Электр энергиясын өндіру технологиясы
Кіріспе
Курстық жұмыстың өзектілігі. Энергетика және электрмен қамтамасыз ету жүйелерінің дамуынсыз ғылыми-техникалық прогресс мүмкін емес. Адамзат атаулының барлығына энергия қажет және оған деген сұраныс жыл сайын арту үстінде. Қайта жаңғыртылатын энергия көздері дегеніміз - қоршаған ортада периодты түрде пайда болып отыратын, немесе тұрақты түрде бар энергия көздері. Мысалы, Күн энергиясы. Мұндай энергияның ең негізгі ерекшелігі - адам тіршілік әрекетінің қатысуынсыз қоршаған ортада пайда болуында.
Курстық жұмыстың мақсаты. Мақсаты болып, Қазақстанда аса үлкен шамадағы электр энергиясын сапалы және соңғы техникалық жабдықталған аспаптармен өлшеп жоғары дамыған елдердің үлгісін жетік меңгеру.
Қазіргі таңда қолжетімді қайта жаңғыртылатын энергия көздері ретінде күн энергиясы, жел энергиясы және биомасса энергиясы танылады.
Курстық жұмыстың міндеті. Осы жұмыста төменде көрсетілетін мағлұматтарда халықты, айыл-аймақтарды түрлі электр энергия көздерімен қамтып сәйкесінше оларды өлшеу үшін жаңартылып, тексерілген метрологиялық аспаптармен тексеріп, аспаптарға толық тоқталу және жұмысын түсіндіру.
Біздің аймақтың ерекшелігі - халықтың үлкен жер көлемінде шашыранды түрде орналасуы. Үлкен аумаққа шашыранды орналасқан тұтынушыларға электр энергиясын электр тарату желілері арқылы жеткізу оның шығынын көбейтеді. Мұндай жағдайда дәстүрлі энергия көздерінен бас тартып, қайта жаңғыртылатын энергия көздерін пайдалану тиімді болып табылады. Мысалы, күн, жел және биомасса энергиясы. Қайта жаңғыртылатын энергия көздерін пайдаланып, тұрмыста қажетті негізгі энергия түрі - электр энергиясын өндіру барысында біршама қиындықтар туындайды. Мұның негізгі себептері күн және жел энергиясы табиғатта периодты түрде туындап отырады. Энергияның периодты түрде туындауы тұтынушылар үшін қолайсыздықтар туындатады. Осы себепті қайта жаңғыртылатын энергия көздерінің периодтылығынан туындайтын қиындықтарды жою - қазіргі таңның өзекті мәселесі.
Гибридті электр энергия көзін құрастыру технологиясы күн, жел және биогаз энергиясын пайдалануға негізделу қажет.
Қайта жаңғыртылатын энергия көздерінің әлеуетін толық қанды игеру үшін арнайы технологиялық шешімдер қолдану қажет. Егер тұрмыста күн батареялары өндіретін электр энергиясы қолданылатын болса, күн сәулесі жоқ кезде электр энергиясы да болмайды немесе жел энергиясын пайдаланған кезде де, осы сияқты жағдай қайталанады, яғни жел болмаған кезде электр энергиясы өндірілмейді.
Курстық жұмыстың көлемі. Курстық жұмыс кіріспеден, 2 бөлімнен, беттен, 4 кестеден, сызбадан, қорытынды мен қолданылған әдебиеттерден тұрады.
1 Электр энергиясын өндіру технологиясы. Аймақ пен елді-мекендерді электрлендіруді техникалық жабдықтау
1.1 Аймақ пен елді-мекендерді электрмен қамтамасыз ету
Күн, жел, биогаз энергиясын пайдалануға негізделген төмен қуатты гибридті электр станцияны жобалау дәстүрлі энергия көздерінен алыс қашықтықта орналасқан фермерлік шаруа қожалықтарын электрмен қамтамасыз ететін тиімділігі жоғары, сенімді және экологиялық таза жүйе жасауға мүмкіндік береді.
Гибридті электр станцияны жобалаудан алдын әрбір қайта жаңғыртылатын энергия көзінен жекелеп электр энергия өндіру технологиясын талдап шығайық.
Электр энергиясын пайдалану оңай болғандықтан, күн сәулесін тікелей электр энергиясына түрлендіру жолы едәуір басымдылыққа ие. Күндізгі уақытта күн батареялары өндіретін электр энергиясы аккумулятор батареяларда жинақталады. Жинақталған электр энергия айнымалы 50 Гц 220 В кернеуге түрлендіріліп, тұрмыстық қажеттіліктерге жұмсалады. Жүйе жарық күндері ғана емес, бұлтты уақытта да энергия өндіру мүмкіншілігіне ие.
Күн сәулесі арқылы электр энергияны өндіру және пайдалану принципі 1 суретте көрсетілген.
1
4
3
5
2
1
4
3
5
2
сурет - 1 Күн сәулесі арқылы электр энергияны өндіру және пайдаланудың жалпы принциптік сұлбасы: 1 - күн батареялары; 2 - заряд реттеуіш; 3 - АКБ; 4 - инвертор; 5 - электр энергия тұтынушылары.
Жел энергиясы - Жер атмосферасының ауа температурасы мен қысымының әр түрлі болуынан пайда болған күн энергиясының жанама түрі. Жер бетіне келетін күн энергиясының шамамен 2%-ы жел энергиясына түрленеді. Жел - өте қуатты қайта жаңғыртылатын энергия көзі. Бұл энергияны Жер бетінің кез келген аймағында пайдалану мүмкіншілігі бар. Жел энергиясы арқылы электр энергиясын өндіру өте тартымды идея болғанымен, техникалық тұрғыдан күрделі мәселе болып табылады. Бұл қиындық жел энергиясының шашыраңқы және тұрақсыз болуымен түсіндіріледі .
Желдің көмегімен электр энергияны өндіру және пайдалану принципі 1.2 суретте көрсетілген.
1
2
3
5
4
1
2
3
5
4
сурет - 1.2 Желдің көмегімен электр энергияны өндіру және пайдаланудың жалпы принциптік сұлбасы: 1 - жел генератор; 2 - заряд реттеуіш; 3 - АКБ; 4 - инвертор; 5 - электр энергия тұтынушылары.
Жел энергетикалық қондырғылардың жұмыс жасау принципі қарапайым: жел генератордың қалақшаларына жел көтергіш күшпен әсер етіп, оны қозғалысқа келтіреді, қалақшалар бекітілген жел доңғалақтың білігі электр генератордың роторын айналдыру арқасында электр энергия туындайды, осылайша, жел энергиясы электр тогына түрленеді.
Ауыл шаруашылығы мен тағам өнеркәсібінің қалдықтары энергия өндіруге мүмкіншілік береді. Мұндай қалдықтарға құс, шошқа, іріқара малдың тезегі, кәріздегі шайынды сулар, қызылша қыспасы, сыра өндірісінің төбі және т.б. жатқызылады.
Биомасса дегеніміз жинақталған күн энергиясы деп есептеуге болады. Биомассаны сұйық газ тәріздес отын ретінде пайдалануға немесе тікелей жағу арқылы энергия өндіруге пайдалануға болады. Биомасса жергілікті энергия көздеріне жатқызылады. Органикалық қалдықтарды шіріту арқылы биогаз өндіруге болады.
Күн, жел биогаз энергиясын бір мезгілде, бір жүйенің құрамына біріктіретін болсақ, оның сенімділігі жоғарылап, күн сәулесі мен желдің уақытша болмай қалуы энергия өндіру үшін кедергі келтірмес еді.
Бір-біріне тәуелсіз үш түрлі қайта жаңғыртылатын энергия көздерін гибридтеу, әрбір энергетикалық жүйенің құрылымдық моделін бір жүйеге біріктіруді талап етеді.
Күн батареясы, жел генераторы, биогазды қондырғы және гибридті электрмен қамтамасыз ету жүйелерінің құрылымдық моделі 1.4 суретте көрсетілген.
1.3, а - суретте күн батареясы арқылы электрмен қамтамасыз ету жүйесінің құрылымдық модель блоктары көрсетілген, ә - жел генераторы арқылы электрмен қамтамасыз ету жүйесінің құрылымдық модель блоктары көрсетілген, б - биогазды қондырғы арқылы электрмен қамтамасыз ету жүйесінің құрылымдық модель блоктары көрсетілген, в - электрмен қамтамасыз етудің гибридтік жүйесінің құрылымдық модель блоктары көрсетілген.
сурет - 1.3 Күн батареясы, жел генераторы, биогазды қондырғы және гибридті электрмен қамтамасыз ету жүйелерінің құрылымдық моделі: 1 - күн батареясы; 2 - жел генераторы; 3 - биореактор; 4 - биогенератор; 5 - заряд реттеуші; 6 - аккумуляторлық батарея; 7 - инвертор; 8 - тұтынушы.
Қайта жаңғыртылатын энергия негізінде жұмыс жасайтын кез-келген электр энергетикалық жүйенің құрамында негізгі болып саналатын күн батареясы, жел генераторы және биогенератормен қоса міндетті болып саналатын жабдықтар болады, олар - заряд реттеуші, аккумулятор батареялар және айнымалы ток тұтынушылары үшін инвертор. Жекелеген қайта жаңғыртылатын энергия көздерін гибридті электр энергия көзіне біріктіру - энергетикалық қондырғының құрылысын жеңілдетеді, яғни гибридті электр станцияда күн батареялары, жел генераторы және биогазды қондырғы бір жүйе құрамында жұмыс жасайды. Олай болса, инвертор, аккумулятор батареялары және заряд реттеушінің параметрлері гибридті электр станция үшін ортақ болып табылады.
Қайта жаңғыртылатын энергия есебінен жұмыс жасайтын гибридті электр станцияның құрылымы модульді болып табылады, сондықтан мұндай жүйені құрастыру үлкен қиындық туындатпайды. Бірақ станция құрамындағы энергия көздері үйлесімді жұмыс жасауы үшін әрбір модульдің қуаттылығын сауатты түрде таңдау қажет. Мысалы, жылдық орташа жел жылдамдығы 2-3 мс аспайтын аудандарда негізгі жүктемені жел генераторына артқанмен одан пайда болмайды, сол сияқты күн батареясын таңдағанда қателік жасамау қажет, оның себебі бірінші кезекте станция құнының жоғары болуымен түсіндіріледі. Егер күн батареялары немесе жел генераторы табиғи қолайсыз аудандарда орналастырылған болса, энергия өндірмейді, осылайша, жұмсалған қаражатты ақтамайды. Бұл дегеніміз қайта жаңғыртылатын энергия негізіндегі электр станцияларды құрастыру үшін жан-жақты зерттеулер жүргізіп, есептеулер жасау қажет.
Күн-жел-биогаз гибридті электр энергия көзінің сұлбасы 1.4 суретте көрсетілген.
сурет - 1.4 Күн-жел-биогаз гибридті электр энергия көзінің жалпы сұлбасы
Электр станция, электр желілер, қосалқы трансформатор станция, және электр энергия тұтынушылары дәстүрлі электрмен қамтамасыз ету жүйесінің құрамына кіреді.
Энергия шығыны органикалық отынның энергиясы электр станциядағы генераторды айналдырып, электр энергияға түрленуі кезінде басталады. Мысалы, ЖЭС-ның ПӘК-і шамамен 30%, ал ЖЭО-ның ПӘК-і 80%-ға жуық. Өндірілген электр энергия тасымалдану барысында 3-4 қосалқы трансформатор станциядан, мыңдаған км-ге созылып жатқан желілерден өте отырып тағы да шығынға ұшырайды. Сонымен қатар, электр энергияның негізсіз шығындалуы тұтынушыларға да байланысты.
Қайта жаңғыртылатын энергия көздерін қолданған жағдайда энергияны үнемді пайдалану мәселесі бірінші орынға шығады. Бұл жерде тек электр энергиясы емес, жылу энергиясына қатысты үнемділік мәселесі де өзекті болып табылады.
Күн-жел-биогаз гибридті электр станция үшін автономды тұтынушы ретінде фермерлік шаруа қожалығын қарастырған жөн. Мұндай жағдайда электр энергия тұтынушылары тұрмыстық электр жабдықтары болып табылады.
