Электр энергияның тауар секілді ерекшеліктері және өндірілуімен байланысты мәселелері

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

Жоспар

Кіріспе

1. Электр энергиясының көздері

2. Электр энергияның тауар секілді ерекшеліктері және өндірілуімен байланысты мәселелері

3. Айнымалы тоқ

4. Трансформатор

Қорытынды

Кіріспе

Электр энергетикасы - энергетиканың басты құрастырушысы, оның басты міндеті - электр энергиясының тұтынушыларын электрлік энергиямен жабдықтау үшін электр энергиясын тиімді жолмен өндіру, тарату және үлестіру.

Бұл сала кез келген елдің әлеуметтік және эконономикалық дамуының маңызды бөлігі, себебі электр энергиясының энергияның басқа тасымалдаушыларынан көрі бірқатар ерекшеліктері бар: үлкен қашықтыққа таратудың, тұтынушылар арасында үлестірудің және энергияның басқа түрлеріне (механикалық, жылулық, химиялық, жарықтық және басқа да…) түрлендірудің салыстырмалы жеңілдігі.

Электрлік энергияның маңызды өзгешілігі - оны бір уақытта өндіріп, сол уақытта тұтынуға болаты.

Электр энергиясының көздері

Электротехника: Бүкіл электртехниканы ең қарапайым түрде үш нәрсе деп қарастыруға болады: электр энергниясының көздері, энергия беру желілері-сымдар. Сымның қимасының ауданы, өткізгіштің және бар болса оқшаулағыштың материалы маңызды болады. Жалпы алғанда, электр энергиясының көздері электргенератор және аккумуляторлы батарея. Аккумуляторда химиялық энергия электр энергиясына түрленеді. Электргенератор механикалық энергияны электрлікке түрлендіреді. Электргенераторлар өнеркәсіптік энергетиканың негізін құрайды. Генераторлар гидроэлектр станцияларында (ГЭС), жылу және атом электр станцияларында (ЖЭС және АЭС) орнатылған. ГЭС-те генераторлар су ағысының әсерімен қоғалады. Мұндай станцияларды өзендерге салады. ЖЭС-те генераторды айналдыруға жанған отыннан, мысалы көмірден алынған жылу энергиясы пайдаланылады. АЭС-те атом энергиясы «жұмыс істейді». Электргенератордың негізгі бөлшектеріне ротор мен статор жатады. Ротор сыртқы заттың- ГЭС-тегі судың күшімен айналады. Ротор айналған кезде статорда электр тогы пайда болады.

Электрқозғалтқыш - бұл да электргенератор, тек ол керісінше жұмыс істейді. Егер электрқозғалтқыштың статорының сымдарымен ток жүрсе, ротор айналады. Әдетте ротор статордың ішінде орналасады. Электргенераторлар айнымалы токты ғана өндіреді, электрқозғалтқыш айнымалы токпен де, тұрақты токпен де жұмыс істей алады. Айнымалы токты тұрақтыға түрлендіру үшін түзеткіштер қолданылады. Тұрақты токпен жұмыс істейтін әлемдегі бірінші электрқозғалтқышты 1834 жылы орыс ғалымы Б. С. Якоби жасаған. Айнымалы токтың электрқозғалтқышы одан екі жыл бұрын пайда болған, оны америкалық физик Дж. Генри ойлап тапты. Іс жүзінде қолдануға жарамды электргенераторлар 1830-шы жылдары пайда болды.

Электргенераторлар - кез-келген электр станциясының негізі. ХІХ ғасырда электр станцияларын электр энергиясын пайдаланатын орындарға- зауыт пен фабрикаларға мүмкіндігінше жақындатып салған. Электр энергиясын қашық жерлерге беру техникасы жетілгеннен кейін электр станцияларын зауыттарға «байлап» қоймауға жол ашылды. Мұндай электр станцияларын біраз уақыт бойы орталық деп атады.

Әлемдегі бірінші орталық электр станциясын 1881 жылы Нью-Йоркте Т. А. Эдисон салған, ол жылу электр станциясы болатын. Ең бірінші ГЭС-ті 1880 жылы Ұлыбританияда салды. Әлемдегі бірінші атом электр станциясы 1954 жылы Калугна облысындағы Обнинск қаласында іске қосты. Бұл АЭС 2002 жылға дейін жұмыс істеді.

Электр энергияның тауар секілді ерекшеліктері және өндірілуімен байланысты мәселелері

Электр станциялары болып аталатын электр энергияны өндіру үшін тағайындалған мекемелер немесе қондырғылар. Энергияның қайта өндірудің негізгі технологиялық үрдісінің ерекшеліктері және энергетикалық қорлардың пайдаланылатын түрі бойынша электр станциялары жылу (ЖЭС), атом (АЭС), су электр стацниялары (СЭС), су аккумуляциялайтын (ГАЭС), газ турбиналы (ГТҚ), және т. б.

Маңызды рөлін электр қосалқы станциялары орындайды - электр энергиясын қайта өндіру және тарату үшін тағайындалған электр қондырғылары. Бұрынғы КСРО елдерінде, басқа да көптеген мемлекеттерде сияқты, электр энергияны қайта өндіру және тарату үшін жиілігі 50 Гц үш фазалы айнымалы тоқ қабылданған (АҚШ және басқа да мемлекеттерде жиілігі 60 Гц қабылданған) .

Үш фазалы тоқтың қолданылуы, бір фазалы айнымалы тоқ қондырғылары мен салыстырғанда, тораптар мен үш фазалы тоқ қондырғыларының көптеген үнемділігімен, сонымен қатар, аса сенімді, қарапайым және арзан асинхронды электр қозғалтқыштардың электр жетектері ретінде кеңінен пайдалану мүмкіншілігімен түсіндіріледі.

Үш фазалы тоқпен қатар, өнеркәсіптің кейбір салаларында тұрақты тоқты да пайдаланады, оны айнымалы тоқты түзету арқылы алады (химиялық өнеркәсіпте және түсті метарллугия электролизі, электрлендірілген көлік және т. б. ) . Сонымен қатар, қазіргі уақытта, электр энергияны үлкен арақашықтыққа беру үшін 800 кВ кернеуінде тұрақты тоқ қолданылады, ал болашақта 1500 кВ дейін. Электр қондырғылардың параметрлерінің бірі номиналды кернеу болып табылады. Генераторлардың, трансформаторлардың, тораптардың және электр энергия қабылдағыштардың (электр қозғалтқыш, шамдар және т. б. ) қалыпты, яғни, дұрыс жұмысы кезіндегі кернеуі номиналды кернеуі деп аталады.

Электр қондырғылар құрылысының ережелері (ЭҚЕ) барлық электр қондырғыларды екі категорияға бөледі: 1 кВ дейінгі электр қондырғылар және 1 кВ жоғары электр қондырғылар. Бұл бөліну аппараттардың типі және құралымының, сонымен қатар, қауіпсіздік жағдайларының, әр түрлі кернеудегі электр қондырғылардың пайдалану және құрылу кезінде қойылатын талаптардың өзгешелігіне байланысты.

Генераторлар, синхронды қарымталаулар, күш трансформаторларының екінші орамдары үшін номиналды кернеулер тиісті тораптардың номиналды кернеулерінен 5-10% жоғары қабылданады.

Генератор-трансформатор блогі сүлбесі бойынша қосылған күшті қуатты генераторлар және синхронды қарымталаулар үшін номиналды кернеулері 13, 8; 15, 75; 18; 20; 24 кВ қатарларынан анықталады.

Электр қондырғыларды жобалау, құру және пайдалануда, тәжірибеде бар немесе құрылысы кезінде жүзеге асатын өзара байланысы және тізбегі көрсетілген шартты белгілері келтірілген сызбалар мен сүлбелер пайдаланылады. Электр станцияларды параллель жұмысына біріктіру мен энергожүйені жасау халық шаруашылық мағынасы зор және келесі техникалық және экономикалық қасиеттерді иелендіреді:

• энергетиканың даму қарқының жылдамдатады және осы дамуды заманына сай жағдайларда үнемді жүзеге асырады, яғни, үлкен қуатты блокты агрегаттары бар ірі ЖЭО мен АЭС ендірудің көбеюі арқылы;

• тұтынушылардың электрмен жабдықталуының сенімдігін жоғарлатады;

• энерго қорларды (отын, су энергиясы және т. б. ) тиімді пайдалануда электр станциялар арасында жүктемелерді рационалды тарату арқылы, жалпы энерго жүйе бойынша электр энергияның үнемді өндірілуін және таралуын қамтамасыз етеді;

• электр энергияның сапасын жақсартады, яғни, МЕСТ қалыптастырылған кернеу мен жиілікті қалыпты жағдайда ұстайды, өйткені жүктемелердің толқуы агрегаттардың көптеген санымен қабылданады;

• энерго жүйе бойынша қуаттың сомалы резервісін төмендетеді, ол энерго жүйе агрегаттардың сомалы қуатының 12-20% құрайды.

Біріккен энерго жүйе құрамында бірнеше энерго жүйелердің параллель жұмысында көрсетілген қасиеттері тағы да көп деңгейде көрсетіледі.

Еліміздің батыс және шығыс аудандарындағы энерго жүйелердің бірігуі уақыт бойынша ығысқан жүктемелер максимумдарын қамтамасыз ету үшін электр станциялардың жалпы белгіленген қуаттын пайдалану мүмкіншілігі есебінен үнемді әсер береді.

Энерго жүйелердің жұмысын жедел басқару үшін бірінғай диспетчерлі басқару жүйесі құрылған, оның негізгі мақсаттары:

• электр және жылу энергиясымен халық шаруашылығын толық қанағаттандыру мақсатында энерго жүйелердің жүмыс режимдерін реттеу мен жедел жоспарлау;

• энерго жүйелердің сенімді жұмысын және үздіксіз тұтынуын қамтамасыз ету; апатты режимдерді жою және алдын алу;

• энергия мен жылудын (кернеу, жиілік, жылу тораптарындағы су және бу параметрлері) қажетті сапасын қамтамасыз ету;

• жалпы энерго жүйенің максималды үнемді жұмысын қамтамасыз ету және энерго қорларын рационалды шығындау.

Диспетчерлі пунктері жаңа басқару тәсілдерімен жабдықталған: диспетчерлі щиттермен, теле басқару құрылғыларымен, теле сигнал берулермен, теле өлшеулерімен, байланыс тәсілдерімен, есептегіг техникамен, автоматикамен және т. б.

Электр энергияның негізгі алыну жолдарын, электр станция типтерін және электр станцияларында электр энергия өндіруінің технологиялық үрдісінің ерекшеліктерін қарастырайық.

Айнымалы тоқ

Айнымалы ток , кең мағынасында - бағыты мен шамасы периодты түрде өзгеріп отыратын электр тогы. Ал техникада айнымалы ток деп ток күші мен кернеудің период ішіндегі орташа мәні нөлге тең болатын периодты ток түсініледі. Айнымалы ток байланыс құрылғыларында (радио, теледидар, телефон т. б. ) кеңінен қолданылады.

Айнымалы ток айнымалы кернеу арқылы өндіріледі. Ток жүріп тұрған сым төңірегінде пайда болатын айнымалы электрлі магниттік өріс айнымалы ток тізбегінде энергия тербелісін тудырады, яғни энергия магнит немесе электр өрісінде периодты түрде бірде жиналып, бірде электр энергиясы көзіне қайтып отырады. Энергияның тербелуі айнымалы ток тізбектерінде реактивті ток тудырады, ол сым мен ток көзіне артық ауырлық түсіреді және қосымша энергия шығынын жасайды. Бұл - айнымалы ток энергиясын берудегі кемшілік. Айнымалы ток күші сипаттамасының негізіне айнымалы токтың орташа жылулық әсерін, осындай ток күші бар тұрақты токтың жылулық әсерімен салыстыру алынған. Айнымалы ток күшінің осындай жолмен алынған мәні әсерлік мән (немесе эффективтік) деп аталады әрі ол период ішіндегі ток күші мәнінің математикалық орташа квадратын көрсетеді. Айнымалы токтың әсерлік кернеу ( U ) мәні де осы сияқты анықталады. Ток күші мен кернеудің осындай әсерлік мәндері айнымалы токтың амперметрлері және вольтметрлері арқылы өлшенеді.

Ток генераторы - деп энергияның қандай да бір түрін электр энергиясына айналдыратын қондырғыны айтады. Электростатикалық машиналар, термобатареялар, күн батареялары, т. б. генераторға жатады.
Қазіргі кезде айнымалы токтың электромеханикалық индукциялық генераторлары өте кең таралған. Бұл генераторлардың артықшылығы - олардың құрылысының қарапайымдылығында және жеткілікті түрде жоғары кернеу мен үлкен токтарды алу мүмкіншілігінде. Электромеханикалық индукциялық генераторларда механикалық энергия электр энергиясына айналады. Мұндай генератор құрылысының принциптік жобасын біз §2. 1-ында қарастырып, магнит өрісінде айналып тұрған сым орамада айнымалы индукциялық ЭҚК-інің пайда болатынын айтып өткенбіз.

Токты сыртқы тізбекке шығару үшін сақиналарға жабыстырып қойған щеткалар қолданылады. Кез келген индукциялық генератордың негізгі бөліктері мыналар:

1) индуктор - магнит өрісін тудыратын қондырғы. Бұл тұрақты магнит не электромагнит болуы мүмкін;

2) якорь - ЭҚК индукцияланатын (пайда болатын) орама;

3) щеткалар мен сақиналар - айналып тұрған бөліктерден индукциялық токты шығарып алатын немесе электромагниттерге қоректенетін ток беретін қондырғылар.

Трансформатор

Трансформатор (лат. transformo - түрлендіремін) - кернеулі айнымалы токты жиілігін өзгертпей басқа кернеулі айнымалы токқа түрлендіретін статикалық электрмагниттік құрылғы. Трансформатордың жұмыс істеу принципі электро-магниттік индукция құбылысына және параметрлік эффектіге негізделген. Негізгі элементтері магнитөткізгіш және онда орналасқан бірінші реттік орамалар (БРО) мен бір немесе бірнеше екінші реттік орамалардан (ЕРО) тұрады. Трансформатордың барлық орамалары бір-бірімен индуктивті түрде, ортақ магнит өрісімен байланысқан.

Бірқатар Трансформаторларда екінші реттік орама қызметін бірінші реттік ораманың бір бөлігі атқарады, мұндай Трансформаторларды автотрансформаторлар деп атайды. Бірінші реттік орамаларның шықпаларын (Трансформатордың кірісі) айнымалы кернеу көзіне, ал Екінші реттік орамаларның шықпаларын жүктемеге қосады. Бірінші реттік орамалардағы айнымалы ток магнитөткізгіште айнымалы магнит ағынын, ал Екінші реттік орамалардағы өзара индукция электр қозғаушы күш (ЭҚК) тудырады. Бірінші және екінші реттік орамалардағы кернеулердің қатынасы олардағы орамдар санының қатынасына тең болады. Түрлендіретін ток түріне қарай 1 фазалы және 3 болады. Атқаратын қызметіне қарай олар күштік немесе қоректендіру Трансформаторлары (электр энергиясын таратуға арналған), жоғары кернеулі сынақ Трансформаторлары, ток немесе кернеу импульстерін түрлендіру үшін қолданылатын импульстік Трансформаторлар, үлкен токтар мен кернеулерді өлшеуге арналған өлшеуіштік Трансформаторлары, жоғары жиілікті кернеулерді түрлендіруге арналған радиожиілікті Трансформаторлар және радиоэлектрондық құрылғылардың қоректендіруші блоктарында қолданылатын , т. б. бөлінеді. Импульстік Трансформаторлар мен қоректендіру Трансформаторлары бірнеше Гц-тен 2 МГц-ке дейінгі жиілікте, радиожиілікті Трансформаторлар 500 МГц-ке дейінгі жиілікте жұмыс істейді. Трансформаторлардың магнитөткізгіштігі магниттік өтімділігі жоғары материалдардан (мысалы, электртех. болат таспаларынан, магнитодиэлектриктер мен фериттерден) жасалады. Электрмен жабдықтау жүйелерінде, негізінен майлы Трансформаторлар қолданылады. Күштік Трансформаторлар Қазақстанда Кентау трансформатор зауытында шығарылған. Қазіргі кезде электр-механикалық жабдықтар осы зауыттың негізінде құрылған Трансформатор ААҚ-да шығарылады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.