Міністерство освіти і науки України

Черкаський політехнічний технікум

КОНСПЕКТ

лекцій для самостійного вивчення навчального

матеріалу з дисципліни «Електропостачання

сільського господарства»

1. Вступ.

2. Загальні відомості про виробництво, передачу і розподіл

електричної енергії.

3. Будова внутрішніх проводок і кабельних ліній.

4. Конструкція повітряних ліній.

Викладач Блонський Г.Г.

Рецензент Сахно М.М.

Розглянуто на засіданні циклової комісії

профілюючих предметів спеціальності

5.10010102 «Монтаж обслуговування та ремонт

електротехнічних установок в агропромисловому

комплексі».

Протокол № ___ від _____________2009 р.

2009

ВСТУП

Питання, пов’язані з електропостачанням, завжди залишатимуться актуальними. Лише за умови надійного забезпечення якісною електроенергією можливе стабільне функціонування промисловості, сільського господарства, транспорту, комунального господарства й інших сфер життєдіяльності суспільства.

Однією з ознак сьогодення є не лише зростання попиту на електроенергію, але й підвищення вимог до її якості, надійності електропостачання, забезпечення більш дієвих заходів безпеки та інше. Відповідно до цього змінюються й нормативні документи, що встановлюють правила обладнання і технічної експлуатації окремих електричних апаратів, електроустановок, мереж та систем в цілому. Удосконалюються методики розрахунків вибору як окремих електричних апаратів, так і електротехнічних комплексів. Останніми роками розроблена та успішно впроваджується велика кількість принципово нових електротехнічних пристроїв та схемних рішень їх використання в різних електропостачальних системах.

Історія розвитку електроенергетики України тісно пов’язана з Росією, а потім і з Радянським Союзом.

Уперше електричну енергію для практичного використання на території України в 1878 р. застосував відомий російський інженер А.П. Бородін. Ним для освітлення київських залізничних майстерень були використані чотири електричні світильники.

Перша електростанція громадського використання в Україні була збудована в 1888 р. в м. Полтава. А в 1890 р. була побудована і перша центральна електростанція в м. Києві, що забезпечувала електричною енергією дугові електросвітильники.

1892 р. ознаменувався введенням в експлуатацію першої лінії київського трамваю довжиною 1,5 км, живлення якої здійснювалось від електростанції, на якій були встановлені дві динамомашини потужністю 60 к.с. кожна, а електрична енергія вироблялась на напрузі 500 В. Про темпи зростання використання електричної енергії в Києві в ті роки свідчать факти: у 1895 р. в Києві загальна довжина трамвайних ліній становила 36 км, а для забезпечення їх електроенергією використовувались чотири парових агрегати потужністю 150 к.с. кожний.

Спорудження в 1889 р. в Києві першої електростанції змінного трифазного струму з генераторною напругою 2,2 кВ стало наступною віхою в історії розвитку електропостачання в Україні.

З 1890 р. в Україні розпочинають використовувати електростанції невеликої потужності в таких містах, як Катеринослав (нині – Дніпропетровськ), Констянтинівка, Львів, Одеса та ін. Передача електричної енергії від джерел до приймачів відбувалась на низькій напрузі з використанням як повітряних, так і кабельних ліній.

У 1910 р. вперше в Україні на Добасі стали до ладу підвищувальні

Силові трансформатори, і електрична енергія змінного трифазного струму напругою 22 кВ передавалась споживачам повітряними лініями електропередачі (ЛЕП).

У 1913 р. загальна встановлена потужність на електростанціях України становила майже 305 тис. кВт, за рік було вироблено 543 млн. кВт-год електроенергії. З урахуванням чисельності населення України на той час це становило лише близько 15 кВт-год на одну людину за рік. Крім того, слід відзначити, що близько 75% електроенергії використовувалось у промисловості в таких галузях, як металургійна та вугільна.

До 1920 року про широке використання електроенергії в Україні говорити не доводиться. Знаменною віхою в плані дійсно широкого використання електроенергії було прийняття 22 грудня 1922 р. на V111 Всеросійському з’їзді Рад Державного плану електрифікації Росії (рос. - план ГОЭЛРО). Понад 30% усіх потужностей, що планувалося ввести в експлуатацію згідно з цим планом, розміщувалось на території України. Були збудовані такі електростанції: у 1926 р. – Штерівська потужністю 100 МВт, у 1931 р. – Зуївська потужністю 200 МВт, у 1932 р. – Дніпровська ГЕС спочатку потужністю 200 МВт, а потім в 1933 р. доведена до проектної потужності

560 МВт та ін. У цей час розпочались роботи зі створення окремих регіональних енергетичних систем.