Жүйедегі энергияны тиімді пайдалану үшін тұтынушы қолданатын электр жабдықтар тізіміне шолу жасап шығу қажет. Бірінші кезекте жөндеуден өткен жабдықтардың техникалық жағдайы үнемі тексеріліп тұруы қажет. Мысалы, кабель үзіліп, оны жалғау дұрыс жасалынбаса, үзілген орыннан ток ағыны дұрыс жүрмейді. Осы себептен кабель қызып, электр энергия жылу түрінде бөлініп, өрт қаупін тудырады. Электр бұрғы, болгарка т.б. сияқты механикалық буындары бар электр жабдықтарының үйкеліске түсетін жерлерінің майланып тұруы қажет. Олай болмаса, кедергі күшінің әсерінен механикалық буындардың қозғалысы ауырлайды. Бұл, өз кезегінде, жабдықтың электр қозғалтқышына артық жүктеме береді. Осылайша, энергия өз шамасынан көп мөлшерде жұмсалады. Қазіргі кезде бір ай ішінде жұмсалатын электр энергиясының 10-12%-ы жарықтандыруға жұмсалады. Оның себебі тұрмыста қолданылатын қыздыру шамдарын қолдану. Қыздыру шамдарының ПӘК-і 5% шамасында, бұл дегеніміз - жұмсалатын электр энергияның 5%-ы ғана жарық түрінде бөлінеді, ал энергияның негізгі бөлігі пайдаға аспайтын жылу түрінде бөлінеді. Электр жабдықтарды қарастырғанда активті және индуктивті тұтынушы деп жалпы екі топқа бөлуге болады. Активті тұтынушы дегеніміз - жұмсалатын электр энергияны толықтай жұмысқа түрлендіреді. Индуктивті тұтынушылар энергетикалық жүйенің жұмысына біршама қолайсыздықтар тудырады. Индуктивті тұтынушылар - олар негізінен электр қозғалтқышы бар жабдықтар. Электр қозғалтқыш орамасында магнит өрісінің күші роторды қозғалысқа келтіру үшін көп энергия шығындайды. Бұл үрдіс қосылу тогымен сипатталады. Индуктивті тұтынушылардың қосылу кезінде қажет ететін тогы номиналды жағдайда қажет токтың шамасынан 2-9 есе көп болады, бірақ бұл үрдіс көп уақытқа созылмайды.
Тұтынушы тұрмыста қолданатын электр жабдықтардың сипаттамасын және тәулігіне неше уақыт іске қосылатынын біле отырып, Күн-жел-биогаз гибридті электр станциясының сипаттамаларын, яғни АКБ электр сыйымдылығын, күн батареялары, жел генераторы, биогенератор, инвертор қуатын және тағы басқа қосалқы жабдықтардың сипаттамасын анықтауға болады.
Жоғарыда келтірілген фактілер негізінде келесідей қорытынды жасауға болады:
- қайта жаңғыртылатын энергия көздерін құрамдастырылған түрде қолдану тұтынушыларды электр энергиямен қамтамасыз етуде сенімділікті жоғарылатады;
- Күн-жел-биогаз гибридті қондырғы көмегімен электр энергия өндіру тұтынушыларды табиғи-климаттық жағдайларға тәуелділіктен құтқарады;
- қайта жаңғыртылатын энергия негізіндегі гибридті электр станцияларды пайдалану көлемін ұлғайту - қазіргі таңдағы өзекті мәселе, энергетикалық және экологиялық проблемалардың шешімін табуға қосылатын үлес болады.
1.2 Электр қуатының түрлері
Қазақстанның энергетика жүйесі - электр энергиясы мен қуатын өндіру және электрмен жабдықтау жүйесі; ұлттық экономиканың өндірістік және әлеуметтік инфрақұрылымындағы маңызды сала әрі өнеркәсіптің басқа салаларын дамытудың басты базасы. Кеңестік билік дәуіріне дейінгі кезеңде өндіргіш күштердің даму деңгейі төмен болуы себепті оның энергет. базасы Қазақстанда тым кенже қалды. Деректер бойынша, қазақ жерінде барлық электр ст-лардың қуаты 2,5 мың кВтсағ-тан аспаған, оларда жылына 1,3 млн. кВтсағ электр қуаты өндірілген. Кен кәсіпорындарына қызмет көрсету үшін ұсақ локомобильді немесе екі тактілі мұнай электр ст-лары қолданылған. Успенск сияқты кеніштің барлық электр қуаты 32 кВт болған, ал Спасск зауытында 455 кВт-тан аспаған. Тек 6 қалада ғана қуаты шағын қалалық электр ст. болған. Қарағанды алабындағы таскөмір кенішінен алғаш көмір өндіру 1856 ж. басталғанымен Қазақстанда отын өнеркәсібі де нашар дамыды. 1917 жылға Қазан төңкерісіне дейінгі кезеңде мұнда 1182 мың т көмір өндірілді. Ленгір қоңыр көмір кенішін (1869 жылдан), Екібастұз тас көмір кенішін (1898 жылдан) және басқа кеніштерді қосқанда Қазақстанда төңкеріске дейінгі 67 жылда 1,6 млн. т көмір өндірілген. 1900 - 18 ж. Ембі мұнай кенішінен 1377 т мұнай, соның ішінде Доссор кенішінде (1911 жылдан) 1332 т мұнай өндірілген.
сурет - 1.5 "Электр энергия станциясы"
Кеңестік дәуірдің бас кезінде қабылданған ГОЭЛРО жоспарының (1920) елді электрлендірудегі экономика және саяси мәні зор болды. Бұл жоспардың Қазақстанға да тікелей қатысы бар. Онда Сібір т. ж. бойындағы ірі сауда-өнеркәсіп орталықтарының қатарында Петропавлды, Ертіс өз-нің бойындағы Павлодар ауданын бірінші кезекте, ал Дала өлкесін екінші кезекте электрлендіру, Павлодарда қуаты 15 мың кВт электр ст-н салу межеленген. Осы жоспарға сай 1925 ж. Қарсақбай электр станциясының құрылысы басталып, 1928 жылдары мұнда мыс қорыту зауыты іске қосылды.
Осы жылы Жоғарғы Харуиз СЭС-і пайдалануға беріліп, соның негізінде Риддер қорғасын зауыты іске қосылды. 1925 - 26 ж. Доссорда мұнайдың 41,2%-ы, Мақатта 87,8%-ы электр қуатын қолдана отырып өндірілді. Осы жылдары мұнай оқпандарын бұрғылау және мұнайды барлау үшін КСРО-да тұңғыш рет электр қуаты қолданылды.
Қазақстандағы отын-энергет. қорларды іздестіру жұмыстарының нәтижесінде көмір мен мұнайдың ірі кеніштері табылды. Қазбалы отын қорлары бойынша Қазақстан Кеңес Одағында екінші орынға шықты. Жалпы электр ст-лары қуатының артуына, электр қуатының өндірілуіне, экономиканы электрлендіру деңгейіне жасалған талдау негізінде кеңестік дәуірдегі Қазақстан электр энергетикасының даму жолын негізгі үш кезеңге бөлуге болады: бірінші кезең 1918 - 45 жылдарды қамтиды, бұл кезеңде сол уақыттың өлшемі бойынша ірі электр ст-лары салынып, алғашқы энергет. тораптар пайда болды. Екінші кезеңде (1946 - 58 ж.) аймақтық электр ст-ларында электр қуатын бір орталықтан өндіру күрт артты, алғашқы энергет. жүйелер құрылды. Үшінші кезеңде (1959 - 90 ж.) республиканың энергет. базасы жедел қарқынмен дамып, аймақтық энергет. жүйе қалыптасты. Сөйтіп, Қазақстан өзінің электр қуаты жөніндегі мұқтаждарын толық қамтамасыз ететін әрі оны өзге елдерге шығаратын ахуалға жетті. Бұл кезеңде Алматыда, Қарағандыда, Петропавлда, Жамбылда, Шымкентте, Павлодарда ірі аймақтық су электр ст-лары (АСЭС) салынды. Ертіс өз-нде Өскемен және Бұқтарма су электр ст-лары (СЭС), Іледе Қапшағай СЭС-і жұмыс істеді. Аса ірі Ақсу АСЭС-ы Екібастұз кенішінің арзан көмірін пайдаланды.
Электр энергетикасы секторын реформалау бағдарламасын дәйектілікпен іске асыру нәтижесінде 2000 жылдан бастап оң өзгерістерге қол жеткізілді: екі жақты мерзімдік (форвардтық) келісімшарттар рыногі құрылып, жұмыс істей бастады. Қазақстанның электр энергетикасы секторының бастапқы экспорттық әлеуеті 2001 жылдың басында 500 - 1000 мВт деп бағаланды. Мыс., Екібастұз АЭС компаниясы 2001 жылдан Ресейге (Омбы қ-ның маңына) 300 мВт электр қуатын экспортқа шығара бастады. 2030 ж-ға дейін электр энергетикасын дамыту бағдарламасы шеңберінде Қазақстанның электр энергетикасы жөнінен тәуелсіздігін қамтамасыз етудің 2005 жылға дейінгі жоспары әзірленді.
Нарықтық экономика жағдайында электр энергетикасы секторындағы табиғи монополияның барлық құрылымдары уәкілетті орган (Энергетика және табиғи ресурстар мин.) тарапынан мемлекеттік бақылауға алынған. Электр қуатын тарату және бөлу жөніндегі тарифтерді Қазақстан Республикасының Табиғи монополияларды реттеу және бәсекелестікті қорғау жөніндегі агенттігі реттеп отырады. 2000 ж. 1 сәуірде Тарифтер жөніндегі бөлімшеаралық комиссия "КЕGOC" ААҚ-ның аймақаралық деңгейдегі электр тораптары бойынша электр қуатын тарату жөніндегі қызмет көрсетуіне арналған тарифті есептеудің жаңа әдістемесін қолданысқа енгізді.
Электр энергетикасы секторындағы реформаларды тереңдетудің 2000 жылдан басталған кезекті кезеңі Респ. электр қуатының көтерме сауда рыногін жетілдіру тұжырымдамасына негізделді. Бұл тұжырымдамаға сәйкес электр қуаты рыногінің Қазақстандық операторы құрылды, оған электр қуатын өндіру мен тұтыну процестерін нарықтық жолмен басқару міндеті жүктелген.
Қазақстан Республикасының электр энергетикасы секторын қайта құру негізінде электр энергетикасы нысандары түрлі меншік иелерінің қолына көшті: ірі электр ст-лары шет елдік компанияларға тиесілі, кернеуі 220 және одан жоғары кВ электр тораптарын басқару, диспетчерлеу, т.б. мәселелерді шешу міндеттері электр тораптарын басқару жөніндегі Қазақстандық компания - KEGOC-қа жүктелді; кернеуі 110 және одан төмен кВ электр тораптары бұрынғы энергетика жүйесі шеңберінде таратушы электр компанияларының басқаруында; электр қуатын өндірушілерден сатып алу және оны тұтынушыларға сату міндеті Электр қуаты рыногінің Қазақстандық операторына жүктелген.
сурет - 1.6 "Су электр станциясы"
Қазақстанда қазір энергет. өнімнің 23-сіне жуығы ЖЭС-терде, қалған бөлігі энергиясын СЭС-терде өндіріледі. Қазақстанның батыс аймағында энергетикалық шикізат көзі мұнай мен табиғи газ болғандықтан сұйық, газ тәрізді және аралас типті отынмен жұмыс істейтін ст-лар дамытылған. Шығыс және оңт. аймақтарда әзірге су қуатынан басқа меншікті энергет. көздері жоқ. Осыған байланысты оларда ядр. отын, тасымал мұнай, газ, көмір пайдаланылады. Электр қуатын тұтынудың есептік деңгейлеріне жасалған талдау 1990 жылдан бастап он жылдық кезеңде электр тұтыну көлемі жалпы респ. және солт., бат. аймақтар бойынша 2 есе дерлік, ал оңт. аймақ бойынша 3 есе дерлік кемігенін көрсетеді (қ. 1 - 2-кестелер).
Соңғы 2 - 3 жылда электр энергиясын тұтынудың азаю қарқынының баяулағаны байқалды, ал батыс аймақта ол өсе бастады. 2000 жылдың алғашқы жартысында республикада 27,4 млрд. кВтсағ электр қуаты тұтынылған, мұның өзі 1999 жылдың осы кезеңімен салыстырғанда 7,2%-ға көп. Электр қуатын өндіру мен тұтыну көлемінің өсуі негізінен Батыс және Солтүстік аймақтарда (Павлодар-Екібастұз өңірінде) байқалды. Қазақстанның Оңтүстік аймағында (Алматы, Оңтүстік Қазақстан, Жамбыл, Қызылорда облыстары) жеткілікті бастапқы энергет. қор жоқ болғандықтан оның электр энергетикасы тасып әкелінетін көмірге, сырттан әкелінетін газ бен мазутке негізделген. Бұл аймақтағы электр қуатының негізгі көздері - Жамбыл МАЭС-і, Шымкент ЖЭО-1, Алматы ЖЭО, Қапшағай СЭС-і. Мұндағы тапшылық Солт. Қазақстанның ОЭС-ы, 220 - 500 кВ электр тораптары бойынша Орта Азия республикаларынан әкелінетін электр қуаты есебінен өтеледі.
