Электр энергиясын генерациялау (өндіру)

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 14 бет
Таңдаулыға:

жоспар

Кіріспе. . 3

1 ЭЛЕКТР ЭНЕРГИЯСЫН ГЕНЕРАЦИЯЛАУ (ӨНДІРУ) …… . . . …. 4

2 ЭЛЕКТР ЭНЕРГИЯСЫН ӨНДІРУ ЖӘНЕ ПАЙДАЛАНУ………7

3 ЭЛЕКТР ЭНЕРГИЯСЫН ЖЕТКІЗУ. 12

4 ЭЛЕКТР ЭНЕРГИЯСЫН ТИІМДІ ПАЙДАЛАНУ. 15

Кіріспе

Энергияның басқа түрлерімен салыстырғанда, электр энергиясының артықшылығы сезсіз. Оны сым арқылы өте алыс жерлерге аз шығынмен жеткізу, тұтынушыларға таратып беру ыңғайлы. Ең бастысы, ете қарапайым құрылғылардың көмегімен бұл энергия: механикалық, ішкі (денелердің қызуы), жарық энергияларына, тағы сол сияқты энергияның кез келген басқа түрлеріне оңай айналдырылады.

Түрақты токқа қарағанда айнымалы токтың артықшылығы кернеу мен ток күшін, энергия шығыны болмастай дерлік өте кең ауқымда түрлендіруге (трансформациялауға) болады. Кептеген электрлік және радиотехникалық құрылғыларда әлгіндей түрлендіру қажет. Бірақ әсіресе, электр энергиясын алыс жерге жеткізуде кернеу мен токты трансформациялаудын қажеттігі әбден білінеді.

1 ЭЛЕКТР ЭНЕРГИЯСЫН ГЕНЕРАЦИЯЛАУ (ӨНДІРУ)

Еқ алдымен электр тогын өндіретін қүрылғылармен танысамыз. Электр тогы генераторларда - энергияның қандай да бір түрін электр энергиясына түрлендіретін құрылғыларда өндіріледі. Генераторларға жататындар: гальвани элементтері, электростатикалық машиналар, термобатареялар, күн батареялары т. с. с. Генераторлардың негізінен жаңа түрлерін жасау мүмкіңдіктері зерттелуде. Мысалы, сутегі мен оттегінің реакция-сынәтижесінде босап шыгатын энергия тікелей электр энергиясына айналатын отывдық элементтер дейтіндер жасалу үстіңде. Осы айтылған электр энергиясы генераторларының әр түрінің қолданылу саласы олардың сипаттамаларымен анықталады. Мысалы, электростатика-лык машиналар жоғарғы потенциалдар айырмасын туғызады, бірақ тізбекте айтарлықтай үлкен ток күшін өндіретін қабылеті жоқ. Гальвани элементтері үлкен ток бере алады, бірақ олар үзақ уақыт жүмыс істей алмайды. Қазіргі кезде айнымалы токтың электромеханикалық индукциялық генераторларының атқаратын ролі басым. Осы Тенераторларда механикалық энергия электр энергиясына айналады. Олардың қызметі электромагниттік индукция қүбылысына негізделген. Мұндай генераторлардың құрылысы едәуір қарапайым және олар біршама жоғары кернеу кезінде үлкен ток өндіруге мүмкіндік береді. Бұдан былай, генератор жөнінде сөз қозғасақ, тек қана индукциялық электромеханикалық генераторлар женіңце айтамыз.

Айнымалы ток генераторы. Айнымалы ток генераторының жүмыс принципі бұрын қарасгырылған болатын.

