері үшін сіңіретін судың сапасының болуы.

Жылу жабдықтаудың ашық жүйесін судың тотығуының жоғары деңгейі кезінде қолдануға болмайды, өйткені ашық жүйелердің іркілген аудандарында микроорганизмдер дамиды, сосын су, ыстық су жабдығы үшін алынатын, жағымсыз иіске күкірт сутекті ие болады.

Жабық жүйені қатты карбонаттылық кезінде 7 мг-экв/л жоғары, тою индексі - 0,5 кем және хлорид пен сульфаттың суммарлық концентрациясы 200мг/л қолдану ұсынылмайды.