сурет - 1.7 "Жылу электр станциясы"
2000 жылы 15 маусымнан бастап Қазақстанның Бірыңғай энергет. жүйесінің (БЭЖ) Солт. бөлігінде Ресейдің БЭЖ-імен қатарласқан жұмыс қалпына келтірілді, ал 2000 ж. қыркүйектен Қазақстанның БЭЖ-і Ресей мен Орталық Азияның энергетикалық жүйесімен қатарлас жұмысқа көшірілді. Қазір Қазақстанның барлық облыстарында аймақтық электр тораптары компанияларымен қатар көптеген делдалдар (трейдерлер) тұтынушыларды электр қуатымен жабдықтайды. Қазақстанның электр тораптарының 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.
Қазақстан өзендерінің су энергетика әлеуеті 200 млрд. кВтсағ, ал пайдалануға экон. тиімді су-энергия қоры 23 - 27 млрд. кВтсағ деп бағаланды. Қазіргі кезде гидравлик. энергияның экон. әлеуетін пайдаға асыру деңгейі небәрі 20%-ды құрайды. Жел қуатын пайдалану, үшін Жоңғар қақпасы ауданында (100 - 110 млрд. кВтсағ), т.б. аудандарда қолайлы жағдайлар бар. Оңтүстік Қазақстан, Алматы облыстарының аумағында негізінен жылытуға және ыстық сумен қамтамасыз етуге жарамды геотермиялы су қорлары анықталды. Жер асты суын пайдалану жылына 1 млн. т шартты отын үнемдеуге мүмкіндік береді. Республикада күн энергиясы мен биомассаның да белгілі бір әлеуеті бар. Энергияның мұндай әдеттен тыс көздерінің тех. әлеуеті 13 млрд. кВтсағатқа бағаланып отыр, соның ішінде жылына 5000 - 6000 сағатты қамтамасыз ететін кепілді қуат - 380 мВт. Энергия өндірімі 1,9 - 2,3 млрд. кВтсағ.[1]
Қазіргі кездегі жел энергиясын пайдаланудың дамуы. Жел энергетикасының күннен-күнге дамуы қарқындап өсуде. 31 желтоқсан 2005 жылы бүкіл дүниежүзілік жел энергетикасының өндірілетін қуаты 58 982 МВт болды. Осындай қарқынды өсу сатысында Бүкіл әлемдік жел энергетика ассоциациясы 2010 жылы жел энергиясын қуатын 120 000 МВт-қа өсіруді жоспарлап отыр. Жел энергетика ассоциациясының мәліметтерін негіздей отырып, алдыңғы қатарлы 10 елдің жел энергия даму қуатының көрсеткіштеріне назар аударайық.
Төмендегі кестеден толықтай бүкіл әлемдегі энергия өндіруші елдердің мүмкіндігі келтірілген.
Кесте - 1 Жел энергия даму қуатының көрсеткіштері
Мемлекет
2005 ж. ғана
іске қосылған желагрегат
өндірілген қуат, МВт
2005 ж өсуі, %
2005 ж.
барлық өндірілген
қуат, МВт
Германия
1798.8
10.8
18427.5
Испания
1764.0
21.3
10027.0
АҚШ
2424.0
36.0
9149.0
Үндістан
1430.0
47.7
4430.0
Дания
4.0
0.1
3128.0
Италия
452.4
35.8
1717.4
Біріккен король ұйымындағы мемлекет
465.0
52.4
1353.0
Қытай
496.0
64.9
1260.0
Нидерланд
141.0
13.1
1219.0
Жапония
143.8
16.0
1040.0
Европа бойынша
6174.0
18.0
40932.0
Барлығы
11310.0
24.0
58982.0
Кесте - 2 Бүкіл әлемдегі МВт өндірілетін қуат
Жыл
Бүкіл әлемдегі МВт
өндірілетін қуат,
МВт
Европадағы
өндірілетін қуат,
МВт
1980
10
-
1995
4821
2515
1999
13 594
9307
2001
23 857
17 241
2004
47 671
34 758
2005
58 982
40 932
Жел қондырғылардың жетілдіруі мен көп жылғы тәжірибе, жұмсалатын шығын мөлшерінің төмендеуіне мүмкіндік туғызды, ал бұл АҚШ-та электроэнергия құнының 1986 ж 1кВт. сағ - 14 центке, 1999 ж - 5 центке төмендегенінен көрінеді. Ал Европа елдері желэнергиясын дамытуда жетекші, алдыңғы шептегі жаңа технология өндірісінің орталығы десек те артық айтпаған болар едік.
Желқондырғысының электр энергиясын өндіру технологиясы
Жел қондырғыларда жел ағынының кинетикалық энергиясы генератор роторларының айналу процесі кезінде электр энергиясына айналады. Конструкциясы жағынан желқондырғылардың генераторлары электростанция -дағы отын жаққанда ток өндіретін генераторларға ұқсайды. XX ғасырдың басында Н.Е. Жуковский жел двигателі теориясының негізін қалады, осы теорияны негіздей отырып әлсіз желдің ырғағынан жұмыс істелетін жоғары өнімді жетілдірілген желагрегаттардың конструкциялары жасалынды, барлық елдің ғалымдары мен самолет жасаушы конструктор мамандары өз үлестерін қосты.
Барлық жел двигателінің жұмыс істеу принципі біреу-ақ,онда желдің әсерінен қозғалатын желдоңғалағының қалақшаларының қозғалысы электр энергиясын өндіретін генераторының айналып тұратын білігіне беріледі.
Желдоңғалағының диематрі үлкен болған сайын соққан желдің үлкен ағысын қамтиды және агрегат түрлеріне қарап неғұрлым үлкен энергия өндіреді. Жел двигателін екі топқа бөледі:
1 тік осьпен айналатын жел двигателі, оларға карусель типтес, қалақшалы, ортогональді.
2 горизонталь осьпен айналатын жел двигателі (қанатты деп аталады - қанаттарының санына байланысты).
Қалақшалы жел двигателінің айналу жылдамдығы олардың қалақшалар санына кері пропорционал, сондықтан агрегаттың қалақшаларын үштен артық жасамайды. Горизонталь айналдыру осі бар екі немесе үш қалақшадан тұратын мұнараның басына бекітілген қондырғылар - желқондырғылардың ең көп тараған түрі болып табылады. Горизонталь айналдыру осі бар турбинаның роторының басқарушы білігі де көлденең орналасқан. Ал көп қалақшалардан тұратын горизонталь осі бар моделін монолиттік деп атайды. Бұл қондырғылар төменгі жылдамдықта жұмыс істейтіндіктен, су тарту насосында пайдаланады.
Тік осьпен айналатын жел двигателінің (Н - типтес) роторының жетекші білігі вертикаль орналасқан. Турбиналарының қалақшалары өте ұзын, пішіні доға тәрізді, мұнараның үстіңгі және астыңғы жағына берік орнатылған. Осындай жел қондырғыларын әлемнің бірнеше компаниясы ғана жасайды.
H - типтес турбинасы роторының ерекшелігі басқарушы білік вертикаль орналасқандықтан , кез келген бағытта соққан желдің үлкен ағысын қамтиды. Француз инженері Дарриус тік осьпен айналатын жел двигателінің теория негізін қалай отырып , конструкциясын жасады. Сыртқы түрлерінің айырмашылығына қарамастан горизонталь және вертикаль айналу осі бар желқондырғылардың жұмыс істеу принциптері бірдей.
Ядролық энергия - ядроны құрайтын нуклондардың қозғалысына және олардың өзара әсеріне байланысты болатын атом ядросының ішкі энергиясы.
Ядролық энергия табиғи жолмен де, жасанды жолмен де алуға болады. Күн және басқа жұлдыздар жарық және жылу түріндегі энергияны береді, ол ядролық энергияны табиғи жолмен алудың мысалы бола алады. Адамдар ядролық реакторлардың көмегімен жүргізілетін ядролық реакциялардың нәтижесінде ядролық энергияны ала алады. Атомдық немесе сутекті бомбалардың жарылысы кезінде алынатын энергия да адамның қолымен жасалады.
Ядролық энергияның артықшылығы:
Ядролық энергия - бұл мұнайдың және көмірдің қорлары таусылғанда электр тогын алу үшін қолданылатын энергия көзі.
Атом электр станцияларына басқа станциялардың түрлеріне қарағанда әлдеқайда аз энергия талап етіледі. Бір тонна ураннан бірнеше миллион тонна баррель мұнайдан немесе бірнеше миллион тонна көмірден алынатын энергиядан көбірек энергия алуға болады.
Атом энергия станциялары қоршаған ортаны, отын ретінде көмірді пайдаланатын электр станцияларына қарағанда аз ластайды. Жылу электр станцияларының экологияға тигізер шығыны өте көп.
Ядролық энергияның кемшіліктері:
Ядролық қарудың өндірісі ядролық энергияға негізделген, ол біздің Жерімізге қауіп төндіреді. Яғни, атом бомбалары ғаламшардың тіршілігін тоқтатуы мүмкін.
АЭС-да ядроның бөлшектену процесі кезінде апаттар болуы мүмкін, нәтижесінде жарылыс болып, көп мөлшердегі радиация қоршаған ортаға бөлінеді. 1979 жылы Пенсильвания штатындағы Гаррисбургтың қасында орналасқан Тримайл Айленд станциясында және 1986 жылы Украинадағы Чернобыль АЭС-да апаттар орын алды.
Атомдық өнеркәсіптің қалдықтары радиация шығаратын болғандықтан өте қауіпті. Олармен қатынаста болған адамдар тіпті өліп кетуі де мүмкін.
Ядролық реакторды небәрі 40-50 жыл ғана қолдануға болады[[1]][[2]].
2 Өлшеу құралдары
2.1 Электр энергетиканы метрологиялық қамтамасыз ету
Логометр (гр. logos - сөз және гр. metre о - өлшеймін) -- электр өлшеуіш аспап, оның көрсетуі екі электрлік шама (әдетте ток күші) қатынасына пропорционалды. Логометр, электр және ферро-динамикалық, электро-магниттік түрлері болады. Ең кеңінен таралған магнит электрлік логометр қозғалмалы бөлігі екі элементтен, катушкалардан тұрады. Онда өлшенетін қатынасты түзейтін электрлікшамалар бағыттары бір-біріне қарама-қарсы айналдыру моменттерін туғызады; тепе-теңдік күй моменттер теңдігінде болады. Тұрақты магнит өрісінде тұрған катушкалар үлкен момент бағытына қарай бұрылуға үмтылады да, қозғалмалы бөлігі моменттер теңелгенше ауытқиды.
Омметрлерде, фазометрлерде, жиілік өлшерлерде, тензометрлерде, электрлік термометрлерде, дистанциялық электрлік және электрлік емес шамаларды өлшеуіштерде қолданылады. Тексерілетін шамалар бірлігінде бөлінеді.
Сурет - 2.1 Логометр
Магнитоэлектрлік жүйедегі өлшеу құрылғылары
Конструктивті өлшеу механизмдері (ӨМ) белгілі жүйе құрылғылары қозғалмалы магнит немесе қозғалмалы катушкамен орындалады.
Сурет 2.1 магнитэлектрлік жүйелік құрылғы құрамы: 1- тұрақты ток, 2- полюсті шектері, 3- қозғалмайтын сердечник, 4-обмотка, 6-жартылай остер, 7,8- пружиналар, 9-стрелка, 10-теңдеуші жүк.
Қозғалмалы жүйенің динамикасы келесі мәнмен көрсетіледі:
MBp=B*S*
Mnp=K*
MBp - айналу моменті
Мпр-қарсы жұмыс iстейтiн сәт;
МВр = Мпр
(2.5)
В - саңылаудағы магниттік индукция ;
S - рамканың ауданы;
ω - катушкадағы орамдар саны;
K - серіппенің қаттылығы;
α - бұрылу бұрышы
Тербеліс сөндіргіштері: пневматикалы сұйықтықта және құйын тәрізді тоқта.Серіппенің қарсы әрекеті токты рамкаға жеткізу үшін қолданылады. Жылжымалы жүйе созылулардың және анкер қосындыларының көмегімен бекінеді.
Артықшылығы: жоғарғы сызықтылықпен, сезімталдығымен, көрсеткішетрдің тұрақтылығымен, қуатты аз тұтынуымен, өлшеу ауқымының үлкендігімен ерекшеленеді. Құрылғылардың көрсеткіштеріне сыртқы магниттік және электрлік өріс әсер етпейді.
Кемшілігі: құралды түрлендіргіштерсіз тек тұрақты тоқ тізбектерінде пайдаланады, тоқты аз мөлшерде өткізу қабілетіне ие, нВ көрсеткіші температураның өзгерісіне әсер етеді.
Қолданылуы: магнитэлектрлігі ИМ амперметрде қолданылады, вольтметр, омметр, гальванометр электрлік құралдарында әртүрлі физикалық көлемдерді өлшеуде қолданылады.