Индукциялық генератордың осы кезде эр кейіпті түрлері кеп. Бірақ оның бәрі де бірдей негізгі бөліктерден қүралады. Біріншіден, бұл магнит өрісін туғызатын электромагнит не түрақты магнит және екіншіден, айнымалы ЭҚК-і индукцияланатын орама (генератордың біз қарастырған үлгісшде ол айналушы рама. ) . Тізбектеп қосылған орамдарда өндірілген ЭҚК-тер қосылады, сондықтан рамадағы индукция ЭҚК-нің амплитудасы рама ішіндегі орамдар-дың санына пропорционал. Сондай-ақ, ол әр орам арқылы өтетін айнымалы Ф _т = BS магнит ағынының амплитудасына да пропорционал (17-паоаграфты қара) .

ІУлкен магнит ағынын шығарып алу үшін генераторларда түйық дерліктей арнаулы электроникалық болаттан істелген, екі өзектен тура-тын магниттік жүйе қолданылады. Магнит ерісін туғызатын орамалар езектердің біреуінің қуыстарына, ал ЭҚК-і индукцияланатын орамалар екіншінің қуыстарына орналастырылады. Өзектердің біреуі (әдетте ішкісі) өзінің орамасымен қоса горизонталь не вертикаль осьтен айналады. Сондықтан оны ротор деп атайды. Қозғалмайтын езекті орамасымен қоса статор деп атайды. Статор мен ротор өзектерінің арасындагы саңылауды мейлінше тар етіп жасайды. Осының нәтижесінде магнит индукция ағынының ең көп мәні алынады.

Суретте кескінделген генератор үлгісінде сым рама айналады, осы ротор орнына жүреді (темір езексіз) . Магнит өрісін қозғалмайтьш түрақты магнит туғызады. Әлбетте, керісінше, яғни магнитті айналдырып, ал рама-ны қозгалтпайтын жасап қоюға болар еді.

Үлкен енеркәсіптік генераторларда дәл осылай электромагнит айналады да, ол енді ротор орнына жүреді, ал ЭҚК-і ендірілетін орамалар статордың қуыстарына жат-қызылады, сөйтіп, қозғалмай түрады. Мәселе былай: роторға ток келтіру немесе ротор орамасынан токты сыртқы тізбекке жеткізу (әкету) сырғымалы контактілердің көмегімен істелінеді. Ол үшін ротор контактілік сақиналармен жабдықталады да, бұлар оның орамасының үшта-рына жалғанады. Сақиналарға тиісіп, қозғалмай тұратын пластиналар - щеткалар - ротор орамасын сыртқы тізбекпен байланыстырады. Магнит ерісін тудыратын электромагнит орамасындағы ток күші генератордың сыртқы тізбекке беретін ток күшінен анағүрлым аз болады. Сондықтан өндірілетін токты қозғалмайтын орамадан алып, ал сырғымалы контактілер арқылы айналып түрған электромагнитке едәуір бәсең токты келтіру ыңғайлырақ.

Осы токты тұрақты токтың жеке генераторы (қоздырғыш) өндіріп береді, бұл да сол генератордың білігіне орналасқан. Шағын қуатты генераторларда магнит өрісі айналып тұратын түрақұты магнитпен жасалады. Мүндай жағдайда сақиналар мен щеткалар мұнда керегі болмайды.

Қозғалмайтын статор орамасында электр қозғаушы күштің пайда болуы оларда ротор айналғаңда магнит ағыньюың езгеруінен қүйынды электр өрісінің туатындығымен түсіндіріледі.

Осы замангы электр тогының генераторы дегеніміз - мыс сымдардан, изоляциялық материалдардан және болат конструкциялардан тұратын қомақты құрылым. Мөлшерлері бірнеше метрге жететін генератор де-тальдары миллиметрге дейінгі дәлдікпен дайындалады. Электр энергиясын дәл осылай үздіксіз және үнемді өндіретін қозғалмалы бөлшектер жиынтығы табиғатта еш жерде кездеспейді.

