Л4 текст

Лекция 6

ЭС және ҚС электр жабдықтары

ЭС – да бу қазандықтары турбиналарды айналдыратын бу (жұмыс денесі) жасауға және электрэнергиясын алуға қолданылады.

Бу қазандықтары екі типке бөлінеді – барабанды және тіке ағатын (прямоточные). Біздің елде негізінде ЖЭС – де барабанды типті қазандықтар қолданылады.

Тіке ағатын қазандықтар

Барабандылардан барабанның жоқтығымен айырмашылығы бар, будың пайда болу процесі судың циркуляциясынсыз жүреді. Бусулы қоспа экран құбырларынан бірден бу қыздырғышына ақырында буға айналып, асқын қызып, өтеді.

Бұл қазандықтар энергетикада күрделі автоматикасы болғасын және турбинаға судың кіру қаупіне байланысты кеңінен қолданылып жүрген жоқ.

ЖЭС бу қазандығының сұлбасы

1 - ошақ камерасы (ошақ);

2 - жатық газ жолы;

3- конвективтік шахта;

4 - ошақ экрандары;

5 - төбе экрандары;

6 – жіберу құбырлары;

7 - барабан;

8 – радиациялық - конвективтік бу қыздырғышы;

9 - конвективтік бу қыздырғышы;

10 - су экономайзері; 14 - шлак комоды;

11 – ауа қыздырғышы; 15 – суық коронка;

12 – үрлеуші желдеткіш; 16 - жанарғылар.

13 – экрандардың төменгі коллекторлары;

Сұлбада күл ұстағыш пен түтін сорғыш көрсетілмеген.

Турбина (фр. turbine , лат. turbo құйын, айналу)— жұмыс органы (ротор) айналатын қозғалтқыш, келтірілетін жұмыс денесі – бу, газ, су көмегімен кинетикалық энергияны механикалық жұмысқа түрлендіреді. Жұмыс денесінің ағыны ротор шеңберінде бекітілген қалақшаларға әсер жасайды да оны жылжытады.

Генераторды айналдыруға және жылу және атом электрстанцияларында электр тогын алу үшін, теңіз, жер және ауа көліктерінде қозғалтқыш ретінде, гидродинамикалық берілістің құранды бөлігі ретінде қолданылады.

Г аз турбинасы

Радиалды өстік гидротурбинаның ж ұмыс дөңгелегі

Б ілігі жатық орналасқан шөмішті гидротурбина

Электр генераторы — бұл механикалық энергия электрлікке түрленетін құрылғы.

1832 жылы Майкл Фарадей  электрмагниттік генераторлардың жұмыс қағидасын ашты. Ол «Фарадей дискі» деп аталатын бірінші электрмагниттік генераторды құрастырды. Ол аз ғана тұрақты кернеу мен токты өндірді.

Синхронды машина — бұл роторының айналу жиілігі ауа саңлауындағы магнит өрісінің айналу жиілігіне тең айнымалы токтың электр машинасы.

Кез – келген генератордың әсер қағидасы электрмагниттік индукция құбылысында негізделген. Егер біртекті В магнит өрісінде бірқалыпты жақтау айналып тұрса, онда жиілігі жақтаудың айналу жиілігіне тең айнымалы ЭҚК пайда болады. Біз жақтауды магнит өрісінде немесе магнит өрісін жақтаудың айналасында немесе жақтау ішінде магнит өрісін айналдырсақ та нәтиже бір болады - гармоникалық заңмен өзгеретін ЭҚК.

Синхронды генераторларды айнымалы ток көздері ретінде пайдаланып, электрстанцияларда және электр қондырғыларында орнатады. Роторлары бу (турбогенератор) немесе су (гидрогенератор) турбиналарымен айналатын өндірістік жиіліктегі токты алу үшін синхронды генераторлар кеңінен тараған.

Синхронды генераторлар газ турбиналарының, іштен жанатын қозғалтқыштардың, жел немесе электрқозғалтқыштардың жетегінде болады.

Синхронды генераторлар роторының орамдары ортақ білікте орналасқан бөлек генератордың (қоздырғыштың) тұрақты тогымен қоректенеді.

Ротор айналғанда оның магнит өрісі статордың үшфазалық орамында айнымалы ЭҚК тудырады.

Тез айналатын синхронды генераторлардың (турбогенераторлардың) полюстер жұптарының саны аз (р = 1, 2), ал жәй айналатын (гидрогенераторлардың) р бірнеше ондықтарға жетеді. ЭҚК шамасы ротор орамындағы токты өзгертумен реттеледі. n = 60f / p

Гидрогенератордың роторы

Турбогенераторлар

Қуат бойынша турбогенераторлар негізгі үш топқа бөлінеді: 2,5 - 32 МВт, 60 - 320 МВт және 500 МВт жоғары.

Айналу жиілігі бойынша төрт полюсті (1500 және 1800 айн/мин айналу жиілігіне) және екі полюсті (3000 және 3600 айн/мин айналу жиілігіне) 50 және 60 Гц торап жиілігіне сәйкес турбогенераторларды айырады.

Жетектейтін турбинаның түрі бойынша турбогенераторларды бу турбинасынан және газ турбинасынан айналатындарға жіктейді.

Салқындату жүйесі бойынша турбогенераторлар ауа, жанама сутегі, тікелей сутегі және сұйық салқындату машиналарына бөлінеді.