Бұл жүйе логометрлігі Мпр екінші қарсылықты рамкада құрылады, ол тоқтардың байланысын өлшеуге және құралдардың көрсеткіші мен қоректендіру көзінің кернеуінен тәуелсіз болуға мүмкіндік береді. Осындай құралдардың жылжымалы жүйесі өзара бір-біріне белгілі бір бұрышпен тығыз бекітілген екі бұрыштық рамкадан тұрады. Полюстік ұштары ерекше пішінде, олардың ортасында орналасқан, тұрақты магнит өрісінен әркелкі магнит өрісі жасанды жолмен жасалады. Тоқтар рамкаға моментсіз тоқ откізгіштері арқылы тұжырымдалады. Логометр рамкаларындағы тоқ бағыттары қарама қарсы бағытта болу үшін таңдалынады. Жалпы түрде былай жазуға болады:
Ỉ ảð = І1·f1(α) ; Ỉ ïð = І2·f2(α) (2.6)
Осындай жылжымалы жүйенің тепе-теңдігі сәттердің теңдігінің арқасында болады, рамкаға әсері тоқтардың түрлерінің қарым-қатнасын көрсетеді.
(2.7)
сурет - 2.2 Магнитті электрлі логометр құрылғысының
электрлік сызбасы
Логометр рамкасы бұрылғанда магниттік өрісі ауа саңылауында бір қалыпты өзгермейді.
Суретте тұрақты тоқтағы магнитті электрлі гальванометр құрылғысы көрсетілген.
сурет - 2.3 Магнитті-электрлі гальванометр құрылғысының сызбасы:
1 - ілгіш; 2 - тұрақты магнит; 3- айна; 4 - рамка; 5 - полюстік ұштар;
6 - тоқ өткізгіш; 7 - жылжымайтын өзекше.
ИМ рамкасына тоқ беру кезінде айналдыру моменті әсер етеді, қарсы жұмыс істейтін тоқ өлшенетін шамаға пропорционал, ал жасалынған мән бұралатын аспаға және тынышталу сәтінде болады. Жылжымалы жүйедегі (р) тынышталу еселігі гальванометрдің (ψ) конструктивтік параметрлерімен және өлшегіш шынжыр кедергілерінің мағынасымен анықталады. Кедергінің шамасын өлшеу кезінде тынышталу еселігінің жүйесін анықтауға болады.
Айналмалы дененің қозғалысы J - инерция моментінің жылжымалы жүйедегі
(2.8)
теңдеуімен анықталады.
Гальванометр үшін осы теңдеу түрі қолданылады
(2.9)
Бұл екінші тәртіпті тұрақты дифференциалды теңдеудің интегралы жылжымалы құралдың серпінінің сипаттамасын береді: a = p(t).
сурет - 2.4 Өлшеу құрылғысының беріліс сипаттамасы
Мұндай динамикалық жүйенің әлсіз демпирлеуінде тербелісітің жылжымалы бөлігі гальванометрдің бөліктерінде үйкеліс ысыраптары әсерінен өшеді (режим - 1).
Аумалы мәніндегі бәсеңдету коэффициенті кезінде құралдағы жылжымалы мәннен бөліктің тұрақты күйі кезінде керек мәнді тез анықтауға болады. (режим - 2). Сындық кедергінің шамасы гальванометрдің динамикалық сипаттамасын анықтайды, және де кедергінің мәні аспап шкаласында көрсетіледі.
Қатты демпирлеу кезінде жүйеде тербелістер болмайды, рамканың қозғалысы периодтық емес болады (қисық - 3).
Бұл құралдың метрологиялық сипаттамасына мыналар жатады: сезімталдылығы, өзіндік меншікті тербелістің кезі, сыртқы, және толық аумалы мәндері.
Гальванометр аз мәнді тоқтарды (10-12 А ) және де кернеуді (10-4 В) өлшеу үшін пайдаланылады, сонымен қатар нөлдік көрсеткіш ретінде қолданылады.
Резонанстық гальванометрлер жылжымалы бөлігі бар, сыртқы сигналдық жүйесі бар резонанс күйіне келтірілген. Енін бойлай жүретін жарық жолағы амплитуданың шамасы туралы сигнал береді.
2.1.1 Электромагниттік жүйедегі құралдар
Электромагниттік өлшегіш аспаптарда жылжымалы бөліктің ауысуы үшін магниттік энергия алаңын пайдаланады, ол катушкадан тұрады. Тоқ жүретін бойымен бір немесе бірнеше ферромаргниттен жасалған орауыштар мен өзектер жүреді.
Таралуды орындау кезінде ЭМИП-тің 3 конструктивтік нұсқаларын алды. Олар: жазық орауышпен, қомақты орауышпен және тұйық магнит өткізгішпен.
сурет - 2.5 Электромагнитті аспап құрылғысының сұлбасы: 1 - өс; 2 - серiппе. 3 - орауыш; 4 - тiлше; 5 - өзек; 6 - тыныштандырушы.
Тоқпен орауыш жасалынған кездегі айналдырушы момент және оларға тоқтың жылжымалы қолданысы арқылы әсер ететін жүйе мына формуламен анықталады:
(2.10)
Қарсы жұмыс істейтін сәт қолданыстағы рамка бұрышына пропорционал. Өлшеу кезіндегі құралдың өзгеруі мына теңдеумен анықталады:
(2.11)
Бұл мәннен кейін біз электромагниттік жүйенің аспап шкаласының квадратты болатынын білдік. Сондықтан оның бірқалыптылығын қамтамасыз ету үшін (өлшеудi жоғарғы шектiң 15 бөлiгiнен бастап) жылжымалы жүйенiң бұрылу бұрышынан орауыш индуктивтiлiгiнің сызықты емес тәуелдiлiгін пайдаланады:
~f(α) (2.12)
Артықшылығы: құрылымның қарапайымдылығы, жоғарғы сенімділігі, айналмалы және тұрақты тоқ тізбегінде қолдану мүмкіншілігі.
Дәлдік класы: 1,0; 1,5; 2,5. Жиілік диапазоны: 45...10000 Гц. Өлшенетін тоқтың ауқымы: 0,005.300. Ал өлшегіш шынжырын тікелей трансфарматорға қосқан кезде 20 кА болады.
Кемшілігі: жоғары өзіндік ток қуаты, төмен сезімталдығы, бірқалыпты емес шкала, сыртқы жылу және магниттік өрістер әсері, көрсетуінің ток жиілігіне тәуелділігі.
Қолданылуы: Тұрақты токтарды, кернеулердiң айнымалыларын, фазалар айырымын, жиiлiкті, индуктивтiлiктi және сыйымдылықты өлшеу үшiн пайдаланады.
Электродинамикалық жүйедегі құралдар
Электродинамикалық өлшегiш аспаптарды жылжымалы тұратын энергияны, бөлiктiң ауысуы және токтiң бойымен ағатын рамкадағы жылжымайтын жүйе үшiн пайдаланады. Жылжымайтын бөлiк бiр немесе өзара бiрлескен жиiрек екi орауышпен параллель жалғанған. Қаңқасыз жылжымалы орауыш iшiнде мыс өткiзгiш дәйекті түрде оралған. Өлшенетiн токтi шынжырда созылуы үшін оны серіппеге қосады. Жылжымалы бөлiктiң тынышталуы - әуе жағдайында немесе магнитоиндукциялық кезінде болады.
сурет - 2.6 Электродинамикалық құрылғының сызбасы: 1 - қозғалмайтын катушка; 2 -- қозғалмалы катушка;
Дифференциалдық формулалар әсерлесуші екі катушкадан тұратын магнитті - энергиялық жүйенің құрылғыларының қозғалмалы бөлігіне айнымалы момент түсінігін береді:
М - қозғалатын және қозғалмайтын катушкалар арасындағы өзара индуктивтілік;
Рамкаға әсер ететін айналмалы және қарсы әсер етуші моменттерді жөндеп алудың нәтижесінде:
жоғарыда көрсетілген формула түрінде құралдың өлшеуін өзгертетін теңдеудi аламыз.
Қозғалмалы және қозғалмайтын катушкаларды өлшеніп жатқан тізбекке қосу барысында тоқ немесе кернеу шамасының рамканың бұрылу бұрышына деген квадраттық тәуелділік пайда болады. Берілген жүйенің құрылғылары айнымалы және тұрақты тоқ кезіндегі жүктеменің қуатын есептеу үшін арналған.
(2.15)
Аналогтық электронды өлшеуіш құралдар
Аналогтық электронды өлшеуіш құралдар қарапайым электромагниттік құралдарға қарағанда қосымша блоктардан тұрады: күшейткіштер; сигналды құрастырғыштар; бір физикалық шамадан екіншісіне ауысатындар және т.б.). Бұл өлшенетін физикалық шама диапазонын амплитуда мен жиілік бойынша кеңейтуге, олардың номенклатурасын кеңейтуге, сезімталдығы мен өлшеу дәлдігін жоғарлатуға мүмкіндік береді.
Қазіргі электрондық құралдарда сигналдарды цифрлық кодтарға ауыстыру үшін микропроцессор негізінде блоктар қолданылады.Және де байланыс құралы үшін ақпаратты таратып, ЭЕҚ қосылу үшін пайдаланылады.
Электронды өлшеуіш құралдарды жіктеу
Өлшеу ақпаратының көрсетілу әдісі бойынша электронды құралдар аналогтық және цифрлық көрсеткіші бар дискретті құралдар деп бөлінеді.
Құралдардың әріптік мағынасы:
А - амперметрлер;
V- вольтметрлер;
Е - тізбек компоненті мен параметрлерін өлшеу құралы;
Ч - жиілікті өлшеу;
Ф - фазометрлер;
С - сигнал формасы;
Х - сигнал сипаттамасы;
И - импульсты сигналдар;
П - радиотолқынды өріс;
Г - генераторлор;
Z2(R2)
сурет - 2.7 Операциялық күшейткіштер схемасы:
а - эквивалентті;
б - түрленетін.
Д - бөдгіштер;
К - комплекс;
У - күшейткіш;
Я - блоктар;
Бір типке жататын құралдар топтарға бөлінеді.Ауысу үшін электронды бөліктен, түзеткіштен, электрлі шаманы күшейткіштерден, магниттіэлектрлік жүйе механизмін өщеуіштен тұрады, ал осциллограф - электронды-сәулелік түтікшеден тұрады (ЭСТ). Электронды құралдар оларға ұқсас. Құралдардың көбісінің жұмыстық негізінде сигналдың кернеуге ауысуы мен осы кернеуді өлшеуі жатыр. Осылай, көптеген электронды құралдардың конструктивті негізі вольтметр болып табылады. Бұл құралдар вольтметр, жиілікөлшеуіш, осциллограф, кедергі, сыйымдылық, индуктивтілік, транзистор параметрі, интегралды схеманы өлшегіштер ретінде қолданылады.
Электронды вольтметрлер
Электронды вольтметрлер (ЭВ) айнымалы, тұрақты және универсалды болып бөлінеді:
В1 - калибратор;
В2 - тұрақты ток калибраторы;
В3 - айнымалы ток калибраторы;
В 4 - импульсты;
В 5 - фазосезгіш;
В 6 - селикативті;
В7 - әмбебап;
В 8 - түрлілікті өлшегіш;
В9 - кернеу ауыстырғыш;
Жұмыс принципі бойынша бөлінеді: тікелей ауыстырғыш пен байсалды.Біріншісі қарапайым, бірақ дәлдігі аздау, ал екіншісі қиын, бірақ дәлдігі жоғарылау.
Электронды вольтметрлер қасиеті бойынша былай жіктеледі:
өлшеу әдісі бойынша - тікелей бағалау мен салыстыру құралы;
тағайындалуы бойынша - тұрақты,айнымалы, импульсты кернеулі құралдар, әмбебап және селективті;
өлшенетін кернеу сипаты бойынша - амплитудалық , әсер ететін және орташа кернеу;
жиілік диапазоны бойынша - төменгі жиілікті және жоғары жиілікті.
Тұрақты ток үшін электронды вольтметрлер шығу құралынан, тұрақты токты күшейткіштен, еханизмді өлшеуіштен тұрады.Оң және теріс кері байланыстардың тізбектері тұйық шеңберде автотербелістің стационар режимі орнатылатындай етіп теңестірілген, минимал мәні ВАХ күшейткішінің сызықтық бөлігінен аспайды. Соның арқасында синусоидалы формадағы тербелістер жиілікті өзгерткенде амплитуда бойынша тұрақты болады және сызықты емес бұрмаланудың деңгейі төмен болады.
Тербелмелі контурлар негізіндегі LC-генераторлар жоғары жиілікте қолданысқа ие. Олардың жиілігінің жоғары тұрақтылығы кварцты резонаторлар есебінен қамтамасыз етіледі.
f=
300 бен 3000МГц және одан да жоғары жиілік диапазонында тербелмелі жүйе коаксиалды немесе толқын тәріздес сызықтардың кесіндісімен орындалады.
Соғылмалы генераторлар төмен жиілікте қолданылады. Бұл типтегі генераторлар тербеліс деңгейінің жоғары тұрақтылығы мен тербеліс жиілігінің барлық диапазонының үздіксіздігімен сипатталады.