2 ЭЛЕКТР ЭНЕРГИЯСЫН ӨНДІРУ ЖӘНЕ ПАЙДАЛАНУ

Біздің заманымызда қоғамның өндірістік күштері дамуының еқ басты көрсеткіші - өндіріс және энергия тұтыну дәрежесі'. Сонда жетекші роль атқаратьш электр энергиясы - энергияның әмбебап және пайдалануға ыңғайлы түрі. Егер энергия түтыну дүниежүзінде 25 жылда (шамамен) екі есе артады десек, электр энергиясын тұтыну орта есеппен 10 жылда екі есе артады. Бұл - энергия ресурстарын жүмсаумен байланысты процестер саны үсті-үстіне электр энергиясына көшеді деген сөз.

Электр энергиясын өндіру.

Электр энергиясын үлкенді-кішілі электр станцияларында негізінде электромеханикалық генераторлар арқылы өндіріледі. Электр станциясының негізгі екі түрі бар: жылу және гидроэлектр станциялары. Бұл электр станцияларының бір-бірінен айырмашылығы генератордың роторын айналдыратын двигательдерінің әр түрлілігінде.

Жылу электр станцияларында энергия көзі ретінде мынадай отындар пайдаланылады: кемір, газ, мұнай, мазут, жанғыш сланец. Электр генератор- ларының роторын бу және газ турбиналары не іштен жану двигателі айналдырады. Ең үнемділері жылулық бу турбиналы ірі электр станциялары (қысқаша ЖЭС) . Біздің еліміздегі жылу электр станциялардың дені отын есебінде көмір тозаңын жүмсайды. Сонда 1 кВт • caғ электр энергиясын өндіру үшін бірнеше жүз грамм көмір шығындалады. Бу қазанында отыннын шығаратын энергиясының 90%-тен кебі буға беріледі. Турбинада бу ағынының кинетикалық энергиясы роторға беріледі. Турбина білігі генератор білігімен мықтап жалғастырылған. Бу турбогенераторлары ете шапшаң айналады: айналым саны минутына бірнеше мыңға барады.

Жұмыстық дененің бастапқы температурасының артуымен жылу дви-гательдерінің ПӘК-і өсетіні X сыныпта физика курсынан мәлім.

Сондықтан турбинаға берілетін буды жоғары параметрлерге: темпе-ратураны - 550° С-ға, қысымды 25 МПа-ға жеткізеді. Жылу электр станциясының пайдалы әсер коэффи циенті 40%-ке жетеді. Мұнда энер-гияның кебісі пайдаланылған ыстық бумен шығып кетеді. Энергияның айналуы 56-суретте келтірілген схемада керсетілген.

Кострома ГРЭС-інің қуаты 1 млн, 200 мың кВт-қа тең энергия

блогы.

Жылу электр орталығы (ЖЭЦ) деп аталатын арнаулы жылу электр станциялары пайдаланылған бу энергиясының едәуір белігінен өнеркәсіп орындарына және түрмыс қажетіне (үйді жылытуға керекті, суды ысыту және ыстық сумен қамтамасыз ету) пайдалануға мүмкіндік береді. Нәтижесінде жылу электр орталығының пайдалы эсер коэффициенті 60-70%-ке жетеді. Қазір еліміздщ жылу электр орталықтары барлық электр энергиясы-ның 40%-ін береді де, электр энергиясымен және жылумен бірнеше жүз қаланы қамтамасыз етеді.

Су электр станцияларында (ГЭС-те) генераторлардың роторларын айналдыру үшін судың потенциалдық энергиясы пайдаланылады. Электр генераторлардың роторларын гидравликалық турбиналар айналдырады. Станцияның қуаты плотина туғызатын су деңгейлерінің айырмасына (арынға) және секунд сайын турбина арқылы ағып ететін судың

Бұрынғы Кеңес Одағында ендірілетін барлық электр энергиясының 20%-ке жуығын су электр станциялары беріп отырды.

Энергетикада атомдық электр станциялары (АЭС) маңызды роль атқарып келеді. Бұрынғы Кеңес Одағында ендірілетін электр энергиясының 15% -ке жуығын атомдық электр станциялары берді.