Турбогенератордың қиыстырмасы

Д емонтаж жасалған турбогенератор

Трансформаторлар. Жалпы мәліметтер

Трансформаторды  1831 жылы ағылшын физигі Майкл Фарадей ойлап тапты. Трансформатор қазіргі электрэнергетикалық жүйелердің негізгі компоненттерінің бірі болып табылады.

Трансформа́тор ( лат. Transformo- түрлендіру)  бұл айнымалы ток пен кернеуді түрлендіруге арналған құрылғы.

Трансформаторлар – қозғалатын бөлшектері жоқ түрлендіргіш құрылғылар.  Трансформатор ферромагниттік қорытпадан жасалған магнитөткізгіште (өзекшеде) орналасқан бірнеше орамнан тұрады.

Трансформаторлар электрэнергияны бергенде электр тораптарында пайдаланылады, сонымен қатар олар әртүрлі электр аспаптардың қорек блоктарында қолданылады. 

Электрстанциялар мен қосалқы станцияларда орнатылған күштік трансформаторлар электрэнергияны бір кернеуден басқа кернеуге түрлендіруге арналған.

Трансформаторларды үшфазалық және бірфазалық, екі- және үшорамды етіп жасайды. Үшфазалық трансформаторлар кеңінен тарады, өйткені қосынды қуаты сондай бірфазалық трансформаторлардың тобымен салыстырғанда олардағы шығындар 12-15% төмен, ал активтік материалдардың шығыны және құны 20-25% аз.

Бірфазалық трансформаторлардың топтары тек өте үлкен қуаттарда, 500 кВ және жоғары кернеулерде көлік массасын азайту мақсатымен қолданылады.

Қарапайым күштік трансформатор ферромагниттік материалдан (қаңылтыр электртехникалық болат) жасалған магнит өткізгіші – өзекшеден және магнит өткізгіші сырықтарында орналасқан екі орамнан (катушкалардан) тұрады. Орамдардың біреуі айнымалы ток көзінің U₁ кернеуіне қосылған, бұл орамды біріншіреттік дейді. Басқа орамға Z _н тұтынушысы қосылған – оны екіншіреттік дейді.

Трансформатордың әсері электрмагниттік индукция құбылысында негізделген. Біріншіреттік орамды айнымалы токтың көзіне қосқанда осы орамның тармақтарында айнымалы ток i₁ өтеді, ол магнит өткізгішінде айнымалы магнит ағынын Ф жасайды. Магнит өткізгішінде тұйықталып, бұл ағын екі ораммен де ілініседі (біріншіреттік және екіншіреттік) және оларда ЭҚК индукциялайды.

Әр фазаға әртүрлі кернеудің орамдары саны бойынша трансформаторлар екіорамдыға және үшорамдыға бөлінеді.

Трансформаторлардың қағидалы сұлбалары: а) екіорамдының; б) үшорамдының

Трансформаторлардың негізгі параметрлері:

1. Номиналды қуаты (зауыт паспортында көрсетіледі);

2. Номиналды кернеуі;

3. Номиналды тогы;

4. Қысқа тұйықтау кернеуі (КТ);

5. Бос жүріс тогы (БЖ);

Бос жүріс және қысқа тұйықтау шығындары.

Әр трансформатордың шартты әріптік белгісі бар, оның төменде көрсетілгендей келесі мәліметтері бар:

1. Фазалар саны (бірфазалықтар үшін - О; үшфазалықтар үшін – Т);

2. Салқындау түрі;

3. Әртүрлі тораптарда жұмыс істейтін орамдар саны, үшорамдық үшін – Т; орамдары тармақталған трансформатор үшін Р( фазалар санынан кейін);

4. Белгісіндегі Н әрпі орамдардың біреуін РПН құрылғысымен жасағанда;

5. А втотрансформаторды белгілегенде бірінші орындағы А әрпі. Әріптік белгіден кейін номиналдық қуат кВА көрсетіледі; орам кернеуінің класы ВН%; климаттық орындалуы және орналасу категориясы.

Автотрансформатор (AT) деп жалпы бөлігі бар гальваникалық байланыстағы екі немесе одан да көп орамдардан тұратын трансформаторды айтады. Автотрансформатордың орамдары электрлік және магниттік байланыста және энергияның біріншіреттік тізбектен екіншіреттікке берілуі магнит және электр өрісінің жолымен беріледі. Автотрансформаторда энергияның тек бір бөлігі трансформацияланады, ал басқа бөлігі трансформацияланбай бір кернеудің жүйесінен басқа кернеудің жүйесіне тікелей беріледі.

Автотрансформаторлардың құндылықтары 1. Мыстың, болаттың және оқшаулама материалдарының аз шығыны және қуаты бірдей трансформаторларға қарағанда құны аз. 2. Аз массасы және ауқымы үлкен қуатты автотрансформаторларды жасауға мүмкіндік береді. 3. Автотрансформаторлардың шығындары аз және ПӘК үлкен. 4. Салқындату шарттары жақсы.

Автотрансформаторлардың кемшіліктері 1. Кернеуді реттеудің күрделілігі. 2. Атмосфералық асқын кернеулердің орамдардың электрлік байланысының себебінен бір орамнан екіншісіне өту қаупі.

Автотрансформатор 250 МВА

АТ-2 220/110/10 кВ 125 МВA