Генератор опорной частоты
1
Генератор
плавающей
частоты
сурет - ... жалғасы
Курстық жұмыстың өзектілігі. Энергетика және электрмен қамтамасыз ету жүйелерінің дамуынсыз ғылыми-техникалық прогресс мүмкін емес. Адамзат атаулының барлығына энергия қажет және оған деген сұраныс жыл сайын арту үстінде. Қайта жаңғыртылатын энергия көздері дегеніміз - қоршаған ортада периодты түрде пайда болып отыратын, немесе тұрақты түрде бар энергия көздері. Мысалы, Күн энергиясы. Мұндай энергияның ең негізгі ерекшелігі - адам тіршілік әрекетінің қатысуынсыз қоршаған ортада пайда болуында.
Курстық жұмыстың мақсаты. Мақсаты болып, Қазақстанда аса үлкен шамадағы электр энергиясын сапалы және соңғы техникалық жабдықталған аспаптармен өлшеп жоғары дамыған елдердің үлгісін жетік меңгеру.
Қазіргі таңда қолжетімді қайта жаңғыртылатын энергия көздері ретінде күн энергиясы, жел энергиясы және биомасса энергиясы танылады.
Курстық жұмыстың міндеті. Осы жұмыста төменде көрсетілетін мағлұматтарда халықты, айыл-аймақтарды түрлі электр энергия көздерімен қамтып сәйкесінше оларды өлшеу үшін жаңартылып, тексерілген метрологиялық аспаптармен тексеріп, аспаптарға толық тоқталу және жұмысын түсіндіру.
Біздің аймақтың ерекшелігі - халықтың үлкен жер көлемінде шашыранды түрде орналасуы. Үлкен аумаққа шашыранды орналасқан тұтынушыларға электр энергиясын электр тарату желілері арқылы жеткізу оның шығынын көбейтеді. Мұндай жағдайда дәстүрлі энергия көздерінен бас тартып, қайта жаңғыртылатын энергия көздерін пайдалану тиімді болып табылады. Мысалы, күн, жел және биомасса энергиясы. Қайта жаңғыртылатын энергия көздерін пайдаланып, тұрмыста қажетті негізгі энергия түрі - электр энергиясын өндіру барысында біршама қиындықтар туындайды. Мұның негізгі себептері күн және жел энергиясы табиғатта периодты түрде туындап отырады. Энергияның периодты түрде туындауы тұтынушылар үшін қолайсыздықтар туындатады. Осы себепті қайта жаңғыртылатын энергия көздерінің периодтылығынан туындайтын қиындықтарды жою - қазіргі таңның өзекті мәселесі.
Гибридті электр энергия көзін құрастыру технологиясы күн, жел және биогаз энергиясын пайдалануға негізделу қажет.
Қайта жаңғыртылатын энергия көздерінің әлеуетін толық қанды игеру үшін арнайы технологиялық шешімдер қолдану қажет. Егер тұрмыста күн батареялары өндіретін электр энергиясы қолданылатын болса, күн сәулесі жоқ кезде электр энергиясы да болмайды немесе жел энергиясын пайдаланған кезде де, осы сияқты жағдай қайталанады, яғни жел болмаған кезде электр энергиясы өндірілмейді.
Курстық жұмыстың көлемі. Курстық жұмыс кіріспеден, 2 бөлімнен, беттен, 4 кестеден, сызбадан, қорытынды мен қолданылған әдебиеттерден тұрады.
1 Электр энергиясын өндіру технологиясы. Аймақ пен елді-мекендерді электрлендіруді техникалық жабдықтау
1.1 Аймақ пен елді-мекендерді электрмен қамтамасыз ету
Күн, жел, биогаз энергиясын пайдалануға негізделген төмен қуатты гибридті электр станцияны жобалау дәстүрлі энергия көздерінен алыс қашықтықта орналасқан фермерлік шаруа қожалықтарын электрмен қамтамасыз ететін тиімділігі жоғары, сенімді және экологиялық таза жүйе жасауға мүмкіндік береді.
Гибридті электр станцияны жобалаудан алдын әрбір қайта жаңғыртылатын энергия көзінен жекелеп электр энергия өндіру технологиясын талдап шығайық.
Электр энергиясын пайдалану оңай болғандықтан, күн сәулесін тікелей электр энергиясына түрлендіру жолы едәуір басымдылыққа ие. Күндізгі уақытта күн батареялары өндіретін электр энергиясы аккумулятор батареяларда жинақталады. Жинақталған электр энергия айнымалы 50 Гц 220 В кернеуге түрлендіріліп, тұрмыстық қажеттіліктерге жұмсалады. Жүйе жарық күндері ғана емес, бұлтты уақытта да энергия өндіру мүмкіншілігіне ие.
Күн сәулесі арқылы электр энергияны өндіру және пайдалану принципі 1 суретте көрсетілген.
1
4
3
5
2
1
4
3
5
2
сурет - 1 Күн сәулесі арқылы электр энергияны өндіру және пайдаланудың жалпы принциптік сұлбасы: 1 - күн батареялары; 2 - заряд реттеуіш; 3 - АКБ; 4 - инвертор; 5 - электр энергия тұтынушылары.
Жел энергиясы - Жер атмосферасының ауа температурасы мен қысымының әр түрлі болуынан пайда болған күн энергиясының жанама түрі. Жер бетіне келетін күн энергиясының шамамен 2%-ы жел энергиясына түрленеді. Жел - өте қуатты қайта жаңғыртылатын энергия көзі. Бұл энергияны Жер бетінің кез келген аймағында пайдалану мүмкіншілігі бар. Жел энергиясы арқылы электр энергиясын өндіру өте тартымды идея болғанымен, техникалық тұрғыдан күрделі мәселе болып табылады. Бұл қиындық жел энергиясының шашыраңқы және тұрақсыз болуымен түсіндіріледі .
Желдің көмегімен электр энергияны өндіру және пайдалану принципі 1.2 суретте көрсетілген.
1
2
3
5
4
1
2
3
5
4
сурет - 1.2 Желдің көмегімен электр энергияны өндіру және пайдаланудың жалпы принциптік сұлбасы: 1 - жел генератор; 2 - заряд реттеуіш; 3 - АКБ; 4 - инвертор; 5 - электр энергия тұтынушылары.
Жел энергетикалық қондырғылардың жұмыс жасау принципі қарапайым: жел генератордың қалақшаларына жел көтергіш күшпен әсер етіп, оны қозғалысқа келтіреді, қалақшалар бекітілген жел доңғалақтың білігі электр генератордың роторын айналдыру арқасында электр энергия туындайды, осылайша, жел энергиясы электр тогына түрленеді.
Ауыл шаруашылығы мен тағам өнеркәсібінің қалдықтары энергия өндіруге мүмкіншілік береді. Мұндай қалдықтарға құс, шошқа, іріқара малдың тезегі, кәріздегі шайынды сулар, қызылша қыспасы, сыра өндірісінің төбі және т.б. жатқызылады.
Биомасса дегеніміз жинақталған күн энергиясы деп есептеуге болады. Биомассаны сұйық газ тәріздес отын ретінде пайдалануға немесе тікелей жағу арқылы энергия өндіруге пайдалануға болады. Биомасса жергілікті энергия көздеріне жатқызылады. Органикалық қалдықтарды шіріту арқылы биогаз өндіруге болады.
Күн, жел биогаз энергиясын бір мезгілде, бір жүйенің құрамына біріктіретін болсақ, оның сенімділігі жоғарылап, күн сәулесі мен желдің уақытша болмай қалуы энергия өндіру үшін кедергі келтірмес еді.
Бір-біріне тәуелсіз үш түрлі қайта жаңғыртылатын энергия көздерін гибридтеу, әрбір энергетикалық жүйенің құрылымдық моделін бір жүйеге біріктіруді талап етеді.
Күн батареясы, жел генераторы, биогазды қондырғы және гибридті электрмен қамтамасыз ету жүйелерінің құрылымдық моделі 1.4 суретте көрсетілген.
1.3, а - суретте күн батареясы арқылы электрмен қамтамасыз ету жүйесінің құрылымдық модель блоктары көрсетілген, ә - жел генераторы арқылы электрмен қамтамасыз ету жүйесінің құрылымдық модель блоктары көрсетілген, б - биогазды қондырғы арқылы электрмен қамтамасыз ету жүйесінің құрылымдық модель блоктары көрсетілген, в - электрмен қамтамасыз етудің гибридтік жүйесінің құрылымдық модель блоктары көрсетілген.
сурет - 1.3 Күн батареясы, жел генераторы, биогазды қондырғы және гибридті электрмен қамтамасыз ету жүйелерінің құрылымдық моделі: 1 - күн батареясы; 2 - жел генераторы; 3 - биореактор; 4 - биогенератор; 5 - заряд реттеуші; 6 - аккумуляторлық батарея; 7 - инвертор; 8 - тұтынушы.
Қайта жаңғыртылатын энергия негізінде жұмыс жасайтын кез-келген электр энергетикалық жүйенің құрамында негізгі болып саналатын күн батареясы, жел генераторы және биогенератормен қоса міндетті болып саналатын жабдықтар болады, олар - заряд реттеуші, аккумулятор батареялар және айнымалы ток тұтынушылары үшін инвертор. Жекелеген қайта жаңғыртылатын энергия көздерін гибридті электр энергия көзіне біріктіру - энергетикалық қондырғының құрылысын жеңілдетеді, яғни гибридті электр станцияда күн батареялары, жел генераторы және биогазды қондырғы бір жүйе құрамында жұмыс жасайды. Олай болса, инвертор, аккумулятор батареялары және заряд реттеушінің параметрлері гибридті электр станция үшін ортақ болып табылады.
Қайта жаңғыртылатын энергия есебінен жұмыс жасайтын гибридті электр станцияның құрылымы модульді болып табылады, сондықтан мұндай жүйені құрастыру үлкен қиындық туындатпайды. Бірақ станция құрамындағы энергия көздері үйлесімді жұмыс жасауы үшін әрбір модульдің қуаттылығын сауатты түрде таңдау қажет. Мысалы, жылдық орташа жел жылдамдығы 2-3 мс аспайтын аудандарда негізгі жүктемені жел генераторына артқанмен одан пайда болмайды, сол сияқты күн батареясын таңдағанда қателік жасамау қажет, оның себебі бірінші кезекте станция құнының жоғары болуымен түсіндіріледі. Егер күн батареялары немесе жел генераторы табиғи қолайсыз аудандарда орналастырылған болса, энергия өндірмейді, осылайша, жұмсалған қаражатты ақтамайды. Бұл дегеніміз қайта жаңғыртылатын энергия негізіндегі электр станцияларды құрастыру үшін жан-жақты зерттеулер жүргізіп, есептеулер жасау қажет.
Күн-жел-биогаз гибридті электр энергия көзінің сұлбасы 1.4 суретте көрсетілген.
сурет - 1.4 Күн-жел-биогаз гибридті электр энергия көзінің жалпы сұлбасы
Электр станция, электр желілер, қосалқы трансформатор станция, және электр энергия тұтынушылары дәстүрлі электрмен қамтамасыз ету жүйесінің құрамына кіреді.
Энергия шығыны органикалық отынның энергиясы электр станциядағы генераторды айналдырып, электр энергияға түрленуі кезінде басталады. Мысалы, ЖЭС-ның ПӘК-і шамамен 30%, ал ЖЭО-ның ПӘК-і 80%-ға жуық. Өндірілген электр энергия тасымалдану барысында 3-4 қосалқы трансформатор станциядан, мыңдаған км-ге созылып жатқан желілерден өте отырып тағы да шығынға ұшырайды. Сонымен қатар, электр энергияның негізсіз шығындалуы тұтынушыларға да байланысты.
Қайта жаңғыртылатын энергия көздерін қолданған жағдайда энергияны үнемді пайдалану мәселесі бірінші орынға шығады. Бұл жерде тек электр энергиясы емес, жылу энергиясына қатысты үнемділік мәселесі де өзекті болып табылады.
Күн-жел-биогаз гибридті электр станция үшін автономды тұтынушы ретінде фермерлік шаруа қожалығын қарастырған жөн. Мұндай жағдайда электр энергия тұтынушылары тұрмыстық электр жабдықтары болып табылады.