Швидко зростає напруга розподілу електроенергії, що забезпечувалось стрімким розвитком науки і техніки ізоляційних матеріалів, електричних машин, трансформаторів , ЛЕП та ін. У 1928 р. на Донбасі уже знаходились в експлуатації близько 200 км ЛЕП напругою 22 – 35 кВ.

30-ті та початок 40-х років минулого століття характерні для України тим, що були розпочаті роботи з об’єднання окремих енергетичних систем в єдину енергетичну систему. Станом на 1933 р. на території України вже працювали 13 районних електростанцій зі встановленою потужністю близько 1 млн кВт. Введення в експлуатацію Дніпровської ГЕС – найбільш потужної ГЕС у світі на той час – та бурхливий розвиток промисловості в Донбасі зумовив на початку 1930-х років створення нових ЛЕП з напругою 110 та 154 кВ. До середини 1930-х років в Україні вже функціонували дві потужні енергосистеми – Донбаська і Дніпровська, сумарний виробництво електроенергії становило понад 2 млрд кВт-год на рік, вже на початку 1940 р.

Ці дві енергосистеми України були підключені на паралельну роботу на напрузі 220 кВ і забезпечили умови для створення об’єднаної енергетичної системи України.

За роки Великої Вітчизняної війни (1941 – 1945) енергетична база України майже повністю була зруйнована, а тому кінець 1940-х початок 1950-х рр. були часом відбудови та оновлення всієї енергосистеми України.

60-ті роки минулого століття – період особливо інтенсивного розвитку електроенергетики в Україні. Характерною ознакою цього часу є висока концентрація виробництва електричної енергії і, як наслідок – інтенсивний розвиток електричних мереж напругою 35, 110, 150 і 220 кВ. У 1960-ті роки в Україні споруджуються ЛЕП напругою 330 кВ, наприклад Зміївська ДРЕС -

Полтава – Кременчуцька ГЕС – Черкаси – Київ, та напругою 400 кВ: Мукачево – Лемешами і Мукачево – Лудуш. 1962 рік був знаменним ще однією подією в галузі електроенергетики – створенням першої в світі ЛЕП постійного струму Волгоград – Донбас довжиною понад 500 км, напругою

800 кВ.

70 – 80-ті роки минулого століття характерні найбільшими обсягами спорудження мереж напругою 330 кВ, яких за цей період було введено в експлуатацію понад 6 тис. км. Сумарна потужність введених в експлуатацію трансформаторних підстанцій становила близько 30000 МВА, а самі трансформаторні підстанції були зв’язані з енергосистемою не менше ніж трьома лініями і мали сучасну складнозамкнену конфігурацію.

На 90-ті роки минулого століття припадають великі політичні зміни в Україні, пов’язані з розпадом Радянського Союзу і створенням незалежної України. Ці роки як і для всієї економіки України, так і для енергетики характеризувалися великою економічною кризою, яка проявлялась у зменшеннях вироблення електроенергії, скороченні обсягів спорудження нових енергетичних об’єктів та занепадом в існуючих.

Масове старіння обладнання на електростанціях, підстанціях та ЛЕП, відсутність його заміни та модернізації призвело до збільшення витрат на підтримання його працездатності, потреби збільшення кількості обслуговуючого персоналу для проведення планових і позапланових оглядів, поточних та аварійних ремонтів, зростання кількості перед аварійних і аварійних ситуацій. Наслідок всього цього – зниження надійності електропостачання споживачів і енергетичної безпеки Об’єднаної енергетичної системи України й відключення її від Єдиної енергетичної системи Росії.

Останні роки характеризуються стабілізацією роботи, як окремих складових частин, так і всієї Об’єднаної енергетичної системи України, відновлення її синхронної роботи з Єдиною енергетичною системою Росії, збільшенням обсягів виробництва та споживання електроенергії, введенням нових потужностей і навіть експортування електроенергії за кордон.

Надійне та економічне функціонування і безперебійне забезпечення електроенергією всіх споживачів є головним завданням держави.

