Энергияны тасымалдау және жүйелерді біріктірген кезде пайда болатын техникалық-экономикалық есептер
жүктеу/скачать 0,56 Mb.
|
Энергияны тасымалдау ж не ж йелерді біріктірген кезде пайда бола
| Энергияны тасымалдау және жүйелерді біріктірген кезде пайда болатын техникалық-экономикалық есептер Қазіргі электроэнергетикада аса жоғары кернеулі электр берілістер үлкен рөл атқарады, себебі ол ірі электр станциялардан қуатты таратуды қамтамасыз етеді және еліміздің жалпы энергожүйесіндегі байланыстырушы бөлігі болып табылады. Қазіргі электроэнергетикада электр беріліс желілерінің екі түрін бөліп алуға болады: алыс қашықтыққа жоғары қуатты тарататын магистралды электр берілістер және тұтынушыға тікелей электрэнергиясы бойымен тарайтын үлестіруші желі жолдары. Қазіргі кезде, алғашқы электр берілістердің пайда болуынан бастап 100 жыл өткен соң, олардың құралымына және электрлік сипаттамасына көптеген өзгерістер енді. Электр берілістердің кернеулері және қуаттары үзіліссіз өседі. Қазіргі кезде кернеулері 1150 кВ айнымалы токта, 1500 кВ тұрақты токта электр берілістері құрылып жатыр және де бұдан да жоғары кернеуге есептелінген электр берілістердің жобалары жасалуда. Электр энергиясы берілетін қашықтықар 1000 км-ден асып жатыр. Электр энергетикасының дамуындағы ең басты көрсеткіші электроэнергиясын өндіру шоғырламасы болып табылады. Агрегаттардың бірлік қуаты 1,2-ден 2-2,5 млн. кВт-қа дейін өсуі күтілуде. Турбогенераторлардың 4 полюсті өкілдігі бар, ал олардың номинал кернеуі 30-33 кВ шамасына дейін жетеді. Электр станциялардың бірдей қойылған қуаты 8-10 млн.кВт-қа дейін жетуі мүмкін. Мұндай үлкен құрылғылардан қуатты тарату үлкен мәселеге айналуы мүмкін. Электр энергиясын өндіру сферасының дамуының екінші көрсеткіші жалпы құрылымдағы атомдық электр станциялар санының өсуі болып табылады. АЭС дамуы қашықтыққа электр энергиясын тасымалдауды дамыту қажеттілігін жоя алмайды. Орталықтандырылған электр берілістің экономикалық тиімділігі құрылып жатқан АЭС-тердің құрылған электр жүйелерімен байланыс мәселесін шешуге мәжбүр етеді. Бүкіл әлемдегі энергетикалық жүйелердің дамуы олардың ауқымды бірлестіктерге бірігуімен сипатталады. Бұл процесс қуатты жүйе аралық байланыстардың салынуымен, бірлескен жүйелер жүктемелерінің графиктерінің тығыздығын азайтуымен, олардың жалпы максимумдарының, қажетті қуаттың апаттық қорының азайтылуымен және де электр станциялардың орнатылған қуатын пайдалану уақытын арттырумен қоса өтеді. Жүйе аралық байланыстардың өзгешелігі бірігетін жүйелердің алыстығымен және бірлескен жүйенің әрбір бөлігіндегі белсенді қуатының баланс шарттарымен анықталады. Мұндай байланыстар максимал қуатты таратуға арналған реверстік, немесе біріктірілетін бір бөліктегі ылғи жиі болатын жетіспеушілікті жабуға арналған магистралды болуы мүмкін. Электр энергиясын берудің әр түрлі тәсілдерін бөле отырып, алдымен жұмыс жиіліктерінің шамалары күрт айырылатын екі топты белгілеп алған жөн: аса жоғары жиіліктік (АЖЖ) берілістері және өнеркәсіптік жиіліктік берілістер (50-60 Гц). Аталған соңғы топқа шартты түрде тұрақты токтағы берілістерді жатқызуға болады, себебі олар құрылғының дәл сондай принципін пайдаланады. Бірінші топ екі бағытқа бөлінеді, олардың біреуі антенналарды (сымсыз беріліс), екіншісі толқын өткізгіштерді пайдаланумен байланысты. Энергияны сымсыз беріліс арқылы тасымалдау қазіргі кезде тек автономды объектілерді электр энергиясымен қамтамасыз ету құралы ретінде қарастырылады. Толқын өткізгіштік АЖЖ-берілістері қазіргі кезде басқа үлкен қуаттарды тасымалдау тәсілдермен бәсекеге түсе алатын берілістер ретінде қарастырылады. Бірақ мұндай пікірлер әзірше тек теориялық есепке ғана есептелген және де эксперименттік растығы жоқ. Радиотехникада АЖЖ-толқын өткізгіштер салыстырмалы кең түрде пайдаланылады, олардың энергетикалық есептерін шешуде пайдалану тәжірибесі жоқ. Мұндай берілістерді жүзеге асыру бірқатар қиыншылықтарға әкеп соқтырады, мысалы, жоғары ПӘК-ті қуатты түрлендіргіштерді құру, трассаның жоғары дәрежелі түзу сызықтығын, құбырлар радиусының тұрақтылығын және толқын өткізгіштің ішкі қабырғаларының таза өңделуін қамтамасыз ету болып табылады. Электр берілістердің әдеттегі айнымалы және тұрақты түрлері біріншіден олардың құрылымдық өзгешелігі бойынша топқа бөлінеді (әуе және кәбільді). Тұрақты токта электрберілістердің қолдануы қазіргі кезде төрт аспект бойынша қарастырылады: а) үлкен қуаттардың қашықтық энергия көздерінен жүктемелердің орталықтарына транзитті түрде берілуі; б) жүйе аралық байланыс; в) қалаларда терең кабельді енгізу; г) тұрақты токтың ендірмесі. Тұрақты токты электр берілістердің кемшеліктеріне қуаттың аралық іріктеніп орындалғандағы қиыншылықтар және түрлендіргіш қосалқы станциялардың қымбаттығы жатады. Айнымалы токта электр берілістердің өткізгіштік қабілетін арттыру мәселесіне көңіл бөлінуде. Бұл мақсатқа жетудің негізгі құралы олардың номинал кернеуін көтеру болып табылады (1500 кВ және одан да көп). Жұмыстық кернеудің берілген шамасындағы өткізгіштік қабілетті арттыруға бағытталған қосымша шараларға жарты толқындық режімді келтіру және компенсациялау, тұйықталмаған және жартылай тұйықталған сұлбаларды қолдану жатады. Көлденең өтелімді меңгеру статикалық тұрақтылық шарттары бойынша өткізгіштік қабілетті арттырады, ішкі шамадан тыс кернеулерді шектейді. Электр энергиясын оны өндіру жерінен тұтыну жеріне дейін тасымалдау үшін қолданылатын алыс қашықтыққа арналған электр берілістер (1000 км және одан да көп) қымбат әрі отын тасымалдаумен салыстырғанда бәсекеге түсе алмайды. Тұрақты ток артықшылығы тек 1200 км - ден көп қашықтықта және энергияны сулы жерлер арқылы бергенде білінеді. Қазіргі электроэнергетикада электр энергияны тасымалдау негізгі мәселе болып тұр. Бүгінгі таңда бірнеше миллион киловатты өткізу қабілеттігінің электр берілісі желілері бар, олар энергияны жылына ондаған миллиард киловатт-сағатына тасымалдайды. Электр берілісі желілері энергияны өндіру орнынан энергияны тұтыну орнына бір жақты ғана тасымалдамай, энергожүйелері арасындағы төтенше негізгі байланысты да тасымалдап отырады. Осы жүйе аралық байланыс бойынша электр энергия сол немесе басқа да жаққа бағытталады, әсіресе осы байланыстар кең бағыталса және әртүрлі сағаттық белдеулерді өтсе, энергияны тұтынуды резервтеу немесе бір қалыпқа келтіру графигі мәселесін шешуге мүмкіндік береді. Осы барлық факторларды (жерлерді қарауына алу, шығындар және т.