Жүйедегі энергияны тиімді пайдалану үшін тұтынушы қолданатын электр жабдықтар тізіміне шолу жасап шығу қажет. Бірінші кезекте жөндеуден өткен жабдықтардың техникалық жағдайы үнемі тексеріліп тұруы қажет. Мысалы, кабель үзіліп, оны жалғау дұрыс жасалынбаса, үзілген орыннан ток ағыны дұрыс жүрмейді. Осы себептен кабель қызып, электр энергия жылу түрінде бөлініп, өрт қаупін тудырады. Электр бұрғы, болгарка т.б. сияқты механикалық буындары бар электр жабдықтарының үйкеліске түсетін жерлерінің майланып тұруы қажет. Олай болмаса, кедергі күшінің әсерінен механикалық буындардың қозғалысы ауырлайды. Бұл, өз кезегінде, жабдықтың электр қозғалтқышына артық жүктеме береді. Осылайша, энергия өз шамасынан көп мөлшерде жұмсалады. Қазіргі кезде бір ай ішінде жұмсалатын электр энергиясының 10-12%-ы жарықтандыруға жұмсалады. Оның себебі тұрмыста қолданылатын қыздыру шамдарын қолдану. Қыздыру шамдарының ПӘК-і 5% шамасында, бұл дегеніміз - жұмсалатын электр энергияның 5%-ы ғана жарық түрінде бөлінеді, ал энергияның негізгі бөлігі пайдаға аспайтын жылу түрінде бөлінеді. Электр жабдықтарды қарастырғанда активті және индуктивті тұтынушы деп жалпы екі топқа бөлуге болады. Активті тұтынушы дегеніміз - жұмсалатын электр энергияны толықтай жұмысқа түрлендіреді. Индуктивті тұтынушылар энергетикалық жүйенің жұмысына біршама қолайсыздықтар тудырады. Индуктивті тұтынушылар - олар негізінен электр қозғалтқышы бар жабдықтар. Электр қозғалтқыш орамасында магнит өрісінің күші роторды қозғалысқа келтіру үшін көп энергия шығындайды. Бұл үрдіс қосылу тогымен сипатталады. Индуктивті тұтынушылардың қосылу кезінде қажет ететін тогы номиналды жағдайда қажет токтың шамасынан 2-9 есе көп болады, бірақ бұл үрдіс көп уақытқа созылмайды.
Тұтынушы тұрмыста қолданатын электр жабдықтардың сипаттамасын және тәулігіне неше уақыт іске қосылатынын біле отырып, Күн-жел-биогаз гибридті электр станциясының сипаттамаларын, яғни АКБ электр сыйымдылығын, күн батареялары, жел генераторы, биогенератор, инвертор қуатын және тағы басқа қосалқы жабдықтардың сипаттамасын анықтауға болады.
Жоғарыда келтірілген фактілер негізінде келесідей қорытынды жасауға болады:
- қайта жаңғыртылатын энергия көздерін құрамдастырылған түрде қолдану тұтынушыларды электр энергиямен қамтамасыз етуде сенімділікті жоғарылатады;
- Күн-жел-биогаз гибридті қондырғы көмегімен электр энергия өндіру тұтынушыларды табиғи-климаттық жағдайларға тәуелділіктен құтқарады;
- қайта жаңғыртылатын энергия негізіндегі гибридті электр станцияларды пайдалану көлемін ұлғайту - қазіргі таңдағы өзекті мәселе, энергетикалық және экологиялық проблемалардың шешімін табуға қосылатын үлес болады.
1.2 Электр қуатының түрлері
Қазақстанның энергетика жүйесі - электр энергиясы мен қуатын өндіру және электрмен жабдықтау жүйесі; ұлттық экономиканың өндірістік және әлеуметтік инфрақұрылымындағы маңызды сала әрі өнеркәсіптің басқа салаларын дамытудың басты базасы. Кеңестік билік дәуіріне дейінгі кезеңде өндіргіш күштердің даму деңгейі төмен болуы себепті оның энергет. базасы Қазақстанда тым кенже қалды. Деректер бойынша, қазақ жерінде барлық электр ст-лардың қуаты 2,5 мың кВтсағ-тан аспаған, оларда жылына 1,3 млн. кВтсағ электр қуаты өндірілген. Кен кәсіпорындарына қызмет көрсету үшін ұсақ локомобильді немесе екі тактілі мұнай электр ст-лары қолданылған. Успенск сияқты кеніштің барлық электр қуаты 32 кВт болған, ал Спасск зауытында 455 кВт-тан аспаған. Тек 6 қалада ғана қуаты шағын қалалық электр ст. болған. Қарағанды алабындағы таскөмір кенішінен алғаш көмір өндіру 1856 ж. басталғанымен Қазақстанда отын өнеркәсібі де нашар дамыды. 1917 жылға Қазан төңкерісіне дейінгі кезеңде мұнда 1182 мың т көмір өндірілді. Ленгір қоңыр көмір кенішін (1869 жылдан), Екібастұз тас көмір кенішін (1898 жылдан) және басқа кеніштерді қосқанда Қазақстанда төңкеріске дейінгі 67 жылда 1,6 млн. т көмір өндірілген. 1900 - 18 ж. Ембі мұнай кенішінен 1377 т мұнай, соның ішінде Доссор кенішінде (1911 жылдан) 1332 т мұнай өндірілген.
сурет - 1.5 "Электр энергия станциясы"
Кеңестік дәуірдің бас кезінде қабылданған ГОЭЛРО жоспарының (1920) елді электрлендірудегі экономика және саяси мәні зор болды. Бұл жоспардың Қазақстанға да тікелей қатысы бар. Онда Сібір т. ж. бойындағы ірі сауда-өнеркәсіп орталықтарының қатарында Петропавлды, Ертіс өз-нің бойындағы Павлодар ауданын бірінші кезекте, ал Дала өлкесін екінші кезекте электрлендіру, Павлодарда қуаты 15 мың кВт электр ст-н салу межеленген. Осы жоспарға сай 1925 ж. Қарсақбай электр станциясының құрылысы басталып, 1928 жылдары мұнда мыс қорыту зауыты іске қосылды.
Осы жылы Жоғарғы Харуиз СЭС-і пайдалануға беріліп, соның негізінде Риддер қорғасын зауыты іске қосылды. 1925 - 26 ж. Доссорда мұнайдың 41,2%-ы, Мақатта 87,8%-ы электр қуатын қолдана отырып өндірілді. Осы жылдары мұнай оқпандарын бұрғылау және мұнайды барлау үшін КСРО-да тұңғыш рет электр қуаты қолданылды.
Қазақстандағы отын-энергет. қорларды іздестіру жұмыстарының нәтижесінде көмір мен мұнайдың ірі кеніштері табылды. Қазбалы отын қорлары бойынша Қазақстан Кеңес Одағында екінші орынға шықты. Жалпы электр ст-лары қуатының артуына, электр қуатының өндірілуіне, экономиканы электрлендіру деңгейіне жасалған талдау негізінде кеңестік дәуірдегі Қазақстан электр энергетикасының даму жолын негізгі үш кезеңге бөлуге болады: бірінші кезең 1918 - 45 жылдарды қамтиды, бұл кезеңде сол уақыттың өлшемі бойынша ірі электр ст-лары салынып, алғашқы энергет. тораптар пайда болды. Екінші кезеңде (1946 - 58 ж.) аймақтық электр ст-ларында электр қуатын бір орталықтан өндіру күрт артты, алғашқы энергет. жүйелер құрылды. Үшінші кезеңде (1959 - 90 ж.) республиканың энергет. базасы жедел қарқынмен дамып, аймақтық энергет. жүйе қалыптасты. Сөйтіп, Қазақстан өзінің электр қуаты жөніндегі мұқтаждарын толық қамтамасыз ететін әрі оны өзге елдерге шығаратын ахуалға жетті. Бұл кезеңде Алматыда, Қарағандыда, Петропавлда, Жамбылда, Шымкентте, Павлодарда ірі аймақтық су электр ст-лары (АСЭС) салынды. Ертіс өз-нде Өскемен және Бұқтарма су электр ст-лары (СЭС), Іледе Қапшағай СЭС-і жұмыс істеді. Аса ірі Ақсу АСЭС-ы Екібастұз кенішінің арзан көмірін пайдаланды.
Электр энергетикасы секторын реформалау бағдарламасын дәйектілікпен іске асыру нәтижесінде 2000 жылдан бастап оң өзгерістерге қол жеткізілді: екі жақты мерзімдік (форвардтық) келісімшарттар рыногі құрылып, жұмыс істей бастады. Қазақстанның электр энергетикасы секторының бастапқы экспорттық әлеуеті 2001 жылдың басында 500 - 1000 мВт деп бағаланды. Мыс., Екібастұз АЭС компаниясы 2001 жылдан Ресейге (Омбы қ-ның маңына) 300 мВт электр қуатын экспортқа шығара бастады. 2030 ж-ға дейін электр энергетикасын дамыту бағдарламасы шеңберінде Қазақстанның электр энергетикасы жөнінен тәуелсіздігін қамтамасыз етудің 2005 жылға дейінгі жоспары әзірленді.
Нарықтық экономика жағдайында электр энергетикасы секторындағы табиғи монополияның барлық құрылымдары уәкілетті орган (Энергетика және табиғи ресурстар мин.) тарапынан мемлекеттік бақылауға алынған. Электр қуатын тарату және бөлу жөніндегі тарифтерді Қазақстан Республикасының Табиғи монополияларды реттеу және бәсекелестікті қорғау жөніндегі агенттігі реттеп отырады. 2000 ж. 1 сәуірде Тарифтер жөніндегі бөлімшеаралық комиссия "КЕGOC" ААҚ-ның аймақаралық деңгейдегі электр тораптары бойынша электр қуатын тарату жөніндегі қызмет көрсетуіне арналған тарифті есептеудің жаңа әдістемесін қолданысқа енгізді.
Электр энергетикасы секторындағы реформаларды тереңдетудің 2000 жылдан басталған кезекті кезеңі Респ. электр қуатының көтерме сауда рыногін жетілдіру тұжырымдамасына негізделді. Бұл тұжырымдамаға сәйкес электр қуаты рыногінің Қазақстандық операторы құрылды, оған электр қуатын өндіру мен тұтыну процестерін нарықтық жолмен басқару міндеті жүктелген.
Қазақстан Республикасының электр энергетикасы секторын қайта құру негізінде электр энергетикасы нысандары түрлі меншік иелерінің қолына көшті: ірі электр ст-лары шет елдік компанияларға тиесілі, кернеуі 220 және одан жоғары кВ электр тораптарын басқару, диспетчерлеу, т.б. мәселелерді шешу міндеттері электр тораптарын басқару жөніндегі Қазақстандық компания - KEGOC-қа жүктелді; кернеуі 110 және одан төмен кВ электр тораптары бұрынғы энергетика жүйесі шеңберінде таратушы электр компанияларының басқаруында; электр қуатын өндірушілерден сатып алу және оны тұтынушыларға сату міндеті Электр қуаты рыногінің Қазақстандық операторына жүктелген.
сурет - 1.6 "Су электр станциясы"
Қазақстанда қазір энергет. өнімнің 23-сіне жуығы ЖЭС-терде, қалған бөлігі энергиясын СЭС-терде өндіріледі. Қазақстанның батыс аймағында энергетикалық шикізат көзі мұнай мен табиғи газ болғандықтан сұйық, газ тәрізді және аралас типті отынмен жұмыс істейтін ст-лар дамытылған. Шығыс және оңт. аймақтарда әзірге су қуатынан басқа меншікті энергет. көздері жоқ. Осыған байланысты оларда ядр. отын, тасымал мұнай, газ, көмір пайдаланылады. Электр қуатын тұтынудың есептік деңгейлеріне жасалған талдау 1990 жылдан бастап он жылдық кезеңде электр тұтыну көлемі жалпы респ. және солт., бат. аймақтар бойынша 2 есе дерлік, ал оңт. аймақ бойынша 3 есе дерлік кемігенін көрсетеді (қ. 1 - 2-кестелер).
Соңғы 2 - 3 жылда электр энергиясын тұтынудың азаю қарқынының баяулағаны байқалды, ал батыс аймақта ол өсе бастады. 2000 жылдың алғашқы жартысында республикада 27,4 млрд. кВтсағ электр қуаты тұтынылған, мұның өзі 1999 жылдың осы кезеңімен салыстырғанда 7,2%-ға көп. Электр қуатын өндіру мен тұтыну көлемінің өсуі негізінен Батыс және Солтүстік аймақтарда (Павлодар-Екібастұз өңірінде) байқалды. Қазақстанның Оңтүстік аймағында (Алматы, Оңтүстік Қазақстан, Жамбыл, Қызылорда облыстары) жеткілікті бастапқы энергет. қор жоқ болғандықтан оның электр энергетикасы тасып әкелінетін көмірге, сырттан әкелінетін газ бен мазутке негізделген. Бұл аймақтағы электр қуатының негізгі көздері - Жамбыл МАЭС-і, Шымкент ЖЭО-1, Алматы ЖЭО, Қапшағай СЭС-і. Мұндағы тапшылық Солт. Қазақстанның ОЭС-ы, 220 - 500 кВ электр тораптары бойынша Орта Азия республикаларынан әкелінетін электр қуаты есебінен өтеледі.
сурет - 1.7 "Жылу электр станциясы"
2000 жылы 15 маусымнан бастап Қазақстанның Бірыңғай энергет. жүйесінің (БЭЖ) Солт. бөлігінде Ресейдің БЭЖ-імен қатарласқан жұмыс қалпына келтірілді, ал 2000 ж. қыркүйектен Қазақстанның БЭЖ-і Ресей мен Орталық Азияның энергетикалық жүйесімен қатарлас жұмысқа көшірілді. Қазір Қазақстанның барлық облыстарында аймақтық электр тораптары компанияларымен қатар көптеген делдалдар (трейдерлер) тұтынушыларды электр қуатымен жабдықтайды. Қазақстанның электр тораптарының 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.