Электр энергиясын пайдалану. Өнеркәсіп электр энергиясының не-гізгі түтынушысы болып табылады, оның үлесіне ендірілетін электр энер-гиясының 70%-ке жуығы тиеді. Сондай-ақ транспорт та ірі түтынушы болып табылады. Темір жолдардың көпшілігі электрмен тарту жүйесіне көшіріліп отыр. Колхоздар мен совхоздардың барлыгы дерлік өндірістік және түрмыстық қажеттері үшін электр энергиясын электр станцияларынан алады. Электр энергиясының тұрғын үйлерді жарықтандыруда және түрмыстық электр приборларында пайдаланылатынын әркім-ақ біледі.

Пайдаланылатын электр энергиясының басым көпшілігі қазір механи-калық энергияға айналдырады. Өнеркәсіптегі механизмдердің түгелін дерлік электр двигательдері қозғалысқа келтіреді. Олар ыңғайлы, шағьш, ендірісті автоматтавдыруға мүмкіндік береді.

Өнеркәсіптің түтынатын электр энергиясының үштен біріндейі техно-логиялық мақсаттар (электрменпісіру, электрмен жылыту және металдарды балқыту, электролиз т. с. с. ) үшін пайдаланылады.

Қазіргі заманғы цивилизацияны электр энергиясынсыз елестету мүм-кін емес. Үлкен қаланы электр энергиясымен жабдықтаудың бұзылуы - ондағы өмірді тыптыйпыл тоқтатады дерлік.

3 ЭЛЕКТР ЭНЕРГИЯСЫН ЖЕТКІЗУ

Электр энергиясының түтынылатьш орны кеп. Ал оның өңдірілетін орьшдары көп емес, отын және гидроресурс көзіне жақын орындар. Электр энергиясьш көп мөлшерде жинап сақтау (консервілеу) қолдан келмейді. Оны шығарып алысымен бірден түтынып, іске жарату керек. Сондықтан электр энергиясын алысқа жеткізу қажеттігі туды.

Электр энергиясын алысқа жеткізу едәуір шығынмен байланыты. Мәселе мынада: электр тогы электр жеткізу желісінің (линиясы-ның) сымдарын қыздырады. Желі сымдарын қыздыруга шығыңдалатьш энергия, Джоуль - Ленц заңьша сәйкес, мына формуламен аныкталады:

мұндағы R - желінің кедергісі. Желі тым ұзын болғанда, энергия жеткізу үнемділік жағынан пайдасыз болуы мүмкін. Линия кедергісін едәуір азайту іс жүзінде өте қиын. Сондықтан ток күшін кемітуге тура келеді.

Токтың қуаты ток күші мен кер-неудің көбейтіндісіне пропорционал болғандықтан, жеткізілетін қуатты сақтау үшін, жеткізу желісіңдегі кернеуді жоғарылату керек. Мұнда жеткізу желісі неғұрлым ұзынырақ болса, жоғарырақ кернеуді пайдалану соғұрлым үтымды болады. Мысалы, Волга ГЭС-інен Мәскеуге жоғары вольттік жеткізу желісінде 500 кВ кернеуді пайдаланады. Ал енді айнымалы ток генераторлары 16-20 кВ- тан аспайтын кернеуге арналып жасалады. Бұдан гөрі жоғарырақ кернеу генераторларының орамаларын және басқа да бөліктерін изоляциялау үшін арнаулы шараларды қажет еткен бо-лар еді.

Саян-Шушенск ГЭС-інің эпектр энергиясын жеткізу желісінің тірегі.

Сондықтан ірі электр станцияларында жоғарылатқыш трансформатор-лар қойылады. Трансформатор желідегі ток күшін неше есе кемітсе, кер-неуді сошпа есе арттырады.

Станоктардың электр жетегіндегі двигательдерде, жарықтаңдыру желі-сінде және тағы басқа мақсаттарда электр энергиясын тікелей пайдалану үшін, желі үштарындағы кернеуді төмендету керек. Мұны темендеткіш трансформатордың кемегімен істейді.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.