б.) ескерсек, электр берілісі желілері мен энергияны тасымалдау мұнай немесе газды құбырмен тасымалдағаннан қымбат тұрады. Энергияны тасымалдаудың кез келген жүйелері сияқты электр берілісі желілері үшін, яғни сол бойынша жіберілетін қуаты немесе жүйені жылына пайдаланатын сағаттар санын, жылына таратылатын электр энергиясын ескеріп, ең маңыздысы өткізу қабілеттілігі болады екен. Қарапайым электр берілісі желілері үшін өткізу қабілеттілігі сымдағы токтың жіберілетін мәнімен немесе нақтырақ айтқанда, токтың тығыздылығымен, сымның көлденең қимасы ауданының бірлігіне келетін тоғы бойынша анықталады. Осы қиманың сымындағы токты немесе ток тығыздылығын таңдау техникалық-экономикалық түсініктерінің негіздемелері бойынша жүргізіледі. Токтың көбеюі желінің өткізу қабілеттілігін пропорционал түрде көтереді, сонымен қатар желі шығындары ток квадратына пропорционал келеді. Айнымалы токтың қарапайым электр берілісінің әуе желілеріне арналған токтың оңтайлы тығыздылығы желі кернеуімен байланыспайды. Осыдан кернеудің өсуі арқылы желінің өткізу қабілеттілігі де өсетіні қоырытынды бола алады. Айнымалы токтың үш фазалы желісінің өткізу қабілеттілігі мына формула бойынша анықталады мұнда І – сымдағы ток; V – фаздық кернеу; cosφ – айнымалы ток тізбектеріне тән және желінің белсенді кедергісінің, оның сыйымдылығының әрі индуктивтілігінің қатынасымен анықталатын шама. Басқа да қорытынды жасауға болады, бірдей қимадағы желінің өткізу қабілеттігін фаздық кернеу ретінде аралық қатынасын белгілейді. ЭБЖ кернеуін арттырудың тағы бір негізгі мәні болады. Жүйе аралық байланыстар болған кезде ең үлкен мәні ЭБЖ тұрақтылығы. Кейбір жағдайларда ЭБЖ тұрақсыз болуы мүмкін, яғни ЭБЖ қабылдау соңындағы жүктемесі өзгергеніне қатысты кейбір ауытқулар болады, кернеулердің үлкен өзгерістеріне әкеледі және соңында жағымсыз себептермен желіні істен шығарады. Тұрақтылықтың шығынысыз ЭБЖ бойынша таратылатын максималды қуаты кернеу квадратына пропорционал болатыны талдауда көрсетілген. Жоғарыда аталған артықшылықтарға байланысты ЭБЖ кернеуі таратылатын қуаттың өсу шамасы бойынша ұдайы артуда. Бұл тұжырым сақталуы, Қазақстанда 1150 кВ ЭБЖ номиналды кернеуде құрылған және жұмыс жасауда. Бірақ айнымалы ток ЭБЖ кернеуі келешекте қарқындалуында олар ауаның, материалдардың және жабдықтардың оқшауламалы қасиеттерімен және осы параметрлер бойынша шегіне жақын ЭБЖ мүмкіндіктеріне қатысты бірқатар қиындықтар болуы мүмкін. Келешектегі ағындары аз болатын аса алыс қашықтықтағы (600-2000 км шегінде) тұрақты ток ӘЖ бойынша электрлік энергияны тасымалдау ұсынылған. жүктеу/скачать 0,56 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|