Қазақстан өзендерінің су энергетика әлеуеті 200 млрд. кВтсағ, ал пайдалануға экон. тиімді су-энергия қоры 23 - 27 млрд. кВтсағ деп бағаланды. Қазіргі кезде гидравлик. энергияның экон. әлеуетін пайдаға асыру деңгейі небәрі 20%-ды құрайды. Жел қуатын пайдалану, үшін Жоңғар қақпасы ауданында (100 - 110 млрд. кВтсағ), т.б. аудандарда қолайлы жағдайлар бар. Оңтүстік Қазақстан, Алматы облыстарының аумағында негізінен жылытуға және ыстық сумен қамтамасыз етуге жарамды геотермиялы су қорлары анықталды. Жер асты суын пайдалану жылына 1 млн. т шартты отын үнемдеуге мүмкіндік береді. Республикада күн энергиясы мен биомассаның да белгілі бір әлеуеті бар. Энергияның мұндай әдеттен тыс көздерінің тех. әлеуеті 13 млрд. кВтсағатқа бағаланып отыр, соның ішінде жылына 5000 - 6000 сағатты қамтамасыз ететін кепілді қуат - 380 мВт. Энергия өндірімі 1,9 - 2,3 млрд. кВтсағ.[1]
Қазіргі кездегі жел энергиясын пайдаланудың дамуы. Жел энергетикасының күннен-күнге дамуы қарқындап өсуде. 31 желтоқсан 2005 жылы бүкіл дүниежүзілік жел энергетикасының өндірілетін қуаты 58 982 МВт болды. Осындай қарқынды өсу сатысында Бүкіл әлемдік жел энергетика ассоциациясы 2010 жылы жел энергиясын қуатын 120 000 МВт-қа өсіруді жоспарлап отыр. Жел энергетика ассоциациясының мәліметтерін негіздей отырып, алдыңғы қатарлы 10 елдің жел энергия даму қуатының көрсеткіштеріне назар аударайық.
Төмендегі кестеден толықтай бүкіл әлемдегі энергия өндіруші елдердің мүмкіндігі келтірілген.
Кесте - 1 Жел энергия даму қуатының көрсеткіштері
Мемлекет
2005 ж. ғана
іске қосылған желагрегат
өндірілген қуат, МВт
2005 ж өсуі, %
2005 ж.
барлық өндірілген
қуат, МВт
Германия
1798.8
10.8
18427.5
Испания
1764.0
21.3
10027.0
АҚШ
2424.0
36.0
9149.0
Үндістан
1430.0
47.7
4430.0
Дания
4.0
0.1
3128.0
Италия
452.4
35.8
1717.4
Біріккен король ұйымындағы мемлекет
465.0
52.4
1353.0
Қытай
496.0
64.9
1260.0
Нидерланд
141.0
13.1
1219.0
Жапония
143.8
16.0
1040.0
Европа бойынша
6174.0
18.0
40932.0
Барлығы
11310.0
24.0
58982.0
Кесте - 2 Бүкіл әлемдегі МВт өндірілетін қуат
Жыл
Бүкіл әлемдегі МВт
өндірілетін қуат,
МВт
Европадағы
өндірілетін қуат,
МВт
1980
10
-
1995
4821
2515
1999
13 594
9307
2001
23 857
17 241
2004
47 671
34 758
2005
58 982
40 932
Жел қондырғылардың жетілдіруі мен көп жылғы тәжірибе, жұмсалатын шығын мөлшерінің төмендеуіне мүмкіндік туғызды, ал бұл АҚШ-та электроэнергия құнының 1986 ж 1кВт. сағ - 14 центке, 1999 ж - 5 центке төмендегенінен көрінеді. Ал Европа елдері желэнергиясын дамытуда жетекші, алдыңғы шептегі жаңа технология өндірісінің орталығы десек те артық айтпаған болар едік.
Желқондырғысының электр энергиясын өндіру технологиясы
Жел қондырғыларда жел ағынының кинетикалық энергиясы генератор роторларының айналу процесі кезінде электр энергиясына айналады. Конструкциясы жағынан желқондырғылардың генераторлары электростанция -дағы отын жаққанда ток өндіретін генераторларға ұқсайды. XX ғасырдың басында Н.Е. Жуковский жел двигателі теориясының негізін қалады, осы теорияны негіздей отырып әлсіз желдің ырғағынан жұмыс істелетін жоғары өнімді жетілдірілген желагрегаттардың конструкциялары жасалынды, барлық елдің ғалымдары мен самолет жасаушы конструктор мамандары өз үлестерін қосты.
Барлық жел двигателінің жұмыс істеу принципі біреу-ақ,онда желдің әсерінен қозғалатын желдоңғалағының қалақшаларының қозғалысы электр энергиясын өндіретін генераторының айналып тұратын білігіне беріледі.
Желдоңғалағының диематрі үлкен болған сайын соққан желдің үлкен ағысын қамтиды және агрегат түрлеріне қарап неғұрлым үлкен энергия өндіреді. Жел двигателін екі топқа бөледі:
1 тік осьпен айналатын жел двигателі, оларға карусель типтес, қалақшалы, ортогональді.
2 горизонталь осьпен айналатын жел двигателі (қанатты деп аталады - қанаттарының санына байланысты).
Қалақшалы жел двигателінің айналу жылдамдығы олардың қалақшалар санына кері пропорционал, сондықтан агрегаттың қалақшаларын үштен артық жасамайды. Горизонталь айналдыру осі бар екі немесе үш қалақшадан тұратын мұнараның басына бекітілген қондырғылар - желқондырғылардың ең көп тараған түрі болып табылады. Горизонталь айналдыру осі бар турбинаның роторының басқарушы білігі де көлденең орналасқан. Ал көп қалақшалардан тұратын горизонталь осі бар моделін монолиттік деп атайды. Бұл қондырғылар төменгі жылдамдықта жұмыс істейтіндіктен, су тарту насосында пайдаланады.
Тік осьпен айналатын жел двигателінің (Н - типтес) роторының жетекші білігі вертикаль орналасқан. Турбиналарының қалақшалары өте ұзын, пішіні доға тәрізді, мұнараның үстіңгі және астыңғы жағына берік орнатылған. Осындай жел қондырғыларын әлемнің бірнеше компаниясы ғана жасайды.
H - типтес турбинасы роторының ерекшелігі басқарушы білік вертикаль орналасқандықтан , кез келген бағытта соққан желдің үлкен ағысын қамтиды. Француз инженері Дарриус тік осьпен айналатын жел двигателінің теория негізін қалай отырып , конструкциясын жасады. Сыртқы түрлерінің айырмашылығына қарамастан горизонталь және вертикаль айналу осі бар желқондырғылардың жұмыс істеу принциптері бірдей.
Ядролық энергия - ядроны құрайтын нуклондардың қозғалысына және олардың өзара әсеріне байланысты болатын атом ядросының ішкі энергиясы.
Ядролық энергия табиғи жолмен де, жасанды жолмен де алуға болады. Күн және басқа жұлдыздар жарық және жылу түріндегі энергияны береді, ол ядролық энергияны табиғи жолмен алудың мысалы бола алады. Адамдар ядролық реакторлардың көмегімен жүргізілетін ядролық реакциялардың нәтижесінде ядролық энергияны ала алады. Атомдық немесе сутекті бомбалардың жарылысы кезінде алынатын энергия да адамның қолымен жасалады.
Ядролық энергияның артықшылығы:
Ядролық энергия - бұл мұнайдың және көмірдің қорлары таусылғанда электр тогын алу үшін қолданылатын энергия көзі.
Атом электр станцияларына басқа станциялардың түрлеріне қарағанда әлдеқайда аз энергия талап етіледі. Бір тонна ураннан бірнеше миллион тонна баррель мұнайдан немесе бірнеше миллион тонна көмірден алынатын энергиядан көбірек энергия алуға болады.
Атом энергия станциялары қоршаған ортаны, отын ретінде көмірді пайдаланатын электр станцияларына қарағанда аз ластайды. Жылу электр станцияларының экологияға тигізер шығыны өте көп.
Ядролық энергияның кемшіліктері:
Ядролық қарудың өндірісі ядролық энергияға негізделген, ол біздің Жерімізге қауіп төндіреді. Яғни, атом бомбалары ғаламшардың тіршілігін тоқтатуы мүмкін.
АЭС-да ядроның бөлшектену процесі кезінде апаттар болуы мүмкін, нәтижесінде жарылыс болып, көп мөлшердегі радиация қоршаған ортаға бөлінеді. 1979 жылы Пенсильвания штатындағы Гаррисбургтың қасында орналасқан Тримайл Айленд станциясында және 1986 жылы Украинадағы Чернобыль АЭС-да апаттар орын алды.
Атомдық өнеркәсіптің қалдықтары радиация шығаратын болғандықтан өте қауіпті. Олармен қатынаста болған адамдар тіпті өліп кетуі де мүмкін.
Ядролық реакторды небәрі 40-50 жыл ғана қолдануға болады[[1]][[2]].
2 Өлшеу құралдары
2.1 Электр энергетиканы метрологиялық қамтамасыз ету
Логометр (гр. logos - сөз және гр. metre о - өлшеймін) -- электр өлшеуіш аспап, оның көрсетуі екі электрлік шама (әдетте ток күші) қатынасына пропорционалды. Логометр, электр және ферро-динамикалық, электро-магниттік түрлері болады. Ең кеңінен таралған магнит электрлік логометр қозғалмалы бөлігі екі элементтен, катушкалардан тұрады. Онда өлшенетін қатынасты түзейтін электрлікшамалар бағыттары бір-біріне қарама-қарсы айналдыру моменттерін туғызады; тепе-теңдік күй моменттер теңдігінде болады. Тұрақты магнит өрісінде тұрған катушкалар үлкен момент бағытына қарай бұрылуға үмтылады да, қозғалмалы бөлігі моменттер теңелгенше ауытқиды.
Омметрлерде, фазометрлерде, жиілік өлшерлерде, тензометрлерде, электрлік термометрлерде, дистанциялық электрлік және электрлік емес шамаларды өлшеуіштерде қолданылады. Тексерілетін шамалар бірлігінде бөлінеді.
Сурет - 2.1 Логометр
Магнитоэлектрлік жүйедегі өлшеу құрылғылары
Конструктивті өлшеу механизмдері (ӨМ) белгілі жүйе құрылғылары қозғалмалы магнит немесе қозғалмалы катушкамен орындалады.
Сурет 2.1 магнитэлектрлік жүйелік құрылғы құрамы: 1- тұрақты ток, 2- полюсті шектері, 3- қозғалмайтын сердечник, 4-обмотка, 6-жартылай остер, 7,8- пружиналар, 9-стрелка, 10-теңдеуші жүк.
Қозғалмалы жүйенің динамикасы келесі мәнмен көрсетіледі:
MBp=B*S*
Mnp=K*
MBp - айналу моменті
Мпр-қарсы жұмыс iстейтiн сәт;
МВр = Мпр
(2.5)
В - саңылаудағы магниттік индукция ;
S - рамканың ауданы;
ω - катушкадағы орамдар саны;
K - серіппенің қаттылығы;
α - бұрылу бұрышы
Тербеліс сөндіргіштері: пневматикалы сұйықтықта және құйын тәрізді тоқта.Серіппенің қарсы әрекеті токты рамкаға жеткізу үшін қолданылады. Жылжымалы жүйе созылулардың және анкер қосындыларының көмегімен бекінеді.
Артықшылығы: жоғарғы сызықтылықпен, сезімталдығымен, көрсеткішетрдің тұрақтылығымен, қуатты аз тұтынуымен, өлшеу ауқымының үлкендігімен ерекшеленеді. Құрылғылардың көрсеткіштеріне сыртқы магниттік және электрлік өріс әсер етпейді.
Кемшілігі: құралды түрлендіргіштерсіз тек тұрақты тоқ тізбектерінде пайдаланады, тоқты аз мөлшерде өткізу қабілетіне ие, нВ көрсеткіші температураның өзгерісіне әсер етеді.
Қолданылуы: магнитэлектрлігі ИМ амперметрде қолданылады, вольтметр, омметр, гальванометр электрлік құралдарында әртүрлі физикалық көлемдерді өлшеуде қолданылады.