Поряд з широким використанням електричної енергії в промисловості з кожним роком збільшується застосування електричної енергії і в сільськогосподарському виробництві. Уже в 1953 році було електрифіковано 30% всіх колгоспів і 90% радгоспів. Особливо підвищилися темпи електрифікації сільського господарства після постанов уряду (1960 р.) про будівництво районних підстанцій і приєднання сільських споживачів до державних енергосистем. З цього часу розвиток електрифікації сільського господарства розглядається як важливий засіб прискорення технічного прогресу в сільськогосподарському виробництві й покращенні культурно – побутових умов життя сільського населення. Здійснюється поступовий перехід від автоматизації окремих виробничих процесів і операцій до повної автоматизації цехів і сільськогосподарських підприємств.

У сільському господарстві споживачі електроенергії розосереджені на значній території, а потужності їх порівняно невеликі. Це зумовлює деякі особливості електропостачання. Сільські електричні мережі здебільшого протяжні і мають невелику потужність. Довжина сільських електричних мереж сягає сотень тисяч кілометрів, а вартість електричних ліній, що припадає на одиницю потужності, досить висока і значно перевищує цей показник в інших галузях виробництва.

Оскільки будівництво сільських електричних мереж можна вважати практично завершеним, основним завданням на сучасному етапі є забезпечення якості електроенергії, що подається сільським споживачам, і високої надійності електропостачання. Тому необхідно застосовувати ефективні і економічно доцільні заходи по забезпеченню оптимальної надійності електропостачання сільськогосподарських споживачів.

Успіх вирішення цих проблем залежить від спеціалістів електротехнічних напрямків

Тема: Загальні відомості про виробництво передачу і

розподіл електричної енергії.

1. Виробництво електроенергії. Короткі відомості про теплові,

гідроелектричні, атомні і дизельні електростанції.

Для виконання будь-якої роботи треба витратити певну кількість енергії. Людина в своїй діяльності використовує різні види енергії, проте найбільш поширеною на сучасному етапі розвитку суспільства є електрична енергія.

Її виробляють на електричних станціях, перетворюючи теплову, механічну або хімічну енергію природних джерел, насамперед палива (вугілля, нафти, природного газу, горючих сланців, торфу) і води.

Крім того, як енергоносії на електростанціях можуть використовуватись вітер, тепло земних надр, морські припливи, а в гірських і південних районах – тепло сонячного проміння (на геліостанціях). Проте такі електростанції в сучасній енергетиці помітного місця не займають. Їх потужність невелика, і вони мають здебільшого місцеве значення. У майбутньому дедалі важливішу роль відіграватимуть електростанції з використанням термоядерних реакцій.

На електростанціях енергія природних джерел перетворюється в механічну енергію, яка, в свою чергу, за допомогою електричних машин, що називаються генераторами, перетворюються в електричну.

Залежно від виду джерела енергії для обертання генераторів використовують різні первинні двигуни – парові, газові і гідравлічні турбіни, двигуни внутрішнього згоряння, парові машини, вітродвигуни тощо.

Отже, електрична станція – це електротехнічна споруда, на якій енергію природних джерел перетворюють в електричну енергію.

Залежно від енергоносія, який приводить в рух первинний двигун, розрізняють теплові, гідравлічні і атомні електростанції.

Найбільш поширені теплові електростанції. На цих електростанціях відбувається триразове перетворення енергії (хімічна в теплову, теплова в механічну, а механічна в електричну).

Залежно від типу первинного двигуна теплові електростанції поділяються на паротурбінні, газотурбінні, паромашинні (локомотивні) і дизельні.

Паротурбінні електростанції належать до потужних сучасних станцій, на яких парова турбіна з’єднана безпосередньо з генератором електроенергії в енергетичний агрегат, що називається турбогенератором.

Паромашинні електростанції як первинний двигун містять поршневу машину. Вони мають відносно малий к.к.д., тому їх споруджують на невеликі потужності і використовують для місцевих потреб.

Дизельні електростанції працюють на дорогому і дефіцитному паливі. Первинними двигунами є двигуни внутрішнього згоряння. Дизельні електростанції використовують як резервні для електропостачання окремих підприємств.

Газотурбінні електростанції, на яких використовується газова турбіна, ще

не набули великого поширення.

Великі паротурбінні електростанції поділяються на конденсаційні і теплофікаційні або теплоелектроцентралі (ТЕЦ).

Теплофікаційні (теплоелектроцентралі) крім електроенергії забезпечують теплом підприємства і комунальне господарство міст. Їх коефіцієнт корисної дії досягає 60 – 70% (опалення житлових будинків тощо).

Конденсаційні електростанції постачають споживачам тільки електроенергію. Їх к.к.д. – 30 – 40%. Вони споруджуються безпосередньо біля родовищ вугілля, сланців, торфу тощо, а до споживачів електроенергія передається лініями електропередач.