Лекция. Конструкции основных элементов воздушных линий электропередачи

Кіріспе

«Мамандыққа кіріспе. Электрэнергияны өндіру, жеткізу және тарату» пәні бірінші курстың студенттерін олардың болашақ мамандығы – электр энергетикасымен, оның осы кездегі қоғамдағы мәнімен, даму тарихымен және оның техникалық прогреске әсерімен таныстырады. Студенттің болашақ мамандыққа қаншалықты қызығуына байланысты оның кейінгі студенттік, тіпте инженерлік биографиясы едәуір соған тәуелді болады. Оқу процесінде студент болашақ мамандық туралы ғана емес, жоғары оқу орнындағы жұмыс туралы да белгілі ұғымдар алады. Бұл жалпыэнергетикалық пән энергетиканың барлық бөлімдері және олардың өзара байланыстары, энергетикалық жүйелер және оларда жүріп жатқан негізгі электрэнергияны түрлендіру, жеткізу және тұтыну процестері, энергетикалық қондырғылардың жұмыс қағидалары және қиыстырмалық жасалынуы, энергетиканың осы кездегі жағдайы және даму перспективалары туралы ұғым береді.

Лекциялар конспектісі көп көрнекі материалдармен, сұлбалармен жабдықталған сегіз лекциядан тұрады.

1,2 лекцияларда электрэнергияны жеткізу және тарату жүйелерінің жалпы сипаттамасы, негізгі терминдер мен анықтамалар, электр тораптарын жіктеу, электр тораптарына қойылатын талаптар берілген.

3, 4 лекцияларында ауа желілерінің негізгі элементтерінің қиыстырмалары, кабель желілерінің қиыстырмалық ерекшеліктері ұсынылған.

5 пен 7 лекцияларда энергияны айнымалы және тұрақты токпен жеткізу, электрэнергетикалық жүйелерді басқару мәселелері қарастырылған, электрэнергияны жеткізудің жаңа тәсілдері қарастырылған.

8 лекцияда электрмен жабдықтау жүйелері туралы негізгі мәліметтер, негізгі терминдер мен анықтамалар, тұтынушылардың негізгі топтары және электрмен жабдықтау жүйелеріне қойылатын талаптар қарастырылған.

 

1 лекция. Электрэнергиясын жеткізу және тарату жүйелерінің жалпы сипаттамасы

 

Лекцияның мазмұны: электрэнергиясын жеткізу және тарату жүйелерінің арналымы және олардың сипаттамалық ерекшеліктері.

Лекцияның мақсаты: негізгі терминдер және анықтамалар, электр тораптарын жіктеуді және оларға қойылатын талаптарды қарастыру.

1.1 Негізгі ұғымдар, терминдер және анықтамалар

 

Электрэнергияны өндіру бірге жұмыс атқаратын (қатарлас) ірі электрстанцияларда көбінесе шоғырланады. Электрэнергияны тұтыну орталықтары (өндірістік кәсіпорындар, қалалар, ауылдық аудандар және т.б.) олардың көздерінен ондаған, жүздеген километрге қашық орналасқан және едәуір аймақта таралған.

Электрэнергияны жеткізу және тарату жүйесін және «өндіру- жеткізу- тарату» - ң барлық құрылымын сипаттау үшін кейбір ұғымдарды, атауларды және анықтамаларды енгіземіз.

Электр қондырғысы – электрэнергияны өндіруге, түрлендіруге, жеткізуге, таратуға немесе тұтынуға арналған аппараттардың, машиналардың, жабдықтардың және құрылымдардың жиынтығы. Электрқондырғыларын кернеу шамасы бойынша 1000 В дейінгіге (төменгі вольттік) және 1000 В жоғарғыға (жоғары вольттік) бөледі.

Электрстанция – турбо - және гидрогенераторлардың көмегімен табиғи энергия тасушыларында (көмір, газ, су және басқалар) бар энергияны түрлендіру нәтижесінде электрэнергияны өндіруге арналған электрқондырғысы.

Қосалқы станция – трансформаторлардан (автотрансформаторлардан) және басқа ЭЭ түрлендіргіштерінен, таратушы және көмекші құрылғылардан тұратын электрэнергияны қабылдауға, түрлендіруге (трансформациялауға) және таратуға арналған электрқондырғысы. Арналымынан тәуелді қосалқы станциялар трансформаторлық немесе түрлендіргіштік - түзетуші, қозғалтқыш – генераторлық және басқа болып жасалынады. Қосалқы станцияжоғарылатқыш болады, егер айнымалы ток кернеуінің шамасы төменгі кернеуден жоғарғыға түрленсе (электрстанциялар қосалқы станциялары), және төмендеткіш – жоғары кернеуді төменгіге трансформациялау жағдайында (кәсіпорындардың, қалалардың және басқалардың қосалқы станциялары).

Орталық электр қоректің көзі – құранды шиналарында (қысқыштарында) кернеу режимінің автоматты реттелуі жүретін ЭЭ көзі. Электрстанциялар қатарында бұл жүктеме барда кернеуді реттейтіндерімен жабдықталған (РПН) трансформаторлары, реактивтік қуаттың реттелетін көздері, желілік реттегіштері және басқалары бар қосалқы станцияның шиналары.

Таратушы құрылғы – кез – келген қосалқы станцияның құрамына кіретін электрқондырғы; электрэнергияны бір кернеуде (1000 В дейін және жоғары) қабылдауға және таратуға арналған. ТҚ - ң коммутациялық аппараттары, басқару, қорғау, өлшеу құрылғылары және көмекші құрылымдары бар.

Қосалқы станциялармен қатар электр энергиясы таратушы пункттерде – ЭЭ бір кернеуде (трансформациясыз) қабылдауға және таратуға арналған және қосалқы станция құрамына кірмейтін құрылғыларда таралуы мүмкін.

Электрберіліс желісі – қашықтыққа электрэнергияны жеткізуге арналған электрқондырғысы. Желілер ауа, кабель және өндірістік кәсіпорындарда және электрстанцияларда ток өткізгіштері және ғимараттар мен құрылымдардағы ішкі тартылымдар түрінде жасалынады.

Электрэнергия тұтынушысы, электрқабылдағышы – электрэнергияны тұтынатын немесе оны энергияның басқа түрлеріне түрлендіретін аппарат, агрегат, механизм. Тұтынушыларға әртүрлі кернеудегі қосалқы станцияларының шиналарынан электр қорегін алатын электр жүктемелерінің (ЭЖ) (үй, қыстақ, зауыт және т.б.) жиынтығы жатады. Бір қатар жағдайларда тұтынушылар ретінде тұрғын ауданның, өндірістік кәсіпорынның және басқа нысандардың электрмен жабдықталуы іске асатын қосалқы станцияларды қарастырады.

Электрэнергияны жеткізу және тарату жүйесінің элементтері болады: қиыстырмалары және кернеулері әртүрлі электрберіліс желілері (ЭБЖ), ЭБЖ параметрлерін бойлық және көлденең өтемдеудің құрылғылары (ӨҚ) (көлденең өтемдеудің құрылғылары және шунттайтын реакторлар); трансформаторлық қосалқы станциялар (күштік трансформаторлар (Т) және автотрансформаторлар, ажыратқыштар, айырғыштар, бақылаушы – өлшеуші аспаптар және т.б.); реактивтік қуаттың көздері (РҚК) (конденсаторлық батареялар, синхронды және статикалық тиристорлық өтемдеушілер); қорғаныс және автоматика құрылғылары, яғни автоматтық реттегіштер (АР), релелік қорғаныс (РҚ) және апатқа қарсы (АҚ) автоматиканың құрылғылары, диспетчерлік және технологиялық басқарудың құралдары (ДТБҚ).

Электрберіліс – бұл төмендеткіш қосалқы станцияның төменгі кернеу шиналарынан электрэнергияны алатын шоғырланған тұтынушыға станциядан электрэнергияны транзиттік беруге арналған жоғарылатқыш және төмендеткіш қосалқы станциялары бар желі.

Электр торабы – ЭЭ электрстанциядан тұтыну және тұтынушылар арасында тарату орындарына беруге арналған түрлендіруші қосалқы станциялардың, таратушы құрылғылардың, ауыстырып қосқыш пункттердің және оларды жалғайтын электрберіліс желілерінің бірлестігі. Электр торабы электрберілістің дамыған жоғарывольттік торабына эквивалентті. Бөлек электрберіліс қысқа мағнада электр торабы болады. Дамыған электр торабы электрқондырғылардың құрамы және функционалдық арналымы бойынша электрэнергияны жеткізу және тарату жүйесін құрады.

 

1.1 суреті – Электр және жылу энергиясын өндіруді, беруді, таратуды және тұтынуды қамтамасыз ететін нысандардың өзара байланысы

 

Қазіргі жағдайда бөлек электрберілістер және электрэнергияны жеткізу және тарату жүйелері түгел бөлек жұмыс атқармайды; олар жалпы электр жүктемесіне бірігіп жұмыс атқару және барлық тұтынушыларды электрэнергиямен орталықтан жабдықтау үшін электр станциялардың көбісін электрэнергетикалық жүйеге байланыстырады (біріктіреді).

Электрэнергетикалық (электрлік) жүйе (ЭЭЖ) – режимнің ортақтығымен және өндіру, жеткізу және электрэнергияны тұтыну процестерінің үзіліссіздігімен (бір уақыттылығымен) біріктірілген электрстанциялардың электр бөлігінің, электр тораптарының (электрберіліс тораптарының) және электрэнергия тұтынушыларының (электрқабылдағыштардың), сонымен қатар басқару, реттеу және қорғаныс құрылғыларының жиынтығы.

Энергетикалық жүйе (энергия жүйесі) – электрстанциялардың, электр және жылу тораптарының және электр және жылу энергиясын өндіру, жеткізу, тарату және тұтыну үшін қондырғылар мен құрылғылар қатарының бірлестігі. Қондырғылар мен құрылғылар: энергия көздері – бу қазандықтары (БҚ) немесе гидротехникалық құрылымдар (ГТҚ), турбиналар (Т), генераторлар (Г); жүктемелер – электр (ЭТ) және жылу тұтынушылары (ЖТ) және басқалары.

Электр торабына қарағанда «электрмен жабдықтау» кеңірек ұғым. Ол тұтынушыларды электрэнергиясымен қамтамасыз етуге арналған барлық электрқондырғыларды біріктіреді. 1.1 суретінен электрмен жабдықтау жүйесі энергетикалық жүйенің – электрэнергетикалық жүйенің электр бөлігіне эквивалентті екені түсінікті.

 

2 лекция. Электр тораптарын жіктеу. Электр тораптарына қойылатын талаптар

Лекцияның мазмұны: электр тораптарын жіктеу. Электр тораптарына қойылатын талаптар.

Лекцияның мақсаты: электр тораптарының әртүрлі нышандар және электр тораптарына қойылатын талаптар бойынша жіктелуін зерттеу.

 

Электр тораптарын бір қатар көрсеткіштер бойынша жіктеу тиімді, олардың ішіндегі негізгілері: қиыстырмалық жасалынуы, токтың тегі, номиналды кернеуі, тораптың арналымы, торап сұлбасының конфигурациясы.

Қиыстырмалық жасалынуы бойынша ауа, кабель желілерін және ішкі тартылымдарды айырады. Ауа желісі деп тіректерде жердің үстінде оқшаулағыштардың көмегімен ілінген оқшауланбаған сымдармен жасалған желіні айтады.

Кабель деп өзара және қоршаған ортадан оқшауланған сымдардың жүйесін айтады. Кабельден жасалған желілер немесе кабель желілері, әдетте жерде төселеді. Бұның өзінің құндылықтары да – қауіпсіздік, айналымнан шығатын аймақтың қысқаруы, кемшіліктері де – үлкен құны, эксплуатацияның және зақымдарды жою қиындығы, жасау күрделілігі бар.

Ішкі тартылымдар оқшаулағыштар немесе құбырларда ғимараттардың қабырғалары және төбелерімен немесе қабырғалардың ішімен және арнаулы шина өткізгіштермен төселетін оқшауланған сымдармен жасалынады.

Токтың тегі бойынша айнымалы және тұрақты токтың тораптарын айырады. Айнымалы токтың негізгі тораптары үшфазалық болып жасалынады.

Қазіргі уақытта тұрақты ток тораптары өндірістік кәсіпорын тораптары үшін салыстырмалы сирек жасалынады (мысалы, электролиз цехтарында, алюминий зауыттарында).

Кернеу бойынша электр тораптарын төменгі вольттікке (1000 В дейін) және жоғары вольттікке (1000 В жоғары) бөлуге болады.

Арналымы бойынша тораптар қоректендірушілерге және таратушыларға бөлінеді. Қоректендіруші желі деп таратушы пунктты немесе қорек орталығынан электрэнергияны ұзындығы бойынша таратпай қосалқы станцияны қоректендіретін желіні айтады. Таратушы желі деп трансформаторлық қосалқы станциялардың қатарын немесе тұтынушылар электрқондырғыларына келетін кірмелерін қоректендіретін желі саналады.

Тораптың сұлбалары конфигурация бойынша тұйықталмағанжәне тұйықталғанға бөлінеді. Тұйықталмағанға жүктемелері тек бір жақтан электрэнергияны алуға мүмкіндігі бар желілерден құралған тораптар жатады (2.1 сур.). Тұйықталған тораптар деп кемінде екі жақтан тұтынушыларды электрмен жабдықтау мүмкіндігі бар тораптарды айтады (2.2 а, б сур.).

 

 

2.1 суреті – Тұйықталмаған торап

 

 

2.2 суреті - Тұйықталған торап

 

2.1 Электр тораптарына қойылатын талаптар

Электрэнергияны өндіретін электрстанциялардан оны электртұтынудың ірі аудандарына немесе электрэнергетикалық жүйелердің таратушы түйіндеріне дейін беру жүйесінің негізін құрайтын электрберілістің дамыған тораптары немесе жүйе ішіндегі және жүйе аралық маңызы бар (жүйе құраушы тораптар) бөлек электрберілістер және кернеуі 220 кВ және жоғары қоректендіруші тораптар. Олардың пайда болуы ЖЭС және АЭС тұрғын аймақтарының сыртына орналастыру қажеттілігімен және ЭЭ бөлігін қалалардан салыстырмалы қашық жайғасқан гидроэлектростанциялардың өндіру мүмкіндігімен туындаған. Электрстанциялардың және ең ірі қосалқы станциялардың қатарлас жұмысына біріктіретін электрберілістің жүйе ішіндегі және жүйеаралық магистралды желілері қашық (ұзақ) ЭБЖ қосқанда жүйе құраушы торапты жасайды. Мұндай тораптың арналымы – ЭЭЖ (электрэнергетикалық жүйе) қалыптастыру және сонымен бірге электрэнергияны беру, транзит функцияларын орындау.

Электр тораптары тұтынушыларын сенімді электрмен жабдықтауын және электрэнергияның қажетті санын қамтамасыз ету керек. Мұнда тораптардың жұмысы ең үлкен үнемділіктің талаптарына сәйкес болу керек. Бұның жобалау шарттарына және эксплуатация жағдайларына да қатынасы бар. Тораптарға байланысты бес талапты бөлуге болады:

Жұмыстың сенімділігі. Тұтынушыларды электрмен жабдықтаудың сенімділігі туралы мәселе тораптың барлық элементтері іс жүзінде уақыт өткесін зақымдалуымен байланысты пайда болады. Зақымдар найзағай, жел әсері өскенде, ауыр көк мұздар пайда болғанда және т.б. пайда болуы мүмкін. Электрмен жабдықтаудың сенімділігін өсіру тек торап элементтерінің зақымдалуының төмендеуі және резервтеуімен емес, экономикалық жағынан тиімділеу болуы мүмкін басқа тәсілдермен де қамтамасыз етілуі мүмкін. Сенімді электрмен жабдықтауды қамтамасыз ету үшін резервтеуден басқа релелік қорғаныс және автоматиканың сенімді жұмыс жасайтын құрылғылары қажет: АҚҚ (АПВ) – автоматты қайта қосу, РАҚ (АВР) – резервті автоматты қосу, АЖЖА (АЧР) – автоматты жиіліктік жүктемені азайту.

Электрэнергияның сапасы. Әрбір тұтынушы сапалы электрэнергияны алуға тиісті. Бұл электрэнергия сапасының негізгі көрсеткіштерімен анықталады: кернеу деңгейімен, жиілік деңгейімен, үшфазалық кернеудің симметриясымен және кернеу қисығының формасымен.

Электрэнергияның сапасы қазіргі электрқабылдағыштар саны үлкен ұзақ электр тораптарында торап жұмысының көптеген жағдайларынан тәуелді. Ол тораптың әртүрлі орындарында іс жүзінде әртүрлі болуы мүмкін, бірақ арнаулы құрылғыларды қолданғанда реттеуге келеді.

Үнемділігі. Торап үнемді болу үшін торап сұлбаларының ең тиімді конфигурацияларын, кернеулерді, сымдардың қималарын және т.б. таңдау қажет. Сондықтан бірнеше нұсқа қарастырылады, оларды «келтірілген шығындар» деп аталатын орнатылған критерий бойынша өзара салыстырады. Бұл критерий энергияның шығындарын, күрделі қаржыларды және ысырапты ескереді. Келтірілген шығындары минималды нұсқа оңтайлы болады.

Эксплуатацияның қауіпсіздігі және ыңғайлылығы. Қызметкерлердің қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін техникалық эксплуатация Ережелеріне (ПТЭ) сәйкес жерлендірулерді, қоршауларды, сигнализацияны, арнаулы киімді және басқа саймандарды қолданады.

Қауіпсіздікті қамтамасыз етуден басқа эксплуатацияның ыңғайлылығы қарастырылу керек: әртүрлі ауыстырып қосулардың, жөнделетін жабдыққа жақындаудың ыңғайлылығын, бақылау үшін өтпе жолдардың жеткіліктілігін және т.б.

Одан әрі дамудың мүмкіндігі. Электр торабы жүктемелердің өсуі және жаңа тұтынушылардың үзіліссіз пайда болуына байланысты үнемі даму және қайта құру жағдайында болады. Желілер және трансформаторлық қосалқы станциялар аумастырылады, қайта құрылады. Торапты күрделі қайта құрып жатпай оны одан әрі кеңейту мүмкіндігі болу үшін электр торабын жоспарлау керек.

 

 

Общие положения

 

Воздушные линии электропередачи (ВЛ) предназначены для передачи электроэнергии на расстояние по проводам. Основными конструктивными элементами являются провода, грозозащитные тросы, опоры, изоляторы и линейная арматура. Провода служат для передачи электроэнергии. Для защиты ВЛ от грозовых перенапряжений в верхней части опор над проводами монтируют грозозащитные тросы.

Опоры поддерживают провода и тросы на определенной высоте над уровнем земли или воды. Изоляторы предназначены для изоляции провода от опоры. Линейная арматура предназначена для крепления провода к изоляторам и изоляторов к опорам.

Наибольшее распространение получили одно- и двухцепные ВЛ. Одна цепь трехфазной ВЛ состоит из проводов разных фаз. Две цепи могут располагаться на одной опоре.

 

Опоры воздушных линий

 

Опоры ВЛ делятся на анкерные и промежуточные. Эти опоры различаются способом подвески проводов. Промежуточные опоры служат для поддержания провода с помощью поддерживающих гирлянд изоляторов. Анкерные опоры предназначены для натяжения проводов. Расстояние между промежуточными опорами называется промежуточным пролетом или просто пролетом, а расстояние между анкерными опорами – анкерным пролетом.

Анкерные опоры предназначены для жесткого закрепления проводов в особо ответственных точках ВЛ: на пересечениях важных инженерных сооружений (например, железных и автомобильных дорог), на концах ВЛ и на концах прямых ее участков. Анкерные опоры значительно сложнее и дороже промежуточных, и поэтому их число на каждой линии должно быть минимальным.

В точках поворота линии устанавливают угловые опоры. Они могут быть анкерного или промежуточного типа.

На ВЛ применяются специальные опоры следующих типов: транспозиционные – для изменения порядка расположения проводов на опорах; ответвительные – для выполнения ответвлений от основной линии; переходные – для пересечения рек, ущелей и т.д.

По материалу опоры делятся на деревянные, металлические и железобетонные.

Деревянные опоры применяются на ВЛ до 110 кВ включительно в основном в районах, богатых лесными ресурсами. Недостаток деревянных опор – подверженность древесины гниению и вследствие этого небольшой срок службы.

Металлические опоры (стальные) применяются на ВЛ 35 кВ и выше, обладают высокой механической прочностью и большим сроком службы (см. рисунок 3.3). Однако они требуют большого количества металла и регулярной окраски.

Железобетонные опоры (см. рисунок 3.4) применяются для всех классов напряжений до 500 кВ включительно, долговечней деревянных, отсутствует коррозия деталей, просты в эксплуатации и поэтому получили широкое распространение. Они имеют меньшую стоимость, но обладают большой массой и относительной хрупкостью поверхности бетона, а также малую прочность на поперечный изгиб.

 

а) б) в) г)

 

а – промежуточная одноцепная башенного типа на 35–330 кВ; б – промежуточная двухцепная башенного типа на 35–330 кВ; в – промежуточная одноцепная на

оттяжках на 110–330 кВ; г – промежуточная свободностоящая(типа «рюмка»)

на 500–750 кВ.

 

Рисунок 3.3 - Применение металлических опор на ВЛ и тип опор

 

а) б) б) г)

 

а – промежуточная 6–10 кВ; б – анкерно-угловая одноцепная на оттяжках на 35–220 кВ; в – промежуточная двухцепная на 110–220 кВ; г – промежуточная одноцепная портальная на 330–500 кВ.

 

Рисунок 3.4 - Применение железобетонных опор на ВЛ и тип опор

 

Список литературы

 

1. Идельчик В.И. Электрические системы и сети: Учебник для вузов.- М.: Энергоатомиздат, 1989.

2. Электрические системы: Электрические сети /Под ред. В.А. Веникова.- М.: Высшая школа, 1997.

3. Электрические системы и сети в примерах и иллюстрациях: Учеб. пособие для электроэнергетич. спец/ Под ред. В.А. Строева.- М.: Высш. шк., 1999.

4. Евдокунин Г.А. Электрические системы и сети: Учебное пособие для электроэнергетических спец. вузов. – СПб.: Издательство Сизова М.П., 2001.

5. Герасименко А.А. Передача и распределение электроэнергии: Учеб. пособие. – Ростов-на Дону: Феникс, 2006.

6. Лыкин А. В. Электрические системы и сети: Учебное пособие. – Новосибирск: НГТУ, 2008.

7. Соколов С.Е, Сажин В.Н, Н.А. Генбач Н.А. Электрические сети и системы. Учебное пособие. – Алматы: АИЭС, 2010.

 

Содержание

Введение

1 Лекция. Общая характеристика систем передачи и распределения электроэнергии

2 Лекция. Классификация электрических сетей. Требования к электрическим сетям

3 Лекция. Конструкции основных элементов воздушных линий электропередачи

4 Лекция. Основные сведения о конструкции кабельных линий

5 Лекция. Передача электроэнергии на расстояние

6 Лекция. Управление электроэнергетическими системами

7 Лекция. Новые способы передачи электроэнергии

8 Лекция. Основные сведения о системах электроснабжения

Список литературы

 

Св. план 2013 г поз. 230

 

 

Кіріспе

«Мамандыққа кіріспе. Электрэнергияны өндіру, жеткізу және тарату» пәні бірінші курстың студенттерін олардың болашақ мамандығы – электр энергетикасымен, оның осы кездегі қоғамдағы мәнімен, даму тарихымен және оның техникалық прогреске әсерімен таныстырады. Студенттің болашақ мамандыққа қаншалықты қызығуына байланысты оның кейінгі студенттік, тіпте инженерлік биографиясы едәуір соған тәуелді болады. Оқу процесінде студент болашақ мамандық туралы ғана емес, жоғары оқу орнындағы жұмыс туралы да белгілі ұғымдар алады. Бұл жалпыэнергетикалық пән энергетиканың барлық бөлімдері және олардың өзара байланыстары, энергетикалық жүйелер және оларда жүріп жатқан негізгі электрэнергияны түрлендіру, жеткізу және тұтыну процестері, энергетикалық қондырғылардың жұмыс қағидалары және қиыстырмалық жасалынуы, энергетиканың осы кездегі жағдайы және даму перспективалары туралы ұғым береді.

Лекциялар конспектісі көп көрнекі материалдармен, сұлбалармен жабдықталған сегіз лекциядан тұрады.

1,2 лекцияларда электрэнергияны жеткізу және тарату жүйелерінің жалпы сипаттамасы, негізгі терминдер мен анықтамалар, электр тораптарын жіктеу, электр тораптарына қойылатын талаптар берілген.

3, 4 лекцияларында ауа желілерінің негізгі элементтерінің қиыстырмалары, кабель желілерінің қиыстырмалық ерекшеліктері ұсынылған.

5 пен 7 лекцияларда энергияны айнымалы және тұрақты токпен жеткізу, электрэнергетикалық жүйелерді басқару мәселелері қарастырылған, электрэнергияны жеткізудің жаңа тәсілдері қарастырылған.

8 лекцияда электрмен жабдықтау жүйелері туралы негізгі мәліметтер, негізгі терминдер мен анықтамалар, тұтынушылардың негізгі топтары және электрмен жабдықтау жүйелеріне қойылатын талаптар қарастырылған.

 

1 лекция. Электрэнергиясын жеткізу және тарату жүйелерінің жалпы сипаттамасы

 

Лекцияның мазмұны: электрэнергиясын жеткізу және тарату жүйелерінің арналымы және олардың сипаттамалық ерекшеліктері.

Лекцияның мақсаты: негізгі терминдер және анықтамалар, электр тораптарын жіктеуді және оларға қойылатын талаптарды қарастыру.

1.1 Негізгі ұғымдар, терминдер және анықтамалар

 

Электрэнергияны өндіру бірге жұмыс атқаратын (қатарлас) ірі электрстанцияларда көбінесе шоғырланады. Электрэнергияны тұтыну орталықтары (өндірістік кәсіпорындар, қалалар, ауылдық аудандар және т.б.) олардың көздерінен ондаған, жүздеген километрге қашық орналасқан және едәуір аймақта таралған.

Электрэнергияны жеткізу және тарату жүйесін және «өндіру- жеткізу- тарату» - ң барлық құрылымын сипаттау үшін кейбір ұғымдарды, атауларды және анықтамаларды енгіземіз.

Электр қондырғысы – электрэнергияны өндіруге, түрлендіруге, жеткізуге, таратуға немесе тұтынуға арналған аппараттардың, машиналардың, жабдықтардың және құрылымдардың жиынтығы. Электрқондырғыларын кернеу шамасы бойынша 1000 В дейінгіге (төменгі вольттік) және 1000 В жоғарғыға (жоғары вольттік) бөледі.

Электрстанция – турбо - және гидрогенераторлардың көмегімен табиғи энергия тасушыларында (көмір, газ, су және басқалар) бар энергияны түрлендіру нәтижесінде электрэнергияны өндіруге арналған электрқондырғысы.

Қосалқы станция – трансформаторлардан (автотрансформаторлардан) және басқа ЭЭ түрлендіргіштерінен, таратушы және көмекші құрылғылардан тұратын электрэнергияны қабылдауға, түрлендіруге (трансформациялауға) және таратуға арналған электрқондырғысы. Арналымынан тәуелді қосалқы станциялар трансформаторлық немесе түрлендіргіштік - түзетуші, қозғалтқыш – генераторлық және басқа болып жасалынады. Қосалқы станцияжоғарылатқыш болады, егер айнымалы ток кернеуінің шамасы төменгі кернеуден жоғарғыға түрленсе (электрстанциялар қосалқы станциялары), және төмендеткіш – жоғары кернеуді төменгіге трансформациялау жағдайында (кәсіпорындардың, қалалардың және басқалардың қосалқы станциялары).

Орталық электр қоректің көзі – құранды шиналарында (қысқыштарында) кернеу режимінің автоматты реттелуі жүретін ЭЭ көзі. Электрстанциялар қатарында бұл жүктеме барда кернеуді реттейтіндерімен жабдықталған (РПН) трансформаторлары, реактивтік қуаттың реттелетін көздері, желілік реттегіштері және басқалары бар қосалқы станцияның шиналары.

Таратушы құрылғы – кез – келген қосалқы станцияның құрамына кіретін электрқондырғы; электрэнергияны бір кернеуде (1000 В дейін және жоғары) қабылдауға және таратуға арналған. ТҚ - ң коммутациялық аппараттары, басқару, қорғау, өлшеу құрылғылары және көмекші құрылымдары бар.

Қосалқы станциялармен қатар электр энергиясы таратушы пункттерде – ЭЭ бір кернеуде (трансформациясыз) қабылдауға және таратуға арналған және қосалқы станция құрамына кірмейтін құрылғыларда таралуы мүмкін.

Электрберіліс желісі – қашықтыққа электрэнергияны жеткізуге арналған электрқондырғысы. Желілер ауа, кабель және өндірістік кәсіпорындарда және электрстанцияларда ток өткізгіштері және ғимараттар мен құрылымдардағы ішкі тартылымдар түрінде жасалынады.

Электрэнергия тұтынушысы, электрқабылдағышы – электрэнергияны тұтынатын немесе оны энергияның басқа түрлеріне түрлендіретін аппарат, агрегат, механизм. Тұтынушыларға әртүрлі кернеудегі қосалқы станцияларының шиналарынан электр қорегін алатын электр жүктемелерінің (ЭЖ) (үй, қыстақ, зауыт және т.б.) жиынтығы жатады. Бір қатар жағдайларда тұтынушылар ретінде тұрғын ауданның, өндірістік кәсіпорынның және басқа нысандардың электрмен жабдықталуы іске асатын қосалқы станцияларды қарастырады.

Электрэнергияны жеткізу және тарату жүйесінің элементтері болады: қиыстырмалары және кернеулері әртүрлі электрберіліс желілері (ЭБЖ), ЭБЖ параметрлерін бойлық және көлденең өтемдеудің құрылғылары (ӨҚ) (көлденең өтемдеудің құрылғылары және шунттайтын реакторлар); трансформаторлық қосалқы станциялар (күштік трансформаторлар (Т) және автотрансформаторлар, ажыратқыштар, айырғыштар, бақылаушы – өлшеуші аспаптар және т.б.); реактивтік қуаттың көздері (РҚК) (конденсаторлық батареялар, синхронды және статикалық тиристорлық өтемдеушілер); қорғаныс және автоматика құрылғылары, яғни автоматтық реттегіштер (АР), релелік қорғаныс (РҚ) және апатқа қарсы (АҚ) автоматиканың құрылғылары, диспетчерлік және технологиялық басқарудың құралдары (ДТБҚ).

Электрберіліс – бұл төмендеткіш қосалқы станцияның төменгі кернеу шиналарынан электрэнергияны алатын шоғырланған тұтынушыға станциядан электрэнергияны транзиттік беруге арналған жоғарылатқыш және төмендеткіш қосалқы станциялары бар желі.

Электр торабы – ЭЭ электрстанциядан тұтыну және тұтынушылар арасында тарату орындарына беруге арналған түрлендіруші қосалқы станциялардың, таратушы құрылғылардың, ауыстырып қосқыш пункттердің және оларды жалғайтын электрберіліс желілерінің бірлестігі. Электр торабы электрберілістің дамыған жоғарывольттік торабына эквивалентті. Бөлек электрберіліс қысқа мағнада электр торабы болады. Дамыған электр торабы электрқондырғылардың құрамы және функционалдық арналымы бойынша электрэнергияны жеткізу және тарату жүйесін құрады.

 

1.1 суреті – Электр және жылу энергиясын өндіруді, беруді, таратуды және тұтынуды қамтамасыз ететін нысандардың өзара байланысы

 

Қазіргі жағдайда бөлек электрберілістер және электрэнергияны жеткізу және тарату жүйелері түгел бөлек жұмыс атқармайды; олар жалпы электр жүктемесіне бірігіп жұмыс атқару және барлық тұтынушыларды электрэнергиямен орталықтан жабдықтау үшін электр станциялардың көбісін электрэнергетикалық жүйеге байланыстырады (біріктіреді).

Электрэнергетикалық (электрлік) жүйе (ЭЭЖ) – режимнің ортақтығымен және өндіру, жеткізу және электрэнергияны тұтыну процестерінің үзіліссіздігімен (бір уақыттылығымен) біріктірілген электрстанциялардың электр бөлігінің, электр тораптарының (электрберіліс тораптарының) және электрэнергия тұтынушыларының (электрқабылдағыштардың), сонымен қатар басқару, реттеу және қорғаныс құрылғыларының жиынтығы.

Энергетикалық жүйе (энергия жүйесі) – электрстанциялардың, электр және жылу тораптарының және электр және жылу энергиясын өндіру, жеткізу, тарату және тұтыну үшін қондырғылар мен құрылғылар қатарының бірлестігі. Қондырғылар мен құрылғылар: энергия көздері – бу қазандықтары (БҚ) немесе гидротехникалық құрылымдар (ГТҚ), турбиналар (Т), генераторлар (Г); жүктемелер – электр (ЭТ) және жылу тұтынушылары (ЖТ) және басқалары.

Электр торабына қарағанда «электрмен жабдықтау» кеңірек ұғым. Ол тұтынушыларды электрэнергиясымен қамтамасыз етуге арналған барлық электрқондырғыларды біріктіреді. 1.1 суретінен электрмен жабдықтау жүйесі энергетикалық жүйенің – электрэнергетикалық жүйенің электр бөлігіне эквивалентті екені түсінікті.

 

2 лекция. Электр тораптарын жіктеу. Электр тораптарына қойылатын талаптар

Лекцияның мазмұны: электр тораптарын жіктеу. Электр тораптарына қойылатын талаптар.

Лекцияның мақсаты: электр тораптарының әртүрлі нышандар және электр тораптарына қойылатын талаптар бойынша жіктелуін зерттеу.

 

Электр тораптарын бір қатар көрсеткіштер бойынша жіктеу тиімді, олардың ішіндегі негізгілері: қиыстырмалық жасалынуы, токтың тегі, номиналды кернеуі, тораптың арналымы, торап сұлбасының конфигурациясы.

Қиыстырмалық жасалынуы бойы