Бұл жүйе логометрлігі Мпр екінші қарсылықты рамкада құрылады, ол тоқтардың байланысын өлшеуге және құралдардың көрсеткіші мен қоректендіру көзінің кернеуінен тәуелсіз болуға мүмкіндік береді. Осындай құралдардың жылжымалы жүйесі өзара бір-біріне белгілі бір бұрышпен тығыз бекітілген екі бұрыштық рамкадан тұрады. Полюстік ұштары ерекше пішінде, олардың ортасында орналасқан, тұрақты магнит өрісінен әркелкі магнит өрісі жасанды жолмен жасалады. Тоқтар рамкаға моментсіз тоқ откізгіштері арқылы тұжырымдалады. Логометр рамкаларындағы тоқ бағыттары қарама қарсы бағытта болу үшін таңдалынады. Жалпы түрде былай жазуға болады:
Ỉ ảð = І1·f1(α) ; Ỉ ïð = І2·f2(α) (2.6)
Осындай жылжымалы жүйенің тепе-теңдігі сәттердің теңдігінің арқасында болады, рамкаға әсері тоқтардың түрлерінің қарым-қатнасын көрсетеді.
(2.7)
сурет - 2.2 Магнитті электрлі логометр құрылғысының
электрлік сызбасы
Логометр рамкасы бұрылғанда магниттік өрісі ауа саңылауында бір қалыпты өзгермейді.
Суретте тұрақты тоқтағы магнитті электрлі гальванометр құрылғысы көрсетілген.
сурет - 2.3 Магнитті-электрлі гальванометр құрылғысының сызбасы:
1 - ілгіш; 2 - тұрақты магнит; 3- айна; 4 - рамка; 5 - полюстік ұштар;
6 - тоқ өткізгіш; 7 - жылжымайтын өзекше.
ИМ рамкасына тоқ беру кезінде айналдыру моменті әсер етеді, қарсы жұмыс істейтін тоқ өлшенетін шамаға пропорционал, ал жасалынған мән бұралатын аспаға және тынышталу сәтінде болады. Жылжымалы жүйедегі (р) тынышталу еселігі гальванометрдің (ψ) конструктивтік параметрлерімен және өлшегіш шынжыр кедергілерінің мағынасымен анықталады. Кедергінің шамасын өлшеу кезінде тынышталу еселігінің жүйесін анықтауға болады.
Айналмалы дененің қозғалысы J - инерция моментінің жылжымалы жүйедегі
(2.8)
теңдеуімен анықталады.
Гальванометр үшін осы теңдеу түрі қолданылады
(2.9)
Бұл екінші тәртіпті тұрақты дифференциалды теңдеудің интегралы жылжымалы құралдың серпінінің сипаттамасын береді: a = p(t).
сурет - 2.4 Өлшеу құрылғысының беріліс сипаттамасы
Мұндай динамикалық жүйенің әлсіз демпирлеуінде тербелісітің жылжымалы бөлігі гальванометрдің бөліктерінде үйкеліс ысыраптары әсерінен өшеді (режим - 1).
Аумалы мәніндегі бәсеңдету коэффициенті кезінде құралдағы жылжымалы мәннен бөліктің тұрақты күйі кезінде керек мәнді тез анықтауға болады. (режим - 2). Сындық кедергінің шамасы гальванометрдің динамикалық сипаттамасын анықтайды, және де кедергінің мәні аспап шкаласында көрсетіледі.
Қатты демпирлеу кезінде жүйеде тербелістер болмайды, рамканың қозғалысы периодтық емес болады (қисық - 3).
Бұл құралдың метрологиялық сипаттамасына мыналар жатады: сезімталдылығы, өзіндік меншікті тербелістің кезі, сыртқы, және толық аумалы мәндері.
Гальванометр аз мәнді тоқтарды (10-12 А ) және де кернеуді (10-4 В) өлшеу үшін пайдаланылады, сонымен қатар нөлдік көрсеткіш ретінде қолданылады.
Резонанстық гальванометрлер жылжымалы бөлігі бар, сыртқы сигналдық жүйесі бар резонанс күйіне келтірілген. Енін бойлай жүретін жарық жолағы амплитуданың шамасы туралы сигнал береді.
2.1.1 Электромагниттік жүйедегі құралдар
Электромагниттік өлшегіш аспаптарда жылжымалы бөліктің ауысуы үшін магниттік энергия алаңын пайдаланады, ол катушкадан тұрады. Тоқ жүретін бойымен бір немесе бірнеше ферромаргниттен жасалған орауыштар мен өзектер жүреді.
Таралуды орындау кезінде ЭМИП-тің 3 конструктивтік нұсқаларын алды. Олар: жазық орауышпен, қомақты орауышпен және тұйық магнит өткізгішпен.
сурет - 2.5 Электромагнитті аспап құрылғысының сұлбасы: 1 - өс; 2 - серiппе. 3 - орауыш; 4 - тiлше; 5 - өзек; 6 - тыныштандырушы.
Тоқпен орауыш жасалынған кездегі айналдырушы момент және оларға тоқтың жылжымалы қолданысы арқылы әсер ететін жүйе мына формуламен анықталады:
(2.10)
Қарсы жұмыс істейтін сәт қолданыстағы рамка бұрышына пропорционал. Өлшеу кезіндегі құралдың өзгеруі мына теңдеумен анықталады:
(2.11)
Бұл мәннен кейін біз электромагниттік жүйенің аспап шкаласының квадратты болатынын білдік. Сондықтан оның бірқалыптылығын қамтамасыз ету үшін (өлшеудi жоғарғы шектiң 15 бөлiгiнен бастап) жылжымалы жүйенiң бұрылу бұрышынан орауыш индуктивтiлiгiнің сызықты емес тәуелдiлiгін пайдаланады:
~f(α) (2.12)
Артықшылығы: құрылымның қарапайымдылығы, жоғарғы сенімділігі, айналмалы және тұрақты тоқ тізбегінде қолдану мүмкіншілігі.
Дәлдік класы: 1,0; 1,5; 2,5. Жиілік диапазоны: 45...10000 Гц. Өлшенетін тоқтың ауқымы: 0,005.300. Ал өлшегіш шынжырын тікелей трансфарматорға қосқан кезде 20 кА болады.
Кемшілігі: жоғары өзіндік ток қуаты, төмен сезімталдығы, бірқалыпты емес шкала, сыртқы жылу және магниттік өрістер әсері, көрсетуінің ток жиілігіне тәуелділігі.
Қолданылуы: Тұрақты токтарды, кернеулердiң айнымалыларын, фазалар айырымын, жиiлiкті, индуктивтiлiктi және сыйымдылықты өлшеу үшiн пайдаланады.
Электродинамикалық жүйедегі құралдар
Электродинамикалық өлшегiш аспаптарды жылжымалы тұратын энергияны, бөлiктiң ауысуы және токтiң бойымен ағатын рамкадағы жылжымайтын жүйе үшiн пайдаланады. Жылжымайтын бөлiк бiр немесе өзара бiрлескен жиiрек екi орауышпен параллель жалғанған. Қаңқасыз жылжымалы орауыш iшiнде мыс өткiзгiш дәйекті түрде оралған. Өлшенетiн токтi шынжырда созылуы үшін оны серіппеге қосады. Жылжымалы бөлiктiң тынышталуы - әуе жағдайында немесе магнитоиндукциялық кезінде болады.
сурет - 2.6 Электродинамикалық құрылғының сызбасы: 1 - қозғалмайтын катушка; 2 -- қозғалмалы катушка;
Дифференциалдық формулалар әсерлесуші екі катушкадан тұратын магнитті - энергиялық жүйенің құрылғыларының қозғалмалы бөлігіне айнымалы момент түсінігін береді:
М - қозғалатын және қозғалмайтын катушкалар арасындағы өзара индуктивтілік;
Рамкаға әсер ететін айналмалы және қарсы әсер етуші моменттерді жөндеп алудың нәтижесінде:
жоғарыда көрсетілген формула түрінде құралдың өлшеуін өзгертетін теңдеудi аламыз.
Қозғалмалы және қозғалмайтын катушкаларды өлшеніп жатқан тізбекке қосу барысында тоқ немесе кернеу шамасының рамканың бұрылу бұрышына деген квадраттық тәуелділік пайда болады. Берілген жүйенің құрылғылары айнымалы және тұрақты тоқ кезіндегі жүктеменің қуатын есептеу үшін арналған.
(2.15)
Аналогтық электронды өлшеуіш құралдар
Аналогтық электронды өлшеуіш құралдар қарапайым электромагниттік құралдарға қарағанда қосымша блоктардан тұрады: күшейткіштер; сигналды құрастырғыштар; бір физикалық шамадан екіншісіне ауысатындар және т.б.). Бұл өлшенетін физикалық шама диапазонын амплитуда мен жиілік бойынша кеңейтуге, олардың номенклатурасын кеңейтуге, сезімталдығы мен өлшеу дәлдігін жоғарлатуға мүмкіндік береді.
Қазіргі электрондық құралдарда сигналдарды цифрлық кодтарға ауыстыру үшін микропроцессор негізінде блоктар қолданылады.Және де байланыс құралы үшін ақпаратты таратып, ЭЕҚ қосылу үшін пайдаланылады.
Электронды өлшеуіш құралдарды жіктеу
Өлшеу ақпаратының көрсетілу әдісі бойынша электронды құралдар аналогтық және цифрлық көрсеткіші бар дискретті құралдар деп бөлінеді.
Құралдардың әріптік мағынасы:
А - амперметрлер;
V- вольтметрлер;
Е - тізбек компоненті мен параметрлерін өлшеу құралы;
Ч - жиілікті өлшеу;
Ф - фазометрлер;
С - сигнал формасы;
Х - сигнал сипаттамасы;
И - импульсты сигналдар;
П - радиотолқынды өріс;
Г - генераторлор;
Z2(R2)
сурет - 2.7 Операциялық күшейткіштер схемасы:
а - эквивалентті;
б - түрленетін.
Д - бөдгіштер;
К - комплекс;
У - күшейткіш;
Я - блоктар;
Бір типке жататын құралдар топтарға бөлінеді.Ауысу үшін электронды бөліктен, түзеткіштен, электрлі шаманы күшейткіштерден, магниттіэлектрлік жүйе механизмін өщеуіштен тұрады, ал осциллограф - электронды-сәулелік түтікшеден тұрады (ЭСТ). Электронды құралдар оларға ұқсас. Құралдардың көбісінің жұмыстық негізінде сигналдың кернеуге ауысуы мен осы кернеуді өлшеуі жатыр. Осылай, көптеген электронды құралдардың конструктивті негізі вольтметр болып табылады. Бұл құралдар вольтметр, жиілікөлшеуіш, осциллограф, кедергі, сыйымдылық, индуктивтілік, транзистор параметрі, интегралды схеманы өлшегіштер ретінде қолданылады.
Электронды вольтметрлер
Электронды вольтметрлер (ЭВ) айнымалы, тұрақты және универсалды болып бөлінеді:
В1 - калибратор;
В2 - тұрақты ток калибраторы;
В3 - айнымалы ток калибраторы;
В 4 - импульсты;
В 5 - фазосезгіш;
В 6 - селикативті;
В7 - әмбебап;
В 8 - түрлілікті өлшегіш;
В9 - кернеу ауыстырғыш;
Жұмыс принципі бойынша бөлінеді: тікелей ауыстырғыш пен байсалды.Біріншісі қарапайым, бірақ дәлдігі аздау, ал екіншісі қиын, бірақ дәлдігі жоғарылау.
Электронды вольтметрлер қасиеті бойынша былай жіктеледі:
өлшеу әдісі бойынша - тікелей бағалау мен салыстыру құралы;
тағайындалуы бойынша - тұрақты,айнымалы, импульсты кернеулі құралдар, әмбебап және селективті;
өлшенетін кернеу сипаты бойынша - амплитудалық , әсер ететін және орташа кернеу;
жиілік диапазоны бойынша - төменгі жиілікті және жоғары жиілікті.
Тұрақты ток үшін электронды вольтметрлер шығу құралынан, тұрақты токты күшейткіштен, еханизмді өлшеуіштен тұрады.Оң және теріс кері байланыстардың тізбектері тұйық шеңберде автотербелістің стационар режимі орнатылатындай етіп теңестірілген, минимал мәні ВАХ күшейткішінің сызықтық бөлігінен аспайды. Соның арқасында синусоидалы формадағы тербелістер жиілікті өзгерткенде амплитуда бойынша тұрақты болады және сызықты емес бұрмаланудың деңгейі төмен болады.
Тербелмелі контурлар негізіндегі LC-генераторлар жоғары жиілікте қолданысқа ие. Олардың жиілігінің жоғары тұрақтылығы кварцты резонаторлар есебінен қамтамасыз етіледі.
f=
300 бен 3000МГц және одан да жоғары жиілік диапазонында тербелмелі жүйе коаксиалды немесе толқын тәріздес сызықтардың кесіндісімен орындалады.
Соғылмалы генераторлар төмен жиілікте қолданылады. Бұл типтегі генераторлар тербеліс деңгейінің жоғары тұрақтылығы мен тербеліс жиілігінің барлық диапазонының үздіксіздігімен сипатталады.
Генератор опорной частоты
1
Генератор
плавающей
частоты
сурет - ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz